CN109842748B - 致动器、相机模块和便携式通信终端 - Google Patents

致动器、相机模块和便携式通信终端 Download PDF

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Abstract

一种致动器、相机模块和便携式通信终端，该致动器包括：振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，每个振荡电路被构造为输出包括响应于检测目标的移动而改变的频率的振荡信号，下变频单元，被构造为对分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率进行下变频，确定单元，被构造为响应于从所述下变频单元输出的两个或更多个下变频振荡信号来计算所述检测目标的位置。

Description

致动器、相机模块和便携式通信终端
本申请要求于2017年11月24日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0158297号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开出于所有的目的通过引用合并于此。
技术领域
本申请涉及一种致动器、相机模块和便携式通信终端。
背景技术
近来，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、便携式个人计算机(PC)等的便携式通信终端通常已被实现为除了文本或音频数据的传输之外还具有执行视频数据的传输的能力。根据这样的趋势，近来，相机模块已成为便携式通信终端中的标准，以能够进行视频数据的传输、允许视频聊天等。
通常，相机模块包括具有设置于其中的透镜的透镜镜筒、将透镜镜筒容纳于其中的壳体以及将对象的图像转换为电信号的图像传感器。用于以固定焦点捕捉对象的图像的单焦点型相机模块可用作相机模块。然而，近来，根据技术的发展，已使用包括能够自动聚焦(AF)的致动器的相机模块。此外，相机模块可包括用于执行光学图像稳定(OIS)的致动器，以抑制由于手抖动导致的分辨率降低现象。
以上信息仅作为背景技术信息呈现，以帮助理解本公开内容。对于以上信息中的任何信息是否可适用作为针对本公开内容的现有技术，没有做出决定，也没有做出断言。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种致动器，包括：振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，每个振荡电路被构造为输出具有响应于检测目标的移动而改变的频率的振荡信号；下变频单元，被构造为对分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率进行下变频；以及确定单元，被构造为响应于从所述下变频单元输出的两个或更多个下变频振荡信号来计算所述检测目标的位置。
下变频单元可包括两个或更多个混频器，每个混频器被构造为对所述两个或更多个振荡信号中的相应的一个振荡信号的频率进行下变频。
所述两个或更多个混频器还可被构造为：使用参考信号的频率来对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频。
所述两个或更多个混频器还可被构造为：分别从所述两个或更多个振荡信号减去所述参考信号。
所述两个或更多个混频器还可被构造为分别接收彼此不同的两个或更多个参考信号，并且所述两个或更多个参考信号的频率可响应于所述两个或更多个振荡信号的频率来确定。
所述两个或更多个参考信号分别与所述两个或更多个振荡信号之间的频率差可彼此相同。
所述两个或更多个振荡电路中的每一个可包括被设置为面对所述检测目标的感测线圈。
所述确定单元可被构造为：响应于所述两个下变频振荡信号之间的差，检测所述检测目标在与其上设置有两个或更多个感测线圈的表面平行的第一方向上的位移。
所述确定单元可被构造为：响应于所述两个或更多个下变频振荡信号之和，检测所述检测目标在与其上设置有两个或更多个感测线圈的表面垂直的第二方向上的位移。
所述下变频振荡信号的频率变化率可大于所述振荡信号的频率变化率。
相机模块可包括所述致动器。
便携式通信终端可包括所述相机模块。
在另一总体方面，一种致动器，包括：振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，所述两个或更多个振荡电路分别被构造为输出频率响应于检测目标的移动而改变的振荡信号；下变频单元，被构造为增大分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率变化率；以及确定单元，被构造为响应于从所述下变频单元输出的两个或更多个下变频振荡信号中的每一个来计算所述检测目标的位置。
所述下变频单元可被构造为：对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频，以产生具有比所述两个或更多个振荡信号的频率变化率大的频率变化率的所述两个或更多个下变频振荡信号。
所述下变频单元可包括两个或更多个混频器，所述两个或更多个混频器被构造为使用参考信号分别对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频。
