CN110398297B - 驱动器模块以及用于确定驱动器模块的环境空气温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动器模块以及用于确定驱动器模块的环境空气温度的方法。并且具体地讲，涉及与成像系统中的致动器结合使用的驱动器模块。本发明技术的各种实施方案可包括用于成像系统中的预测建模的方法和装置。用于预测建模的所述方法和装置可包括各种电路和/或系统，所述电路和/或系统被配置成测量温度并且结合预测模型利用所述测量的温度来预测自加热值、温度变化和环境温度。本发明的技术效果是提供一种监测和检测所述环境温度以及由各个部件生成的所述自发热的方法和装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动器模块以及一种用于确定驱动器模块的环境空气温度的方法。并且具体地讲，涉及与成像系统中的致动器结合使用的驱动器模块。
背景技术
电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常将透镜模块(包括透镜和透镜镜筒)与图像传感器结合用于捕获图像。许多成像系统采用控制电路来执行各种信号处理技术，以通过调整透镜相对于图像传感器的位置来改善图像质量。
成像系统一般采用致动器将透镜模块移动到最佳位置，从而提高图像质量。在操作中，图像传感器、致动器和/或控制电路的环境温度变化可能对这些部件的操作产生不利影响并且/或者导致离焦图像。因此，可能期望监测或检测相关部件的环境温度。通常采用温度传感器来检测和监测相关部件的环境温度。然而，在一些情况下，一个或多个部件可生成热量(“自发热”)，并且温度传感器所检测到的温度可包含环境温度和自发热两者。这样，所检测到的温度可包含误差量，即测量温度与实际环境温度之间的差值。
发明内容
本发明涉及驱动器模块以及用于确定驱动器模块的环境空气温度的方法。并且具体地讲，涉及与成像系统中的致动器结合使用的驱动器模块。
本发明解决的技术问题是传统系统不能区分系统部件的自发热和环境温度。
本发明技术的各种实施方案可包括用于成像系统中的预测建模的方法和装置。用于预测建模的方法和装置可包括各种电路和/或系统，该电路和/或系统被配置成测量温度并且结合预测模型利用测量的温度来预测自加热值、温度变化和环境温度。
根据一个方面，能够操作致动器的驱动器模块包括：电流驱动器电路；温度传感器，该温度传感器邻近电流驱动器电路并且被配置成：测量驱动器模块的温度；以及生成测量的温度数据；计算电路，该计算电路被配置成：获得电流驱动器电路的电流值；从温度传感器接收测量的温度数据；根据电流值和致动器的电阻值计算自加热值；根据自加热值预测驱动器模块的总温度变化；以及根据总温度变化和测量的温度计算校正温度；其中校正温度表示驱动器模块的环境空气温度。
在上述驱动器模块的一个实施方案中，预测总温度变化包括计算：根据自加热值和第一热阻的第一温度变化；根据自加热值和第二热阻的第二温度变化；以及根据自加热值和第三热阻的第三温度变化。
在上述驱动器模块的一个实施方案中，计算第一温度变化还基于第一热容；计算第二温度变化还基于第二热容；并且计算第三温度变化还基于第三热容。
在上述驱动器模块的一个实施方案中，计算第一温度变化还基于第一热量；计算第二温度变化还基于第二热量；并且计算第三温度变化还基于第二热量。
在上述驱动器模块的一个实施方案中，预测总温度变化还包括将第一、第二和第三温度变化加在一起；并且计算校正温度包括从测量的实际温度中减去总温度变化。
在一个实施方案中，驱动器模块接合到印刷电路板；第一热量包括从驱动器模块散发到周围空气中的热量；并且第二热量包括从驱动器模块传递到印刷电路板的热量。
根据另一方面，用于确定连接到驱动器的驱动器模块的环境空气温度的方法包括：获得驱动器模块的电流；测量驱动器模块的实际温度；根据电流和致动器的电阻计算自加热值；根据自加热值预测驱动器模块的总温度变化；以及根据总温度变化和实际温度计算校正温度；其中校正温度表示驱动器模块的环境空气温度。
在上述方法的一种操作中，预测总温度变化包括计算：根据自加热值和第一热阻的第一温度变化；根据自加热值和第二热阻的第二温度变化；以及根据自加热值和第三热阻的第三温度变化；以及将第一、第二和第三温度变化加在一起。
在上述方法的一种操作中，计算第一温度变化还基于第一热容；和第一热量；计算第二温度变化还基于第二热容和第二热量；并且计算第三温度变化还基于第三热容和第二热量。
在上述方法的一种操作中，计算校正温度包括从测量的实际温度中减去总温度变化。
本发明的技术效果是提供一种监测和检测环境温度以及由各个部件生成的自发热的方法和装置。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本发明技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。
