CN110398914A - 用于控制致动器的致动器控制电路和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制致动器的致动器控制电路和方法。所述方法和装置可包括用于执行以下操作的各种电路和/或系统：根据感应电压生成反馈信号并且还生成各种信号处理功能以选择性地调整所述反馈信号的增益。用于致动器控制的所述装置可包括一起操作以生成用于控制所述致动器的反馈信号的感应电压检测电路和反馈控制电路。本发明所实现的技术效果是提供一种控制电路，所述控制电路能够补偿所述致动器处的感应EMF(电动势)，从而减少所述致动器的稳定时间。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制致动器的致动器控制电路和方法。
背景技术
电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常将透镜模块与图像传感器结合用于捕获图像。许多成像系统采用各种控制和/或自动聚焦方法和各种信号处理技术，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。
位置控制和/或自动聚焦系统一般结合致动器一起操作以将透镜移动到最佳或期望位置，从而提高图像质量。许多电子设备利用低噪声线性运动(诸如线性致动器)来促进自动聚焦和/或定位透镜。然而，由于线性致动器的机械特性，致动器的稳定时间可比期望更大，这归因于致动器感应的电压(感应电动势(EMF))。
发明内容
本发明涉及用于控制致动器的致动器控制电路和方法。
通过本发明解决的技术问题是，常规的致动器控制电路无法有效补偿致动器处的感应EMF，这导致致动器的不期望的稳定时间。
在一个方面，致动器控制电路包括：驱动电路，该驱动电路耦合到致动器并被配置成将驱动信号提供给致动器；以及反馈网络，该反馈网络连接到驱动电路并被配置成生成反馈信号，其中反馈网络包括：感应电压检测电路，该感应电压检测电路连接到驱动电路的输出端子；以及反馈控制电路，该反馈控制电路被配置成：衰减反馈信号的落在预定频率范围之外的一部分；并且调整反馈信号的增益。
在上述致动器控制电路的一个实施方案中，反馈控制电路包括：带通滤波器；以及连接到带通滤波器的输出端子的增益控制电路。
在上述致动器控制电路的一个实施方案中，增益控制电路包括：放大器，该放大器被配置成根据计数器值调整反馈信号的增益；第一开关，该第一开关连接在带通滤波器与放大器的输入端子之间并根据计数器值来操作；以及第二开关，该第二开关连接到放大器的输出端子并根据计数器值来操作。
在上述致动器控制电路的一个实施方案中，反馈控制电路进一步被配置成：针对第一计数周期降低反馈信号的增益；并且针对第二计数周期提高反馈信号的增益。
在上述致动器控制电路的一个实施方案中，致动器控制电路进一步被配置成针对介于第一计数周期与第二计数周期之间的时间段禁用反馈控制电路。
在上述致动器控制电路的一个实施方案中，感应电压检测电路进一步被配置成接收与流过驱动电路的电流的方向相关的信息。
在另一个方面，用于控制致动器的方法包括：将驱动信号提供给致动器；检测由致动器生成的感应电压；根据检测到的感应电压生成反馈信号；衰减反馈信号的一部分；调整反馈信号的增益；以及根据反馈信号操作致动器。
在一个操作中，上述方法还包括：接收位置信号；以及根据位置信号和反馈信号操作致动器。
在上述方法的一个操作中，调整增益包括：在第一计数周期期间降低增益；以及在第二计数周期期间提高增益。
在一个操作中，上述方法还包括针对介于第一计数周期与第二计数周期之间的时间段禁用反馈信号。
本发明所实现的技术效果是提供控制电路，该控制电路能够有效补偿致动器处的感应EMF，从而减少致动器的稳定时间。
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。
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第一实施方案的致动器控制系统的框图；
图3是根据本发明技术的第一实施方案的感应电压检测电路的框图；
图4是根据本发明技术的第二实施方案的致动器控制系统的框图；
图5是根据本发明技术的第二实施方案的感应电压检测电路的框图；
图6是根据本发明技术的示例性实施方案的反馈控制电路的框图；