在另一总体方面，一种致动器，包括：振荡单元，包括第一振荡电路和第二振荡电路，所述第一振荡电路被构造为输出具有响应于检测目标的移动而改变的第一频率的第一振荡信号，所述第二振荡电路被构造为输出具有响应于所述检测目标的移动而改变的第二频率的第二振荡信号；下变频单元，被构造为对所述第一频率和第二频率进行下变频；以及确定单元，被构造为响应于下变频的第一频率和第二频率来计算所述检测目标的位置。
所述振荡单元可包括多于一个的第二振荡电路。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是示出相机模块的示例的分解透视图。
图2是示出在图1的相机模块中使用的致动器的主要单元的示例的框图。
图3是示出位置检测单元的示例的框图。
图4是示出下变频单元的示例的框图。
图5A和图5B是示出示例频率和位置的仿真结果的曲线图。
在附图和具体实施方式中，相同的参考标号表示相同的元件。为了清楚、说明及方便起见，附图可不按照比例绘制，并且附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。例如，在附图中，由于制造技术和/或公差，示出的形状的修改可被估计。因此，这里所描述的示例不应被解释为局限于这里所示出的区域的特定形状，例如，这里所描述的示例包括由于制造而导致的形状的变化。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容后可进行将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。以下示例还可由它们中的一个或它们的组合组成。
这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已提供这里所描述的示例，仅仅为了示出实施在理解本申请的公开内容后将是显而易见的这里所描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些。
在整个说明书中，将理解，当元件(诸如层、区域或晶圆(基板))被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其他元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的元件或层。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或多个的任何组合和所有组合。
将显而易见的，尽管可在这里使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被解释为受这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离这里所描述的示例的教导的情况下，以下讨论的第一构件、组件、区域、层或部分可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，可在此使用诸如“在……之上”、“上面”、“在……之下”和“下面”等的空间相对术语，来描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，空间相对术语意图除了附图中描绘的方位之外还包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件“之上”或“上面”的元件其后将位于其他元件“之下”或“下面”。因此，取决于附图的特定方向，术语“在……之上”可包括上方和下方两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或在其他方位)，并且可相应地解释在此使用的空间相对描述符。
在此使用的术语仅描述特定示例，且本公开不限于此。除非上下文另外清楚地指示，否则如在此使用的，单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。
在此，应注意，针对示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)表示存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，然而所有的示例和实施例不限于此。
本公开的一方面提供一种致动器，诸如能够在不使用霍尔传感器的情况下精确地检测磁体的位置的相机模块的致动器。该致动器可设置在相机模块中，相机模块可设置在诸如相机、便携式通信终端等的装置中。
图1是示出相机模块的示例的分解透视图。
参照图1，根据示例的相机模块100包括壳体单元110、致动器120、透镜模块130和支承部140。
相机模块100执行自动聚焦功能和光学图像稳定功能中的一个或多个。作为示例，为了使相机模块100执行自动聚焦功能和光学图像稳定功能，透镜模块130在壳体单元110中沿光轴方向(Z轴方向)和与光轴垂直的方向(X轴方向和Y轴方向)移动。
壳体单元110包括壳体111和屏蔽外壳112。壳体111可利用易于模塑的材料形成。例如，壳体111可利用塑料形成。一个或多个致动器120安装在壳体111中。作为示例，第一致动器121的一部分组件安装在壳体111的第一侧表面上，第二致动器122的一部分组件安装在壳体111的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面上。壳体111被构造为将透镜模块130容纳于其中。作为示例，将透镜模块130完全地或部分地容纳于其中的空间形成在壳体111中。