图1是根据本发明技术的示例性实施方案的成像系统的框图；
图2是根据本发明技术的示例性实施方案的驱动器模块的框图；
图3是根据本发明技术的示例性实施方案的电流驱动器的电路图；
图4是根据本发明技术的示例性实施方案的电流驱动器的替代电路图；
图5代表性地示出了根据本发明技术的示例性实施方案的驱动器模块、PCB和周围空气之间的热响应；
图6是根据本发明技术的示例性实施方案的驱动器模块、PCB和周围空气之间的热响应的电路图；
图7是根据本发明技术的示例性实施方案的用于估计环境温度的流程图；
图8是根据本发明技术的示例性实施方案的随时间推移的驱动器模块的实际测量温度的曲线图；
图9A至9D是根据本发明技术的示例性实施方案的在不同时间处驱动器模块的实际测量温度相对于各种电流值的曲线图；
图10是根据本发明技术的示例性实施方案的随时间推移的驱动器模块的预测温度的曲线图；并且
图11A至11D是根据本发明技术的示例性实施方案的在不同时间处驱动器模块的预测温度相对于各种电流值的曲线图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本发明技术可采用各种类型的致动器、图像传感器、位置传感器、温度传感器等，它们可执行各种功能。此外，本发明技术可结合任何数量的应用来实施，并且所述设备仅为该技术的一种示例性应用。另外，本发明技术可采用任何数量的常规技术来执行各种计算、处理图像数据等。
本发明技术可与任何合适的电子设备或系统结合使用，诸如数字相机、智能手机、膝上型电脑、便携式设备等。现在参见图1，在成像系统100中实现本发明技术的示例性实施方案。成像系统110可包括自动聚焦功能。根据一个示例性实施方案，并且为了改善成像系统100的整体操作，成像系统100可利用测量的温度和预测温度模式来建立或以其他方式估计环境空气温度值。
成像系统100可包括被配置成将图像聚焦在感测表面上并且捕获图像数据的任何合适的设备和/或系统。例如，在一个示例性实施方案中，成像系统100可包括图像传感器110、控制电路115、透镜组件140和图像信号处理器(ISP)120。
图像传感器110可被适当地配置成捕获图像数据。例如，图像传感器110可包括感测表面，诸如像素阵列(未示出)，以检测光并且通过以下方式传送构成图像的信息：将光波的可变衰减(在它们穿过物体或经物体反射时)转换成电信号。像素阵列可包括被布置成行和列的多个像素，并且像素阵列可包含任何数量的行和列，例如数百或数千的行和列。每个像素可包括任何合适的光传感器，诸如光电门、光电二极管等，以检测光并且将所检测的光转换成电荷。图像传感器110可结合任何合适的技术来实现，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)和电荷耦合器件中的有源像素传感器。在各种实施方案中，图像传感器110可安装到印刷电路板(PCB)500上(图5)。
透镜组件140可被配置成使光聚焦在图像传感器110的感测表面上。例如，根据各种实施方案，透镜组件140邻近图像传感器110定位。透镜组件140可包括用于将图像聚焦到图像传感器110的感测表面上的透镜130以及用于保持透镜130的透镜镜筒145。透镜镜筒145和透镜130通常相对于彼此处于固定位置，并且可统称为移动透镜部分。透镜组件140可还包括致动器(未示出)，以响应于成像系统100的用户的手动操作而重新定位移动透镜部分和/或在自动聚焦操作期间重新定位移动透镜部分。透镜组件140可连接到控制电路115并且响应于来自控制电路115的控制信号。例如，致动器可响应于控制电路115以使移动透镜部分移动更靠近或更远离图像传感器110，从而将图像聚焦到图像传感器110上。因此，透镜组件140和控制电路115可彼此结合操作，以重新定位移动透镜部分和/或提供自动聚焦功能。
透镜130可包括适用于将光聚焦到图像传感器110上的任何透镜或透镜系统，并且可邻近图像传感器110的感测表面定位。透镜130相对于图像传感器110可为可调节的。例如，保持透镜130的透镜镜筒145可耦接到致动器并且被配置成沿着垂直于图像传感器110的感测表面的平面移动(即，在z方向上移动更靠近或远离图像传感器的表面)。透镜130可还被配置成沿着平行于图像传感器110的感测表面的平面移动(即，在x方向上和在y方向上)。在各种实施方案中，透镜130可包括彼此相邻布置的多个透镜元件。可使用任何合适的材料形成透镜130，所述材料诸如为玻璃、石英玻璃、萤石、锗、陨石玻璃、聚碳酸酯、塑料、高折射率塑料等，或它们的任何组合。
透镜镜筒145包括被配置成固定透镜130的结构。例如，可采用各种安装技术以将透镜130安装到透镜镜筒145，诸如硬安装、插入式安装、弹性安装等。透镜镜筒145可还包括各种元件以保持透镜130(或透镜元件)的适当空气间隔和/或对准，诸如固定环、卡环、旋转轮缘等。