图7是曲线图，示出了常规致动器控制系统的电流波形和透镜位移波形；
图8是曲线图，示出了根据本发明技术的示例性实施方案的电流波形和透镜位移波形；
图9是根据本发明技术的一个实施方案的操作致动器控制系统的流程图；
图10是根据本发明技术的示例性实施方案的操作反馈控制电路的流程图；以及
图11是根据本发明技术的示例性实施方案的操作反馈控制电路的控制序列图。
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，本技术可采用可执行多种功能的各种致动器、传感器、透镜、半导体器件，诸如晶体管和电容器等。此外，本技术可结合任何数量的系统(诸如汽车、航空航天、医疗、科学、监视和消费电子器件)实施，并且所述的这些系统仅为该技术的示例性应用。另外，本技术可采用任何数量的常规技术，以用于捕获图像数据、采样图像数据、处理图像数据等。
根据本技术的各个方面的用于致动器控制的方法和装置可结合任何合适的电子系统(诸如成像系统、“智能设备”、可穿戴设备、消费电子器件等)一起操作。参见图1，可将示例性成像系统100结合到电子设备中，该电子设备诸如为数字相机、智能电话或便携式计算设备。例如，在各种实施方案中，成像系统100可包括相机模块105和图像信号处理器(ISP)130。
相机模块105可捕获图像数据并且执行各种操作功能，诸如自动聚焦和/或光学图像稳定。例如，相机模块105可包括图像传感器125、定位在图像传感器125附近的透镜模块115以及控制电路120。控制电路120和透镜模块115可被配置成彼此通信并且一起操作以调整透镜模块115的位置和/或将物体或场景自动聚焦在图像传感器125上。
图像传感器125可被适当地配置成捕获图像数据。例如，图像传感器125可包括像素阵列(未示出)以检测光并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，以检测光并将所检测的光转换成电荷。图像传感器125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。
透镜模块115可被配置成使光聚焦在图像传感器125的感测表面上。例如，透镜模块115可包括透镜135，该透镜具有固定直径，定位在图像传感器125的感测表面附近。透镜模块115还可包括致动器110(例如线性谐振致动器，诸如音圈马达(VCM))，该致动器对控制电路120作出响应并被配置成沿着x轴、y轴和z轴中的任一个移动透镜135。
在各种实施方案中，成像系统100被配置成移动透镜模块115的固定透镜135的部分以重新定位透镜135和/或执行自动聚焦功能。例如，透镜模块115可包括相对于静止部分(未示出)移动的伸缩部分(未示出)。在各种实施方案中，伸缩部分可固定透镜135。因此，致动器110可移动伸缩部分以使透镜135远离或靠近图像传感器125移位，从而使物体或场景聚焦在图像传感器125上。在各种实施方案中，图像传感器125可固定到静止部分，或可布置在距静止部分的固定距离处。
在各种实施方案中，ISP 130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。ISP 130可包括用于执行计算、传输和接收图像像素数据的任何数量的半导体器件，诸如晶体管、电容器等，以及用于存储像素数据的存储单元，诸如随机存取存储器、非易失性存储器或任何其他适用于具体应用的存储器设备。在各种实施方案中，ISP 130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 130可使用不可编程设备在硬件中实现。ISP 130可使用任何合适的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或制造工艺部分或完全地形成于含硅的集成电路内，使用处理器和存储器系统部分或完全地形成于ASIC(专用集成电路)中，或使用另一合适的实施方式部分或完全地形成。
根据各种实施方案，ISP 130进一步被配置成根据从图像传感器125接收的像素数据生成初始位置信号T1。例如，ISP 130可被配备成基于像素数据确定透镜模块115的聚焦度。ISP 130然后可确定提供最高聚焦度的位置。初始位置信号T1表示提供最高聚焦度的位置。ISP 130可被配置成将初始位置信号T1传输到控制电路120。