壳体111的六个表面可以是开口的。作为示例，用于图像传感器的孔形成在壳体111的底表面中，安装透镜模块130的四边形孔形成在壳体111的顶表面中。壳体111的第一侧表面是以这样的方式开口的：使得第一致动器121的第一驱动线圈121a可被插入到开口中；壳体111的第二侧表面和第三侧表面是以这样的方式开口的：使得第二致动器122的第二驱动线圈122a可被插入到开口中。此外，壳体111的第四侧表面是以这样的方式开口的：使得第二致动器122的感测线圈122d可被插入到开口中。
屏蔽外壳112被构造为覆盖壳体111的部分。作为示例，屏蔽外壳112被构造为覆盖壳体111的顶表面和四个侧表面。可选地，屏蔽外壳112可被构造为仅覆盖壳体111的四个侧表面或者可被构造为部分地覆盖壳体111的顶表面和四个侧表面。屏蔽外壳112可阻挡在驱动相机模块期间产生的电磁波。电磁波可在驱动相机模块时产生，并且当电磁波被发射到相机模块的外部时，该电磁波可影响其他电子组件，引起通信错误或故障。为了防止这样的问题，屏蔽外壳112可利用金属形成并接地到安装在壳体111的底表面上的基板的接地焊盘，以阻挡电磁波。另一方面，例如，当屏蔽外壳112利用塑料注塑制品形成时，导电涂料可被涂覆到屏蔽外壳112的内表面，或者导电膜或导电带可被附着到屏蔽外壳112的内表面，以阻挡电磁波。在这种情况下，导电涂料可以是导电环氧树脂，但不限于此。例如，可使用具有导电性的各种材料作为导电涂料。
致动器120的数量可以是多个。作为示例，致动器120包括第一致动器121和第二致动器122，其中，第一致动器121被构造为沿Z轴方向移动透镜模块130，第二致动器122被构造为沿X轴方向和Y轴方向移动透镜模块130。
第一致动器121可安装在壳体111和透镜模块130的第一框架131上。作为示例，第一致动器121的一部分组件安装在壳体111的第一侧表面上，第一致动器121的其他组件安装在第一框架131的第一侧表面上。第一致动器121可沿Z轴方向移动透镜模块130。作为示例，第一致动器121包括第一驱动线圈121a、第一磁体121b、第一基板121c和一个或多个自动聚焦(AF)感测线圈121d。第一驱动线圈121a和AF感测线圈121d形成在第一基板121c上。第一基板121c安装在壳体111的第一侧表面上，并且第一磁体121b安装在第一框架131的面对第一基板121c的第一侧表面131c上。
用于向第一驱动线圈121a提供驱动信号的第一驱动装置(未示出)设置在第一基板121c上。第一驱动装置将驱动信号施加到第一驱动线圈121a，以向第一磁体121b提供驱动力。第一驱动装置包括向第一驱动线圈121a提供驱动信号的驱动器集成电路(IC)。例如，当驱动信号从第一驱动装置施加到第一驱动线圈121a时，通过第一驱动线圈121a产生磁通量，并且该磁通量与第一磁体121b的磁场相互作用，以根据弗莱明(Fleming)的左手定则产生使第一框架131和透镜镜筒134能够进行相对于壳体111的相对移动的驱动力。第一驱动装置可包括H桥电路，该H桥电路可被双向地驱动，以将驱动信号施加到第一驱动线圈121a。
透镜镜筒134通过第一框架131的移动沿与第一框架131的移动方向相同的方向移动。第一致动器121通过AF感测线圈121d感测第一磁体121b的磁场的强度，以检测第一框架131和透镜镜筒134的位置。
AF感测线圈121d设置在第一驱动线圈121a的外部，并包括一个或多个线圈。AF感测线圈121d的电感响应于第一磁体121b的位移而改变。例如，当第一磁体121b沿一个方向移动时，对AF感测线圈121d具有影响的第一磁体121b的磁场的强度改变，因此AF感测线圈121d的电感可改变。第一致动器121从一个或多个AF感测线圈121d的电感的变化确定透镜镜筒134和第一框架131的位移。作为示例，第一致动器121还包括一个或多个电容器，并且该一个或多个电容器以及AF感测线圈121d形成预定振荡电路。作为示例，包括在第一致动器121中的电容器的数量对应于AF感测线圈121d的数量，并且一个电容器和一个AF感测线圈121d构造为诸如预定LC振荡器的形式或构造为诸如本领域中公知的科耳皮兹(Colpitts)振荡器的形式。
第一致动器121从由振荡电路产生的振荡信号的频率的变化来确定透镜镜筒134的位移。例如，当形成振荡电路的AF感测线圈121d的电感改变时，由振荡电路产生的振荡信号的频率改变，因此透镜镜筒134的位移基于频率的变化来检测。
第二致动器122安装在壳体111和透镜模块130的第三框架133上。作为示例，第二致动器122的一部分组件安装在壳体111的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面上，第二致动器122的其他组件安装在第三框架133的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面上。根据另一示例，第二致动器122可安装在壳体111和第三框架133的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面中的一部分上，第二致动器122可安装在壳体111的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面彼此接触的拐角和/或第三框架133的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面彼此接触的拐角上。
第二致动器122沿X轴方向和Y轴方向移动透镜模块130。作为示例，第二致动器122包括第二驱动线圈122a、第二磁体122b、第二基板122c、光学图像稳定(OIS)感测线圈122d以及检测目标122e。