可使用金属(诸如铝、不锈钢、铍、钛和金属合金)和/或非金属(诸如玻璃、碳纤维复合材料或塑料)来形成透镜镜筒145，其中可根据热膨胀系数来描述每种材料。这样，基于用于形成透镜镜筒145的材料的类型，透镜镜筒145可膨胀和收缩。例如，包含金属的透镜镜筒145可具有比包含玻璃的透镜镜筒145更大的热膨胀系数。在各种实施方案中，用于形成透镜镜筒145的材料可与用于形成透镜130的材料不同。
致动器可被配置成沿着各个轴(例如，沿着x、y和/或z轴)移动该移动透镜部分，以改善图像质量。致动器可包括能够响应于信号而移动和/或重新定位移动透镜部分的任何合适的设备或系统。为了执行自动聚焦功能、抵消诸如手抖动或晃动之类的不自主移动等目的，致动器可被配置成移动该移动透镜部分。例如，在一个实施方案中，致动器可包括音圈电机，其包括驱动磁体(未示出)和感测磁体(未示出)，并且响应于来自控制电路115的控制信号。致动器可在其可执行的移动量方面受到限制，不论是自限制还是因系统的设计的原因。例如，透镜组件140可包括具有侧壁的外壳105，以容纳透镜130、透镜镜筒145和致动器。这样，致动器可赋予移动透镜部分的最大移动的范围可受到外壳105的内部尺寸的限制。
根据各种实施方案，致动器的部分(诸如感测磁体)可物理地耦接到透镜镜筒145。然而，在其他实施方案中，致动器可定位在移动透镜部分内或邻近移动透镜部分。具体布置可基于所使用的致动器的类型、透镜130和/或透镜镜筒145的尺寸和形状、设计选择等。
在各种实施方案中，成像系统100可还被配置成测量透镜镜筒145和/或透镜130相对于图像传感器110的位置。例如，成像系统100可包括位置传感器(未示出)。位置传感器检测透镜镜筒145和/或透镜130的移动和位置。位置传感器可包括用于测量相对位置的任何合适的电路，诸如霍尔传感器。在这种情况下，位置传感器可通过响应于磁场而改变输出电压来确定透镜镜筒145和/或透镜130的位置。输出电压可对应于移动透镜部分相对于参考点的幅度和方向。根据各种实施方案，位置传感器可形成在与控制电路115相同的芯片上、在辅助芯片上、在透镜模块140内或任何其他合适的位置。
在各种实施方案中，ISP 120可执行各种数字信号处理功能(诸如彩色插值、彩色校正、促进自动聚焦、曝光调整、降噪、白平衡调整、压缩等)以产生输出图像。在一个示例性实施方案中，ISP 120可被配置成接收并且处理来自图像传感器110的图像数据，以确定图像的聚焦度(即，图像聚焦/离焦的量)。聚焦度可通过数值表示。ISP 120可利用该数值来进一步确定透镜130(和透镜镜筒145)的初始目标位置，其中初始目标位置表示将图像聚焦到图像传感器110上所需的透镜130的位置。
ISP 120可包括用于执行计算、传输和接收图像像素数据、测量聚焦度的任何数量的设备和/或系统，以及用于存储像素数据的存储单元，诸如，随机存取存储器、非易失性存储器或适用于特定应用的任何其他存储器设备。此外，ISP 120可利用任何合适技术和/或方法用于确定和/或计算图像的聚焦度。在各种实施方案中，ISP 120可用可编程逻辑设备(诸如现场可编程门阵列(FPGA))或具有可重配置数字电路的任何其他设备来实现。在其他实施方案中，ISP 120可使用不可编程设备在硬件中实现。ISP 120可使用任何合适的CMOS技术或制造工艺部分地或完全地形成于集成电路内，使用处理器和存储器系统部分地或完全地形成于ASIC(专用集成电路)中，或使用另一合适的实施方式部分地或完全地形成。
ISP 120可将输出图像传输到用于存储和/或查看图像数据和/或输出图像的输出设备，诸如显示屏或存储器部件。输出设备可从ISP 120接收数字图像数据，诸如视频数据、图像数据、帧数据和/或增益信息。在各种实施方案中，输出设备可包括外部设备，诸如计算机显示器、存储卡或一些其他外部单元。
控制电路115控制功率并且将功率提供给成像系统100内的各种设备。例如，控制电路115可控制功率并且将功率提供给致动器，以将移动透镜部分移动到期望位置。根据各种实施方案，控制电路115可向透镜组件140和/或致动器提供具有幅度和方向的驱动电流IDR。一般来讲，透镜组件140和/或致动器通过以下方式对驱动电流IDR作出响应：将移动透镜部分移动与控制电路115所提供的功率量成比例的量。
根据各种实施方案，控制电路115可与其他部件结合操作并且接收各种信号，诸如来自ISP 120和/或图像传感器110的信号，以确定提供给致动器的合适的功率的量和/或移动透镜部分的期望位置。例如，在一个示例性实施方案中，控制电路115可耦接到ISP120并且被配置成从该ISP接收初始目标位置。控制电路115可还从致动器和/或透镜模块140接收反馈信号。反馈信号可与移动透镜部分的位置信息、致动器的操作信息或任何其他相关反馈信息有关。
控制电路115可包括能够为致动器和/或透镜模块140提供能量的任何合适的设备和/或系统。例如，控制电路115可包括驱动器模块125以生成驱动电流IDR并且将其提供给致动器和信号处理器135。