ISP 130可将输出图像传输到用于存储和/或查看图像数据的输出设备，诸如显示屏或存储器部件。输出设备可从ISP 130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120控制功率并将功率提供给系统内的各种设备。例如，控制电路120可控制功率并将功率提供给透镜模块115，以将致动器110移动到期望位置。控制电路120可结合ISP 130、图像传感器125和/或其他系统一起操作，以确定提供给致动器110的适当功率量和/或电流量。控制电路120可生成具有量值和方向的电流IDR并将该电流提供给致动器110，该致动器继而移动透镜135。控制电路120可包括能够为致动器110提供能量的任何合适的设备和/或系统。
一般来讲，致动器110通过以下方式对电流IDR作出响应：将透镜135移动与控制电路120所提供的电流IDR成比例的量。根据示例性实施方案，致动器110可包括音圈马达。在操作中，致动器110可生成自感应电压(反EMF)，该自感应电压对抗导致其产生的变化，并且电流IDR的变化速率越快，反EMF越大。因此，致动器110可能无法在期望的时间量内到达目标位置。
控制电路120可包括各种电路和/或系统，该电路和/或系统适于产生反馈信号；生成最终位置信号C’；以及根据最终位置信号C’生成电流IDR来作出响应并且将电流IDR提供给致动器110，继而将致动器110(和透镜135)移动到对应位置。例如，控制电路120可包括驱动器250、反馈网络和加法器电路265。
根据示例性实施方案，驱动器250(即，驱动电路)驱动致动器110并且促进透镜135移动到期望位置。例如，驱动器250可接收DAC输出信号C并通过生成驱动信号(即，电流IDR)来对该信号作出响应。驱动器250可通过以下方式促进透镜135的移动以到达对应于最终位置信号C’的期望位置：控制到致动器110的电流IDR，继而控制透镜135的移动量值和方向(图1)。例如，驱动器250可将驱动信号施加到致动器110，其中驱动信号对应于最终位置信号C’。驱动器250可包括响应于输入信号而改变电路两端的电压以便保持期望电流输出的任何合适的电路。
在一个实施方案中，并且参见图2，驱动器250可按一定方式耦合到致动器110，以便在第一方向或相反的第二方向上操作致动器110。例如，驱动器250可生成流过第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2两者的电流IDR，其中该电流IDR可从第一输出端子OUT1流到第二输出端子OUT2(即，正向)，或者该电流IDR可从第二输出端子OUT2流到第一输出端子OUT1(即，反向)。电流IDR的方向可基于最终目标位置信号C’的符号和量值。
在操作中，感应电压出现在第一输出端子OUT1或第二输出端子OUT2处。例如，并且参见图2，当电流IDR从第二输出端子OUT2流到第一输出端子OUT1时，感应电压将出现在第一输出端子OUT1处。作为另外一种选择，当电流IDR从第一输出端子OUT1流到第二输出端子OUT2(未示出)时，感应电压将出现在第二输出端子OUT2处。
在另选的实施方案中，并且参见图4，电流IDR仅在一个方向上流动。在本发明的实施方案中，驱动器250可包括仅一个输出端子OUT。
控制电路120还可包括各种电路和/或系统，以利用来自ISP 130的数据生成对应于期望致动器位置的最终位置信号C’。例如，控制电路120可包括目标寄存器240，该目标寄存器与ISP 130通信并被配置成存储位置信息，诸如初始位置信号T1。目标寄存器240可包括能够在任何给定时间存储多个变量的任何合适的存储器或存储设备。
控制电路120还可包括目标生成器，该目标生成器被配置成生成与透镜135的目标位置对应的更新的位置信号T2。目标生成器235可被配置成访问存储在目标寄存器240中的数据以执行比较和/或生成更新的位置信号T2。例如，目标生成器235可连接到目标寄存器240。根据各种实施方案，目标生成器235可包括美国专利号9,520,823中所述的信号生成器。