第二驱动线圈122a和OIS感测线圈122d形成在第二基板122c上。在示例中，使用两个第二驱动线圈作为第二驱动线圈122a。该两个第二驱动线圈122a分别设置在第二基板122c的第二侧表面和第三侧表面上。此外，使用两个OIS感测线圈作为OIS感测线圈122d。该两个OIS感测线圈122d设置在第二基板122c的第四侧表面上。该两个OIS感测线圈122d检测透镜镜筒134沿X轴方向和Y轴方向的移动。
第二基板122c具有其一侧或多侧是开口的一般的四边形形状，并安装为包围壳体111的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面。第二磁体122b分别安装在第三框架133的第二侧表面和第三侧表面上，以面对设置在第二基板122c上的第二驱动线圈122a，检测目标122e安装在第三框架133的第四侧表面上，以面对设置在第二基板122c上的OIS感测线圈122d。
用于向第二驱动线圈122a提供驱动信号的第二驱动装置(未示出)设置在第二基板122c上。第二驱动装置将驱动信号施加到第二驱动线圈122a，以向第二磁体122b提供驱动力。第二驱动装置可包括向第二驱动线圈122a提供驱动信号的驱动器IC。例如，当驱动信号从第二驱动装置提供给第二驱动线圈122a时，通过第二驱动线圈122a产生磁通量，并且该磁通量与第二磁体122b的磁场相互作用。第二驱动装置改变在第二驱动线圈122a与第二磁体122b之间产生的磁力的大小和方向，以使第二框架132或第三框架133能够进行相对于第一框架131的相对移动。第二驱动装置可包括H桥电路，该H桥电路可被双向地驱动，以将驱动信号施加到第二驱动线圈122a。
透镜镜筒134通过第二框架132或第三框架133的移动而沿与第二框架132或第三框架133的移动方向相同的方向移动。第二致动器122通过OIS感测线圈122d感测检测目标122e的磁场的强度，以检测沿与第二框架132和第三框架133的移动方向相同的方向移动的透镜镜筒的位置。作为示例，检测目标122e可利用磁性体、导体或磁轭中的一个形成。
第二致动器122从OIS感测线圈122d的电感的变化感测检测目标122e的磁场的强度，以检测第二框架132或第三框架133的位置。
透镜模块130安装在壳体单元110中。作为示例，透镜模块130容纳在通过壳体111和屏蔽外壳112形成的容纳空间中，以能够沿至少三个轴方向移动。透镜模块130包括多个框架。作为示例，透镜模块130可包括第一框架131、第二框架132和第三框架133。
第一框架131被构造为能够相对于壳体111移动。作为示例，第一框架131通过上述第一致动器121沿壳体111的Z轴方向移动。引导槽131a和131b可形成在第一框架131中。作为示例，沿Z轴方向纵长延伸的第一引导槽131a形成在第一框架131的第一侧表面中，沿Y轴方向纵长延伸的多个第二引导槽131b分别形成在第一框架131的内底表面的四个拐角中。第一框架131可被制造为具有第一框架131的至少三个侧表面是开口的形式。作为示例，第一框架131的第二侧表面和第三侧表面是开口的，使得安装在第三框架133上的第二磁体122b与安装在设置于壳体111上的第二基板122c上的第二驱动线圈122a彼此面对，并且第一框架131的第四侧表面是开口的，使得安装在第三框架133上的检测目标122e与安装在设置于壳体111上的第二基板122c上的OIS感测线圈122d彼此相对。
第二框架132安装在第一框架131中。作为示例，第二框架132安装在第一框架131的内部空间中。第二框架132被构造为相对于第一框架131沿Y轴方向移动。作为示例，第二框架132沿着第一框架131的第二引导槽131b沿Y轴方向移动。
第三引导槽132a形成在第二框架132中。作为示例，沿X轴方向纵长延伸的四个第三引导槽132a分别形成在第二框架132的拐角中。第三框架133安装在第二框架132上。第三框架133安装在第二框架132的上表面上。第三框架133被构造为相对于第二框架132沿X轴方向移动。作为示例，第三框架133沿着第二框架132的第三引导槽132a沿X轴方向移动。第二磁体122b和检测目标122e安装在第三框架133上。作为示例，两个第二磁体122b分别安装在第三框架133的第二侧表面和第三侧表面上，检测目标122e安装在第三框架133的第四侧表面上。另一方面，在另一示例中，上述第三框架133可与第二框架132一体地形成。在这种情况下，第三框架133被省略，并且第二框架132沿X轴方向和Y轴方向移动。
透镜模块130包括透镜镜筒134。作为示例，透镜模块130包括包含一个或多个透镜的透镜镜筒134。透镜镜筒134具有中空的圆柱形形状，捕捉对象的图像的一个或多个透镜被容纳在该中空的圆柱形形状中，并且透镜沿着光轴设置在透镜镜筒134中。堆叠在透镜镜筒134中的透镜的数量取决于透镜镜筒134的设定设计，并且这些透镜可具有诸如相同的折射率或不同的折射率、屈光力等的光学特性。
透镜镜筒134安装在第三框架133中。作为示例，透镜镜筒134装配到第三框架133中，从而与第三框架133一体地移动。透镜镜筒134被构造为沿Z轴方向、X轴方向和Y轴方向移动。作为示例，透镜镜筒134通过第一致动器121沿Z轴方向移动，并通过第二致动器122沿X轴方向和Y轴方向移动。
支承部140引导透镜模块130的移动。作为示例，支承部140以这样的方式被构造：使得透镜模块130沿光轴方向和与光轴垂直的方向平稳地移动。支承部140包括第一支承件141、第二支承件142和第三支承件143。作为示例，第一支承件141设置在第一框架131的第一引导槽131a中，以允许第一框架131沿光轴方向平稳地移动。作为另一示例，第二支承件142设置在第一框架131的第二引导槽131b中，以允许第二框架132沿与光轴垂直的第一方向平稳地移动。作为另一示例，第三支承件143设置在第二框架132的第三引导槽132a中，以允许第三框架133沿与光轴垂直的第二方向平稳地移动。