信号处理器135可执行各种处理功能，诸如数字信号处理、滤波、增益控制、信号转换等。信号处理器135可还生成信号，诸如反馈信号、位置信号等。例如，信号处理器135可包括任何数量的滤波器(诸如带通滤波器)、信号转换器(诸如模数转换器)、放大器、反馈网络等。根据一个示例性实施方案，信号处理器135可连接到ISP120并且被配置成从ISP 120接收初始位置信号。
参见图2和5，驱动器模块125可被配置成驱动致动器并且促进移动透镜部分的移动。驱动器模块125可还被配置成测量驱动器模块125的温度并且利用该温度和驱动器模块125的已知参数(诸如驱动器模块125的表面520的表面区域)来预测驱动器模块125的温度变化。例如，驱动器模块125可包括电流驱动器电路205(A/B)、加法器电路240、温度传感器215和计算电路210。
根据一个示例性实施方案，驱动器模块125可使用任何合适的接合方法接合到PCB500的表面515。例如，可使用金属焊料凸块505将驱动器模块125的表面520接合到PCB500的表面。在一个示例性实施方案中，PCB 500的表面区域大于驱动器模块125的表面区域。
在操作中，驱动器模块125生成总热量Q(也称为自发热或自加热值)。热量中的一部分QA散发到空气中，并且热量中的剩余部分QBC散发到或以其他方式传递到PCB500。散发到空气和PCB 500中的热量的量基于热阻和热容数量。例如，散发到空气中的热量的量(QA)基于第一热阻RA和第一热容CA。相似地，散发到PCB 500中的热量的量(QBC)基于第二热阻RB和第二热容CB。然后，PCB 500中的热量根据第三热阻RC和第三热容CC进一步散发到空气中。
根据一个示例性实施方案，驱动器模块125可还包括第一寄存器200(电流寄存器200)，该第一寄存器被配置成存储驱动电流IDR值。例如，电流寄存器200可与信号处理器135通信并且接收驱动电流IDR值。电流寄存器200可包括能够存储数据的任何合适的存储器或存储设备。
计算电路210可被配置成结合关于成像系统100的已知数据和测量的数据利用预测模型来预测或以其他方式建模驱动器模块125以及PCB 500的热响应。根据各种实施方案，计算电路210可包括适用于执行算法功能的各种逻辑电路。计算电路210可还包括适用于存储已知值和/或描述两个变量之间关系的数据(诸如查找表)的各种存储设备和/或存储器。作为另外一种选择，计算电路210可被配置成接收相关数据。例如，计算电路210可连接到电流寄存器200并且被配置成接收驱动电流IDR值。
在一个示例性实施方案中，计算电路210可包括第二寄存器225(电阻寄存器225)以存储致动器的电阻值RCOIL。作为另外一种选择，计算电路210可连接到电阻寄存器225并且被配置成接收电阻值RCOIL。电阻值RCOIL可以是基于致动器的规格的已知值。例如，致动器可具有起始电阻值。然而，致动器的电阻可随时间推移而变化。在这种情况中，电阻寄存器225可周期性地更新电阻值RCOIL。
计算电路210可还包括各种逻辑电路以执行各种计算。例如，计算电路210可包括第一逻辑电路230，以建模或以其他方式预测驱动器模块125的总热量Q。可根据以下等式来描述驱动器模块125的总热量Q：
其中VDD是供电电压，IDR是通过电流驱动器电路205(A/B)的电流(即驱动电流)，并且RCOIL是致动器的电阻。第一逻辑电路230可包括适用于执行公式1的计算的任何电路和/或系统。在一个示例性实施方案中，第一逻辑电路230可连接到电阻寄存器225并且被配置成接收电阻值RCOIL。
计算电路210可还包括第二逻辑电路235以建模或以其他方式预测驱动器模块125和/或PCB 500的第一温度变化ΔTA、第二温度变化ΔTB、第三温度变化ΔTC和总温度变化ΔT。
可根据以下等式来描述第一温度变化ΔTA：
其中Q是在公式1中计算的总热量，QA/QA+QBC是基于特定驱动器模块125的模拟的估计比率，其中通常QA是散发到空气中的热量，QBC是散发到PCB 500中的热量，并且t是时间，RA是第一热阻，并且CA是第一热容。
可根据以下等式来描述第二温度变化ΔTB：
其中Q是在公式1中计算的总热量，QBC/(QA+QBC)是基于特定驱动器模块125的模拟的估计比率，其中通常QA是散发到空气中的热量，QBC是散发到PCB 500中的热量，t是时间，RB是第二热阻，并且CB是第二热容。
可根据以下等式来描述第三温度变化ΔTC：
其中Q是在公式1中计算的总热量，QBC/(QA+QBC)是基于特定驱动器模块125的模拟的估计比率，其中通常QA是散发到空气中的热量，QBC是散发到PCB 500中的热量，t是时间，RC是第三热阻，并且CC是第三热容。
可根据以下等式来描述总温度变化ΔT：ΔT＝ΔTA+ΔTB+ΔTC(公式5)。公式5可还表示为：
根据一个示例性实施方案，计算电路210可将总温度变化ΔT传输到加法器电路240。