参见图2至6，控制电路120可包括用于减少致动器110(和透镜135)到达期望位置所需的时长的各种反馈电路和/或网络。一般来讲，一旦控制电路120确定期望位置并将电流IDR施加到致动器110，致动器110(和透镜135)便振荡一段时间，然后再稳定到期望位置。该时间段可称为稳定时间。控制电路120可利用反馈控制系统和/或信号来减少稳定时间。例如，反馈网络可包括一起操作以生成反馈信号的感应电压检测电路205(A/B)和反馈控制电路220。
参见图2至5，感应电压检测电路205(A/B)可被配置成检测由致动器110生成的感应电压并且生成感应电压信号D。在一个实施方案中，并且参见图2和3，感应电压检测电路205(A)可连接到双向致动器系统中的第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2两者。
在单向致动器系统中，并且参见图4和5，感应电压检测电路205(B)可耦合到单个输出端子OUT。在各种实施方案中，感应电压检测电路205(A/B)还可通信地耦合以接收DAC输出信号C和/或加法器输出C’(也称为最终位置信号C’)。在各种实施方案中，感应电压检测电路205(A/B)可包括输出电压复制电路305和差分放大器310。
在一个实施方案中，并且参见图3，感应电压检测电路205(A)还可包括开关300。开关300可被配置成根据控制信号选择性地将两个输入中的一个连接到差分放大器310，该控制信号表示流过致动器110的电流IDR的方向。
开关300可连接到第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2，其中第一输出端子OUT1处的信号可称为第一信号A，并且第二输出端子OUT2处的信号可称为第二信号B。开关300可被配置成根据控制信号选择性地将第一信号A或第二信号B中的一者耦合到差分放大器310。例如，并且参见图3，如果开关300接收到具有正号(+)的控制信号，则开关300可将第二输出端子OUT2(第二信号B)耦合到差分放大器310，并且如果开关300接收到具有负号(-)的控制信号，则开关300可将第一输出端子OUT1(第一信号A)耦合到差分放大器310。开关300可包括用于根据控制信号选择多个输入中的一个的任何合适的电路和/或系统，诸如常规模拟开关、多路复用器、晶体管、门控锁存电路等。
在另一个实施方案中，并且参见图5，第一信号A可直接传输到差分放大器310。
输出电压复制电路305被配置成接收信号，诸如DAC输出信号C和/或加法器输出(例如，最终位置信号C’)，并且利用所接收的信号来生成对施加到驱动器250的电压进行复制的电压VREP(复制电压)。
输出电压复制电路305进一步被配置成将复制电压VREP传输到差分放大器310。输出电压复制电路305可包括能够根据各种输入信号复制电压的任何合适的电路和/或系统。根据示例性实施方案，复制电压VREP可根据以下公式来描述：VREP＝VDD–IDR*R，其中VDD是供电电压，IDR是流过致动器110的电流，并且R是致动器110的电阻。
差分放大器310可被配置成放大两个输入信号(例如，输入电压)之间的差值。在一个实施方案中，并且参见图3，差分放大器310可在反相端子(-)处接收来自开关300的第一信号A和第二信号B中的一者，并且在非反相端子(+)处接收复制电压VREP。在另选的实施方案中，并且参见图5，差分放大器310可在反相端子(-)处接收第一信号A，并且在非反相端子(+)处接收复制电压VREP。根据各种实施方案，进入反相端子(-)的信号输入根据以下公式来描述：A/B＝VDD–(IDR*R)+/-Ve，其中VDD是供电电压，IDR是流过致动器110的电流，R是致动器的电阻，并且Ve是感应电压。
差分放大器310可输出表示感应电压Ve的差分输出信号(也称为感应电压信号D)。在各种实施方案中，差分放大器310可将感应电压信号D传输到信号转换器。在示例性实施方案中，感应电压信号D根据以下公式来描述：D＝+/-Ve，其中Ve是感应电压。
控制电路120还可包括至少一个信号转换器，例如模数转换器(ADC)215。在各种实施方案中，ADC 215可为反馈网络的一部分。ADC 215接收模拟信号并且将模拟信号转换成数字信号。ADC 215可包括任何合适的系统、设备或ADC体系结构。在各种实施方案中，ADC215连接到感应电压检测电路205(A/B)的输出端子，该ADC被配置成接收感应电压信号D并将该信号转换成数字信号。ADC 215可将以数字形式表示感应电压信号D的输出信号ADCOUT传输到反馈控制电路220。