第一支承件141和第二支承件142中的每一个可包括至少三个滚珠，第一支承件141和第二支承件142中的每一个的至少三个滚珠可分别设置在第一引导槽131a或第二引导槽131b中。
用于减少摩擦和噪声的润滑材料可填充在其中设置有支承部140的所有部分中。作为示例，粘性流体可被注入到相应的引导槽131a、131b和132a中。可使用具有优异粘度和润滑特性的润滑脂作为粘性流体。
图2是示出在相机模块中使用的致动器的主要单元的示例的框图。根据图2的示例的致动器200可对应于图1的第二致动器122。
在图2的致动器200对应于图1的第二致动器122的情况下，致动器200沿与光轴垂直的方向移动透镜镜筒，以执行相机模块的OIS功能。因此，例如，当图2的致动器200执行光学图像稳定功能时，驱动装置210将驱动信号Sdr施加到驱动线圈220，以向磁体提供沿与光轴垂直的方向的驱动力。
在此公开的示例中的致动器200包括驱动装置210、驱动线圈220、检测目标230和位置检测单元240。
驱动装置210响应于由外部源施加的输入信号Sin和由位置检测单元240产生的反馈信号Sf而产生驱动信号Sdr，并将产生的驱动信号Sdr提供给驱动线圈220。例如，当驱动信号Sdr从驱动装置210施加到驱动线圈220时，透镜镜筒通过驱动线圈220与磁体之间的电磁相互作用而沿与光轴垂直的方向移动。
位置检测单元240经由检测目标230计算通过磁体与驱动线圈220之间的电磁相互作用而移动的透镜镜筒的位置，以产生反馈信号Sf，并将反馈信号Sf提供给驱动装置210。检测目标230设置在透镜镜筒的侧部上，以沿与透镜镜筒的移动方向相同的方向移动，并可面对位置检测单元240的感测线圈。作为示例，检测目标230对应于图1的检测目标122e。
位置检测单元240包括感测线圈，并响应于感测线圈的电感来计算透镜镜筒的位置。例如，当设置在透镜镜筒的侧部上的检测目标230移动时，感测线圈与检测目标之间的距离和重叠面积改变，因此位置检测单元240响应于感测线圈的电感来计算透镜镜筒在X轴方向和Y轴方向的位置，其中，感测线圈的电感响应于检测目标230的移动而改变。在这个示例中，包括在位置检测单元240中的感测线圈对应于包括在图1的第二致动器122中的OIS感测线圈122d。
图3是示出位置检测单元的示例的框图。将在下文中参照图1至图3描述通过位置检测单元240计算透镜镜筒的位置的操作。
在此公开的示例中的位置检测单元240包括振荡单元241、下变频单元243、计算单元245和确定单元247。
振荡单元241包括用于产生振荡信号的两个或更多个振荡电路。振荡单元241包括第一振荡电路241a和第二振荡电路241b。第一振荡电路241a和第二振荡电路241b被设置为面对检测目标230。
第一振荡电路241a和第二振荡电路241b中的每一个包括感测线圈和电容器，以构成预定LC振荡器。例如，第一振荡电路241a包括第一感测线圈L1和第一电容器C1，第二振荡电路241b包括第二感测线圈L2和第二电容器C2。
在这个示例中，分别包括在第一振荡电路241a和第二振荡电路241b中的第一感测线圈L1和第二感测线圈L2对应于包括在图1的第二致动器122中的OIS感测线圈122d。例如，参照图1，第一感测线圈L1和第二感测线圈L2对应于设置在图1的第二基板122c的第四侧表面上以面对检测目标122e的两个OIS感测线圈122d。沿一个方向(例如，图1的X轴方向)设置第一感测线圈L1和第二感测线圈L2以面对透镜镜筒的表面。
可以以本领域中已知的各种类型的振荡器的形式来构造在附图中示意性示出的图3的第一振荡电路241a和第二振荡电路241b。
第一振荡电路241a的振荡信号Sosc1的频率和第二振荡电路241b的振荡信号Sosc2的频率通过第一感测线圈L1的电感和第二感测线圈L2的电感来确定。例如，当通过包括感测线圈和电容器的LC振荡器来实现振荡电路时，振荡信号的频率f通过式1来表示。在式1中，“l”指示第一感测线圈L1的电感和第二感测线圈L2的电感，“c”指示第一电容器C1的电容和第二电容器C2的电容。
式1
Figure BDA0001815076600000121
例如，当透镜镜筒移动时，对振荡单元241的第一感测线圈L1和第二感测线圈L2的电感具有影响的检测目标230的磁场的强度改变，因此第一感测线圈L1和第二感测线圈L2的电感改变。因此，分别从第一振荡电路241a和第二振荡电路241b输出的第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率响应于检测目标230的移动而改变。在在此公开的示例中，具有相对高磁导率的磁性材料可设置在检测目标230与振荡单元241之间，以基于检测目标230的移动而增大第一感测线圈L1和第二感测线圈L2的电感的变化率。
下变频单元243对分别从第一振荡电路241a和第二振荡电路241b输出的第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2进行下变频。下变频单元243对第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率进行下变频，并输出第一下变频振荡信号Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d。