第一热阻值RA、第二热阻值RB和第三热阻值RC可以是基于驱动器模块125和/或PCB500的特定规格(诸如驱动器模块125的表面区域和PCB 500的表面区域、用于构造驱动器模块125和PCB 500的特定材料以及其他相关参数)的已知值。因此，可在测试条件下测量该值。相似地，第一热容值CA、第二热容值CB和第三热容值CC可也是基于驱动器模块125和PCB500的特定规格的已知值，并且可也在测试条件下进行测量。
电流驱动器电路205(A/B)有利于将移动透镜部分移动到期望位置，并且可包括用于改变电路两端电压的任何合适的电路，以便响应于控制信号而保持恒定的电流输出。例如，电流驱动器电路205(A/B)可通过生成驱动电流IDR来接收并且响应于来自信号处理器135的各种信号。电流驱动器电路205(A/B)可将驱动电流IDR施加到致动器，其中驱动电流IDR可对应于移动透镜部分的期望位置。
作为另外一种选择或除此之外，电流驱动器电路205(A/B)可通过控制到致动器的驱动电流IDR，继而控制移动透镜部分移动的幅度和方向来促进移动透镜部分的移动以达到期望位置。例如，电流驱动器电路205可在第一方向或相反的第二方向上生成电流。可基于期望的位置来计算电流的方向。
参见图3，在第一实施方案中，电流驱动器电路205(A)可被配置成双向类型，其能够在第一方向或相反的第二方向上施加驱动电流IDR。在本实施方案中，电流驱动器电路205(A)包括第一控制电路305，该第一控制电路与第二控制电路306结合操作以将一个或多个电压施加到一个或多个晶体管(诸如晶体管310、325、330和315)的栅极端子。电流驱动器电路205(A)可还包括连接到晶体管315和325以及连接到第二控制电路306的感测电阻器320。第二控制电路306利用感测电阻器320来检测和/或测量驱动电流IDR的幅度。可根据以下等式来描述本实施方案：(1)VDD＝IDR*(Rcoil+Rp+Rn+Rsense)；(2)Rp+Rn+Rsense＝VDD/IDR–Rcoil；以及(3)Q1＝IDR 2*(Rp+Rn+Rsense)＝IDR 2*(VDD/IDR–Rcoil)＝VDD*IDR–IDR 2*Rcoil，其中VDD是供电电压，Q1是电流驱动器电路205(A)生成的总热量(通常也称为总热量Q)，Rcoil是致动器的电阻，Rp是晶体管310的电阻，Rn是晶体管315的电阻，并且Rsense是感测电阻器320的电阻。
在一个替代实施方案中，并且参见图4，电流驱动器电路205(B)可被配置成单向类型，其在一个方向上施加驱动电流IDR。在本实施方案中，电流驱动器电路205(B)包括将电压施加到晶体管415的栅极端子的控制电路405。电流驱动器电路205(B)可还包括连接到晶体管415以及连接到控制电路405的感测电阻器420。控制电路405利用感测电阻器420来检测和/或测量驱动电流IDR的幅度。可根据以下等式来描述本实施方案：(1)VDD＝IDR*(Rcoil+Rn+Rsense)；(2)Rn+Rsense＝VDD/IDR–Rcoil；以及(3)Q2＝IDR 2*(Rn+Rsense)＝IDR 2*(VDD/IDR–Rcoil)＝VDD*IDR–IDR 2*Rcoil，其中VDD是供电电压，Q2是电流驱动器电路205(B)生成的总热量(通常也称为总热量Q)，Rcoil是致动器的电阻，Rn是晶体管415的电阻，并且Rsense是感测电阻器420的电阻。
参见图2，温度传感器215可合适地被配置成测量并且报告驱动器模块125的温度TS。温度传感器215可包括用于监测并且报告温度的任何合适的设备，诸如热敏电阻器。温度传感器215可被配置成将与驱动器模块125的测量的温度TS对应的信号传输到加法器电路240。
根据一个示例性实施方案，温度传感器215和电流驱动器205(A/B)可形成在相同的芯片上(例如，驱动器模块125芯片)。在此类布置中，测量的温度Ts表示驱动器模块125周围的空气温度以及电流驱动器205(A/B)的任何自发热。
在替代实施方案中，温度传感器215可形成在辅助芯片上。
加法器电路240可被配置成将一个或多个输入值相加或相减。例如，加法器电路240可连接到反相器(未示出)以执行减法。加法器电路240可包括适用于执行加法或减法的任何设备和/或系统。在一个示例性实施方案中，加法器电路240连接到温度传感器215并且被配置成接收温度TS。加法器电路240进一步连接到计算电路210并且被配置成从计算电路210接收总温度变化ΔT，并且根据计算等式：T＝TS-ΔT计算校正温度T。在加到温度Ts之前，可反转总温度变化ΔT值，从而得到减法功能。校正温度T表示驱动器模块125的环境空气温度TAMB。
驱动器模块125可还包括第三寄存器220(温度寄存器220)。温度寄存器220可被配置成存储相关温度数据，诸如校正温度T。例如，温度寄存器220可连接到加法器电路240的输出端子并且被配置成存储校正温度T的一个或多个值。例如，温度寄存器220可存储多个连续计算的校正温度T。温度寄存器220可还被配置成将校正温度T(或多个校正温度)传送到成像系统100内的其他设备，诸如信号处理器135和ISP 120。温度寄存器220可包括能够存储数据的任何合适的存储器或存储设备。