图4是示出下变频单元的示例的框图。
下变频单元243包括被提供有参考信号Sref的两个或更多个混频器，该两个或更多个混频器包括第一混频器243a和第二混频器243b。第一混频器243a和第二混频器243b分别接收从第一振荡电路241a输出的第一振荡信号Sosc1和从第二振荡电路241b输出的第二振荡信号Sosc2。
第一混频器243a使用参考信号Sref的频率对第一振荡信号Sosc1的频率进行下变频，第二混频器243b使用参考信号Sref的频率对第二振荡信号Sosc2的频率进行下变频。作为示例，第一混频器243a从第一振荡信号Sosc1减去参考信号Sref，以输出第一下变频振荡信号Sosc1_d，第二混频器243b从第二振荡信号Sosc2减去参考信号Sref，以输出第二下变频振荡信号Sosc2_d。
虽然图4中示出一个参考信号Sref被提供给第一混频器243a和第二混频器243b的情况，但是在另一示例中，不同的参考信号Sref也可被分别提供给第一混频器243a和第二混频器243b。例如，响应于第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率来确定不同的参考信号Sref的频率。
例如，当第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率彼此相同时，相同的参考信号Sref被提供给第一混频器243a和第二混频器243b，以确保相同的感测灵敏度。然而，例如，在第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率彼此不同的情况下，如果相同的参考信号Sref被提供给第一混频器243a和第二混频器243b，则可发生感测灵敏度彼此不同的问题。
因此，在在此公开的示例中，响应于第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率而确定的不同的参考信号Sref被分别提供给第一混频器243a和第二混频器243b，以确保相同的感测灵敏度。作为示例，对第一振荡信号Sosc1的频率进行下变频的第一参考信号与第一振荡信号Sosc1之间的差和对第二振荡信号Sosc2的频率进行下变频的第二参考信号与第二振荡信号Sosc2之间的差相同。
再次，参照图3，计算单元245计算第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d。作为示例，计算单元245使用参考时钟CLK来计算第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d。例如，计算单元245对对应于振荡信号的参考时钟CLK的数进行计数，并使用计数的参考时钟CLK的数和参考时钟CLK的频率来计算频率。作为示例，计算单元245对对应于参考区间期间的振荡信号的参考时钟CLK的数进行计数。
确定单元247响应于从计算单元245发送的第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d，来确定透镜镜筒在X轴方向和Y轴方向的位置。
确定单元247响应于如下面的式2所表示的第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d与第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d之间的差，来确定透镜镜筒在X轴方向的位置P_x。
式2
P_x＝M(f_Sosc1_d-f_Sosc2_d)
其中，M可以是关于频率的函数，并可通过预先获得的透镜镜筒在X轴方向的位置和频率之差(例如，f_Sosc1_d与f_Sosc2_d的差)预先确定(例如，通过拟合预先确定)。在图1中，例如，当透镜镜筒沿着X轴移动时，第一感测线圈L1的电感的变化和第二感测线圈L2的电感的变化的方向彼此不同。当透镜镜筒沿X轴的一个方向移动时，在第一感测线圈L1的电感增大的情况下，第二感测线圈L2的电感减小。因此，从第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d与第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d之间的差来计算透镜镜筒在X轴方向的位置。
确定单元247响应于如下面的式3所表示的第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d与第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d之和，来确定透镜镜筒在Y轴方向的位置P_y。
式3
P_y＝N(f_Sosc1_d+f_Sosc2_d)
其中，N可以是关于频率的函数，并可通过预先获得的透镜镜筒在Y轴方向的位置和频率之和(例如，f_Sosc1_d与f_Sosc2_d的和)预先确定(例如，通过拟合预先确定)。在图1中，例如，当透镜镜筒沿着Y轴移动时，第一感测线圈L1的电感的变化和第二感测线圈L2的电感的变化的方向彼此相同。当透镜镜筒沿Y轴的一个方向移动时，第一感测线圈L1和第二感测线圈L2的电感增大，当透镜镜筒沿与Y轴的所述一个方向相反的方向移动时，第一感测线圈L1和第二感测线圈L2的电感减小。
因此，从第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d与第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d之和来计算透镜镜筒在Y轴方向的位置。
确定单元247包括存储器，关于透镜镜筒的位置的信息(与频率变化率的计算结果对应)存储在所述存储器中。存储器可通过包括闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和铁电随机存取存储器(FeRAM)中的一种的非易失性存储器来实现。确定单元247通过将基于式2和式3的计算结果与存储在存储器中的透镜镜筒的位置信息进行比较来确定透镜镜筒的位置。
图5A和图5B是示出示例频率和位置的仿真结果的曲线图。
图5A和图5B分别示出针对透镜镜筒在X轴方向的位置P_x和透镜镜筒在Y轴方向的位置P_y的第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1、第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2、第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d。
将描述第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d和第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d的频率变化率。第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d的第一频率变化率V1与第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d的第二频率变化率V2分别由式4和式5来表示。在式4中，f_Sosc1_d_max指示第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d的最大值，f_Sosc1_d_min指示第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d的最小值。此外，f_Sosc1_d_ref指示第一下变频振荡信号Sosc1_d的频率f_Sosc1_d的参考值。作为示例，第一下变频振荡信号的频率的参考值是第一下变频振荡信号的频率的最大值和最小值之一。同样地，在式5中，f_Sosc2_d_max指示第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d的最大值，f_Sosc2_d_min指示第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d的最小值。此外，f_Sosc2_d_ref指示第二下变频振荡信号Sosc2_d的频率f_Sosc2_d的参考值。作为示例，第二下变频振荡信号的频率的参考值是第二下变频振荡信号的频率的最大值和最小值之一。
式4
Figure BDA0001815076600000151
式5
Figure BDA0001815076600000152
此外，将描述第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2的频率变化率。第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1的第一频率变化率V1’和第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2的第二频率变化率V2’分别由式6和式7来表示。在式6中，f_Sosc1_max指示第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1的最大值，f_Sosc1_min指示第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1的最小值。此外，f_Sosc1_ref指示第一振荡信号Sosc1的频率f_Sosc1的参考值。作为示例，第一振荡信号的频率的参考值是第一振荡信号的频率的最大值和最小值之一。同样地，在式7中，f_Sosc2_max指示第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2的最大值，f_Sosc2_min指示第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2的最小值。此外，f_Sosc2_ref指示第二振荡信号Sosc2的频率f_Sosc2的参考值。作为示例，第二振荡信号的频率的参考值是第二振荡信号的频率的最大值和最小值之一。
式6
Figure BDA0001815076600000161
式7
Figure BDA0001815076600000162
参照式4和式6，可以看出，第一下变频振荡信号的频率变化量Δf_Sosc1_d和第一振荡信号的频率变化量Δf_Sosc1彼此相同，但是第一下变频振荡信号的频率参考值f_Sosc1_d_ref小于第一振荡信号的频率参考值f_Sosc1_ref，因此第一下变频振荡信号的频率变化率大于第一振荡信号的频率变化率。
此外，参照式5和式7，可以看出，第二下变频振荡信号的频率变化量Δf_Sosc2_d与第二振荡信号的频率变化量Δf_Sosc2彼此相同，但是第二下变频振荡信号的频率参考值f_Sosc2_d_ref小于第二振荡信号的频率参考值f_Sosc2_ref，因此第二下变频振荡信号的频率变化率大于第二振荡信号的频率变化率。因此，在在此公开的示例中，通过对振荡信号进行下变频来更精确地确定检测目标的位置。