在操作中，成像系统100利用各个等式来建模或以其他方式预测驱动器模块125和PCB 500的热响应。在操作期间，并且参见图2和5，驱动器模块125由于驱动电流IDR而生成总热量Q。该热量中的一些热量散发到驱动器模块125周围的空气中，示为QA，并且热量中的一些热量散发到PCB 500中，示为QBC。因此，由温度传感器215测量的温度TS包括环境空气温度TAMB以及电流驱动器205(A/B)由于驱动电流IDR而生成的自发热。在一些应用中，期望仅测量环境空气温度TAMB。然而，驱动器模块125的总温度变化ΔT不是驱动电流IDR的线性函数，因此可能难以仅基于驱动电流IDR来确定或估计环境空气温度TAMB。本发明技术利用预测建模基于驱动器模块125和PCB 500的各种规格和热特性来确定总温度变化ΔT。
在一个示例性操作中，并且参见图1、2和7，驱动器模块125可被配置成接收或更新驱动电流IDR值(700)。例如，电流寄存器200可与另一个部件部件(诸如信号处理器135)进行通信，以接收最新的驱动电流IDR信息。然后，驱动器模块125可计算驱动器模块125的总热量Q(自发热)(705)。例如，第一逻辑电路230可根据上述公式1来计算总热量Q。驱动器模块125可根据总热量Q来建模或以其他方式预测温度变化ΔT(710)。
在一个示例性实施方案中，建模或预测温度变化ΔT包括：根据以上公式2来计算第一温度变化ΔTA(715)，根据以上公式3来计算第二温度变化ΔTB(720)，根据以上公式4来计算第三温度变化ΔTC(725)，并且随后根据以上公式5来计算总温度变化ΔT(730)。
然后，驱动器模块125可根据总温度变化ΔT和测量的温度TS来计算校正温度T，该校正温度表示环境空气温度TAMB的估计值。例如，加法器电路240可将总温度变化ΔT和测量的温度T接收为输入，并且从测量的温度中减去总温度变化ΔT(735)。结果即为表示环境空气温度TAMB的校正温度T。然后，加法器电路240可将计算的校正温度T传输到温度寄存器220(735)。
参见图2和8至11，在操作中，当由驱动器模块125的温度传感器215(图8和9A至9D)测量的测量温度Ts增加时，校正温度T值(图10和11A至11D)随时间推移基本上保持恒定。校正温度T值在各种驱动电流IDR值下也基本上保持恒定。在环境温度TAMB不变的情况下，预期得到图10和11A至11D的结果，因为自发热对测量的温度TS的影响已经被有效地去除或无效。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术以及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本发明技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本发明技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案以及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其他要素。除了未具体引用的那些，本发明技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本发明技术。然而，可在不脱离本发明技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本技术的范围内，如以下权利要求书所述。
根据一个方面，能够操作致动器的驱动器模块包括：电流驱动器电路；温度传感器，该温度传感器邻近电流驱动器电路并且被配置成：测量驱动器模块的温度；以及生成测量的温度数据；计算电路，该计算电路被配置成：获得电流驱动器电路的电流值；从温度传感器接收测量的温度数据；根据电流值和致动器的电阻值计算自加热值；根据自加热值预测驱动器模块的总温度变化；以及根据总温度变化和测量的温度计算校正温度；其中校正温度表示驱动器模块的环境空气温度。
在一个实施方案中，预测总温度变化包括计算：根据自加热值和第一热阻的第一温度变化；根据自加热值和第二热阻的第二温度变化；以及根据自加热值和第三热阻的第三温度变化。
在一个实施方案中，计算第一温度变化还基于第一热容；计算第二温度变化还基于第二热容；并且计算第三温度变化还基于第三热容。
在一个实施方案中，计算第一温度变化还基于第一热量；计算第二温度变化还基于第二热量；并且计算第三温度变化还基于第二热量。
在一个实施方案中，预测总温度变化还包括将第一、第二和第三温度变化加在一起；并且计算校正温度包括从测量的实际温度中减去总温度变化。
在一个实施方案中，驱动器模块还包括：第一寄存器，该第一寄存器连接到计算电路并且被配置成存储电流值；第二寄存器，该第二寄存器连接到计算电路并且被配置成存储致动器的电阻值；和第三寄存器，该第三寄存器连接到计算电路并且被配置成存储计算的校正温度。
在一个实施方案中，驱动器模块具有第一表面区域并且接合到印刷电路板(PCB)；并且PCB具有大于第一表面区域的第二表面区域。
根据另一方面，用于确定连接到驱动器的驱动器模块的环境空气温度的方法包括：获得驱动器模块的电流；测量驱动器模块的实际温度；根据电流和致动器的电阻计算自加热值；根据自加热值预测驱动器模块的总温度变化；以及根据总温度变化和实际温度计算校正温度；其中校正温度表示驱动器模块的环境空气温度。
在一种操作中，预测总温度变化包括计算：根据自加热值和第一热阻的第一温度变化；根据自加热值和第二热阻的第二温度变化；以及根据自加热值和第三热阻的第三温度变化。
在一种操作中，计算第一温度变化还基于第一热容；计算第二温度变化还基于第二热容；并且计算第三温度变化还基于第三热容。
在一种操作中，计算第一温度变化还基于第一热量；计算第二温度变化还基于第二热量；并且计算第三温度变化还基于第二热量。
在一种操作中，预测总温度变化还包括将第一、第二和第三温度变化加在一起。
在一种操作中，计算校正温度包括从测量的实际温度中减去总温度变化。
根据又一方面，系统包括：致动器；和驱动器模块，该驱动器模块连接到致动器并且接合到印刷电路板(PCB)，其中驱动器模块包括：电流驱动器电路，该电流驱动器电路被配置成向致动器提供电流；温度传感器，该温度传感器邻近电流驱动器电路定位并且被配置成：测量驱动器模块的温度；以及生成测量的温度数据；计算电路，该计算电路被配置成：获得控制电路的电流值；从温度传感器接收测量的温度数据；根据电流值和致动器的电阻值计算自加热值；根据自加热值预测驱动器模块的总温度变化；以及根据总温度变化和测量的温度计算校正温度；其中校正温度表示驱动器模块的环境空气温度。
在一个实施方案中，预测总温度变化包括计算：根据自加热值、第一热阻和第一热容的第一温度变化；根据自加热值、第二热阻和第二热容的第二温度变化；以及根据自加热值、第三热阻和第三热容的第三温度变化。
在一个实施方案中，预测总温度变化还包括将第一、第二和第三温度变化加在一起。
在一个实施方案中，计算第一温度变化还基于第一热量；计算第二温度变化还基于第二热量；并且计算第三温度变化还基于第二热量。
在一个实施方案中，第一热量包括从驱动器模块散发到周围空气中的热量；并且第二热量包括从驱动器模块传递到PCB的热量。
在一个实施方案中，系统还包括：第一寄存器，该第一寄存器连接到计算电路并且被配置成存储电流值；和第二寄存器，该第二寄存器连接到计算电路并且被配置成存储致动器的电阻值；和第三寄存器，该第三寄存器连接到计算电路并且被配置成存储计算的校正温度。
在一个实施方案中，计算校正温度包括从测量的温度中减去总温度变化。
Claims (20)
1.一种能够操作致动器的驱动器模块，其包括：
电流驱动器电路；
温度传感器，所述温度传感器邻近所述电流驱动器电路并且被配置成：
测量所述驱动器模块的温度；以及
生成测量的温度数据；和
计算电路，所述计算电路被配置成：
获得所述电流驱动器电路的电流值；
从所述温度传感器接收所述测量的温度数据；
根据所述电流值和所述致动器的电阻值计算所述驱动器模块的自加热值；
根据以下值预测所述驱动器模块的总温度变化值：
所述自加热值、用于从所述驱动器模块散热到环境空气的第一热阻值、用于从所述驱动器模块散热到印刷电路板的第二热阻值和用于从所述印刷电路板散热到所述环境空气的第三热阻值；以及
根据经预测的所述总温度变化值和所述测量的温度计算校正温度值；
其中经计算的所述校正温度值表示所述驱动器模块的环境空气温度；且
其中所述驱动器模块是系统的多个电子设备中的一者，且所述驱动器模块进一步包括第三寄存器，所述第三寄存器被配置成将所述校正温度值传送所述多个电子设备中的另一电子设备。
2.根据权利要求1所述的驱动器模块，其中预测所述总温度变化值包括进行如下计算：
根据所述自加热值和所述第一热阻值计算所述驱动器模块的第一温度变化值；
根据所述自加热值和所述第二热阻值计算所述驱动器模块的第二温度变化值；以及
根据所述自加热值和所述第三热阻值计算所述驱动器模块的第三温度变化值。
3.根据权利要求2所述的驱动器模块，其中：
计算所述第一温度变化值还基于第一热容值；
计算所述第二温度变化值还基于第二热容值；并且
计算所述第三温度变化值还基于第三热容值。
4.根据权利要求2所述的驱动器模块，其中：
计算所述第一温度变化值还基于第一热量；
计算所述第二温度变化值还基于第二热量；并且
计算所述第三温度变化值还基于第二热量。
5.根据权利要求2所述的驱动器模块，其中：
预测所述总温度变化值还包括将所述第一温度变化值、所述第二温度变化值和所述第三温度变化值加在一起；并且
计算所述校正温度值包括从所述测量的温度中减去经预测的所述总温度变化值。