如上所阐述的，用于根据在此公开的示例的相机模块的致动器从感测线圈的电感的变化来精确地检测透镜镜筒的位置。此外，用于相机模块的致动器不使用单独的霍尔传感器，使得用于相机模块的致动器的制造成本减小，并且用于相机模块的致动器的空间效率得以改善。
虽然本公开包括特定的示例，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被认为为描述性含义，而非出于限制的目的。在每一个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及它们的等同物限定，并且在权利要求及它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。

Claims (20)

1.一种致动器，包括：
振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，每个振荡电路被构造为输出具有响应于检测目标的移动而改变的频率的振荡信号；
下变频单元，被构造为对分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率进行下变频；以及
确定单元，被构造为响应于从所述下变频单元输出的两个或更多个下变频振荡信号来计算所述检测目标的位置。
2.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述下变频单元包括两个或更多个混频器，每个混频器被构造为对两个或更多个振荡信号中的相应的一个振荡信号的频率进行下变频。
3.根据权利要求2所述的致动器，其中，所述两个或更多个混频器还被构造为：使用参考信号的频率来对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频。
4.根据权利要求3所述的致动器，其中，所述两个或更多个混频器还被构造为：分别从所述两个或更多个振荡信号减去所述参考信号。
5.根据权利要求3所述的致动器，其中，所述两个或更多个混频器还被构造为：分别接收彼此不同的两个或更多个参考信号，并且
其中，响应于所述两个或更多个振荡信号的频率来确定所述两个或更多个参考信号的频率。
6.根据权利要求5所述的致动器，其中，所述两个或更多个参考信号分别与所述两个或更多个振荡信号之间的频率差彼此相同。
7.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述两个或更多个振荡电路中的每一个包括被设置为面对所述检测目标的感测线圈。
8.根据权利要求7所述的致动器，其中，所述确定单元被构造为：响应于所述两个下变频振荡信号之间的差，检测所述检测目标在与其上设置有两个或更多个感测线圈的表面平行的第一方向上的位移。
9.根据权利要求7所述的致动器，其中，所述确定单元被构造为：响应于所述两个或更多个下变频振荡信号之和，检测所述检测目标在与其上设置有两个或更多个感测线圈的表面垂直的第二方向上的位移。
10.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述下变频振荡信号的频率变化率大于所述振荡信号的频率变化率。
11.一种相机模块，包括权利要求1所述的致动器。
12.一种便携式通信终端，包括权利要求11所述的相机模块。
13.一种致动器，包括：
振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，所述两个或更多个振荡电路分别被构造为输出频率响应于检测目标的移动而改变的振荡信号；
下变频单元，被构造为增大分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率变化率；以及
确定单元，被构造为响应于从所述下变频单元输出的两个或更多个下变频振荡信号中的每一个来计算所述检测目标的位置。
14.根据权利要求13所述的致动器，其中，所述下变频单元被构造为：对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频，以产生具有比所述两个或更多个振荡信号的频率变化率大的频率变化率的所述两个或更多个下变频振荡信号。
15.根据权利要求14所述的致动器，其中，所述下变频单元包括两个或更多个混频器，所述两个或更多个混频器被构造为使用参考信号分别对所述两个或更多个振荡信号的频率进行下变频。
16.根据权利要求15所述的致动器，其中，所述两个或更多个混频器还被构造为：分别从所述两个或更多个振荡信号减去所述参考信号。
17.根据权利要求15所述的致动器，其中，所述两个或更多个混频器还被构造为：分别接收彼此不同的两个或更多个参考信号，并且
其中，响应于所述两个或更多个振荡信号的频率来确定所述两个或更多个参考信号的频率。
18.根据权利要求17所述的致动器，其中，所述两个或更多个参考信号分别与所述两个或更多个振荡信号之间的频率差彼此相同。
19.一种致动器，包括：
振荡单元，包括第一振荡电路和第二振荡电路，所述第一振荡电路被构造为输出具有响应于检测目标的移动而改变的第一频率的第一振荡信号，所述第二振荡电路被构造为输出具有响应于所述检测目标的移动而改变的第二频率的第二振荡信号；
下变频单元，被构造为对所述第一频率和第二频率进行下变频；以及
确定单元，被构造为响应于下变频的第一频率和第二频率来计算所述检测目标的位置。
20.根据权利要求19所述的致动器，其中，所述振荡单元包括多于一个的第二振荡电路。
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