6.根据权利要求1所述的驱动器模块，其进一步包括：
第一寄存器，其连接到所述计算电路且被配置成存储所述电流值；以及
第二寄存器，其连接到所述计算电路且被配置成存储所述致动器的所述电阻值；
其中所述第三寄存器连接到所述计算电路且被配置成存储经计算的所述校正温度值。
7.根据权利要求1所述的驱动器模块，其中：
所述驱动器模块具有第一表面区域并且接合到印刷电路板PCB；且
所述PCB具有大于所述第一表面区域的第二表面区域。
8.一种用于确定连接到致动器的驱动器模块的环境空气温度的方法，其包括：
获得所述驱动器模块的电流；
测量所述驱动器模块的实际温度；
根据所获得的所述电流和所述致动器的电阻计算所述驱动器模块的自加热值；
根据以下值预测所述驱动器模块的总温度变化值：
所述自加热值、用于从所述驱动器模块散热到环境空气的第一热阻值、用于从所述驱动器模块散热到印刷电路板的第二热阻值和用于从所述印刷电路板散热到所述环境空气的第三热阻值；
根据经预测的所述总温度变化值和经测量的所述实际温度来计算校正温度值；以及
将所述校正温度值传送到电子器件；且
其中经计算的所述校正温度值表示所述驱动器模块的所述环境空气温度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中预测所述总温度变化值包括
进行如下计算：
根据所述自加热值和所述第一热阻值计算所述驱动器模块的第一温度变化值；
根据所述自加热值和所述第二热阻值计算所述驱动器模块的第二温度变化值；以及
根据所述自加热值和所述第三热阻值计算所述驱动器模块的第三温度变化值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
计算所述第一温度变化值还基于第一热容值；
计算所述第二温度变化值还基于第二热容值；且
计算所述第三温度变化值还基于第三热容值。
11.根据权利要求9所述的方法，其中：
计算所述第一温度变化值还基于第一热量；
计算所述第二温度变化值还基于第二热量；且
计算所述第三温度变化值还基于所述第二热量。
12.根据权利要求9所述的方法，其中预测所述总温度变化值还包括将所述第一温度变化值、所述第二温度变化值和所述第三温度变化值加在一起。
13.根据权利要求8所述的方法，其中计算所述校正温度值包括：从所述测量的实际温度中减去经预测的所述总温度变化值。
14.一种系统，其包括：
致动器；以及
多个电子设备，其包含驱动器模块，所述驱动器模块连接到所述致动器，且接合到印刷电路板PCB，其中所述驱动器模块包括：
电流驱动器电路，其被配置成向所述致动器提供电流；
温度传感器，其邻近所述电流驱动器电路定位且被配置成：
测量所述驱动器模块的温度；以及
生成测量的温度数据；
计算电路，其被配置成：
获得所述电流驱动器电路的电流值；
从所述温度传感器接收所述测量的温度数据；
根据所述电流值和所述致动器的电阻值计算所述驱动器模块的自加热值；
根据以下值预测所述驱动器模块的总温度变化值：所述自加热值、用于从所述驱动器模块散热到环境空气的第一热阻值、用于从所述驱动器模块散热到印刷电路板的第二热阻值和用于从所述印刷电路板散热到所述环境空气的第三热阻值；以及
根据经预测的所述总温度变化值和所述测量的温度计算校正温度值；
其中经计算的所述校正温度值表示所述驱动器模块的环境空气温度；且
其中所述驱动器模块进一步包括第三寄存器，所述第三寄存器被配置成将所述校正温度值传送所述系统内的所述多个电子设备中的另一电子设备。
15.根据权利要求14所述的系统，其中预测所述总温度变化值包括进行如下计算：
根据所述自加热值、所述第一热阻值和第一热熔值计算所述驱动器模块的第一温度变化值；
根据所述自加热值、所述第二热阻值和第二热熔值计算所述驱动器模块的第二温度变化值；以及
根据所述自加热值、所述第三热阻值和第三热熔值计算所述驱动器模块的第三温度变化值。
16.根据权利要求15所述的系统，其中预测所述总温度变化值还包括将所述第一温度变化值、所述第二温度变化值和所述第三温度变化值加在一起。
17.根据权利要求15所述的系统，其中：
计算所述第一温度变化值还基于第一热量；
计算所述第二温度变化值还基于第二热量；且
计算所述第三温度变化值还基于所述第二热量。
18.根据权利要求17所述的系统，其中：
所述第一热量包括从所述驱动器模块散发到周围空气中的热量；且
所述第二热量包括从所述驱动器模块传递到所述PCB的热量。
19.根据权利要求14所述的系统，其还包括：
第一寄存器，其连接到所述计算电路且被配置成存储所述电流值；以及
第二寄存器，其连接到所述计算电路且被配置成存储所述致动器的所述电阻值；
其中所述第三寄存器连接到所述计算电路且被配置成存储经计算的所述校正温度值。
20.根据权利要求14所述的系统，其中计算所述校正温度值包括从所述测量的温度中减去经预测的所述总温度变化值。
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