参见图6，反馈控制电路220可被配置成衰减信号的期望频率，并且选择性地调整信号的增益和/或生成最终反馈输出信号FOUT。根据示例性实施方案，反馈控制电路220连接在ADC 215的输出端子与加法器电路265的输入端子之间。因此，反馈控制电路220接收ADC输出信号ADCOUT并对其执行各种滤波和增益控制。反馈控制电路220还可对目标生成器235作出响应。例如，反馈控制电路220可直接或间接地接收来自目标生成器235或与目标生成器相关的操作和/或位置信息。反馈控制电路220可根据操作和/或位置信息来控制信号的增益和/或执行滤波操作。
根据各种实施方案，反馈控制电路220根据特定控制序列操作。控制序列可通过根据目标生成器235控制滤波器、各种开关和/或增益的操作来启用/禁用反馈控制电路220。例如，控制序列可对应于操作状态(例如，导通或关断)和/或目标生成器235的其他相关信息。
根据各种实施方案，反馈控制电路220可直接连接到或通信地连接到目标生成器235，并且反馈控制电路220可从目标生成器235接收指示操作状态和/或其他相关信息的一个或多个控制信号。
反馈控制电路220可包括用于执行各种信号滤波的任何合适的电路和/或系统，诸如带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、反馈补偿滤波器等。可根据特定的应用和/或期望的滤波能力来选择特定的滤波器。此外，反馈控制电路220可包括适用于将期望增益选择性地施加到信号的任何合适的电路和/或系统。
在示例性实施方案中，并且参见图6，反馈控制电路220可包括带通滤波器600，该带通滤波器去除预定的高频率和低频率并且允许中间频率(高频率与低频率之间的那些频率)通过。带通滤波器600可连接到ADC 215并被配置成接收ADC输出信号ADCOUT。带通滤波器600可包括常规的带通滤波器或者适用于衰减特定频率的任何其他滤波器。带通滤波器600还可包括多个寄存器以临时存储相关数据和/或用作所存储的数据的时间延迟设备。
反馈控制电路220还可包括增益控制电路605，该增益控制电路被配置成选择性地控制和/或调整输入信号的增益。在示例性实施方案中，增益控制电路605可连接到带通滤波器600的输出端子。因此，增益控制电路605可接收来自带通滤波器600的输出信号并将增益应用到该信号。
根据示例性实施方案，增益控制电路605可包括响应于第一控制信号的第一开关SW1、被配置成存储数据的寄存器610、被配置成将可变增益施加到输入信号(例如，输入电压)的放大器615、以及响应于第二控制信号的第二开关SW2。
第一开关SW1可连接在带通滤波器600与寄存器610之间；放大器615可连接在寄存器610与第二开关SW2之间；并且第二开关SW2可连接在放大器615与加法器电路265之间。因此，最终反馈输出信号FOUT对应于放大器615的输出电压。
在各种实施方案中，控制电路120利用来自目标生成器235的更新的位置信号T2以及来自反馈控制电路220的最终反馈输出信号FOUT来生成最终位置信号C’。例如，控制电路可利用加法器电路265将更新的位置信号T2加到最终反馈输出信号FOUT以计算最终位置信号C’。根据各种实施方案，当致动器110从一个位置移动到另一个位置时，利用最终反馈信号FOUT和更新的位置信号T2两者提供了致动器的更平滑的移动。
控制电路120还可包括第二信号转换器，诸如数模转换器(DAC)245，以在将信号传输到驱动器250之前将最终位置信号C’转换成模拟信号，诸如DAC输出信号C。例如，DAC 245的输入端子可连接到加法器电路265的输出端子。DAC输出信号C可为正值或负值，并且DAC输出信号C的符号和特定数值可分别对应于电流IDR(或电压)的方向和量值。DAC 245可将DAC输出信号C传送到驱动器250，其中驱动器250通过(例如)根据DAC输出信号C的符号和/或量值来操作，以此对DAC输出信号C作出响应。例如，正值可使电流IDR从第一输出端子OUT1流到第二输出端子OUT2。相反，负值可使电流IDR从第二输出端子OUT2流到第一输出端子OUT1。DAC 245还可将DAC输出信号C的符号(正或负)传送到感应电压检测电路205(A/B)。在各种实施方案中，DAC输出信号C包括代码(例如，DAC代码)。DAC输出信号C可对应于电流、电压或脉宽调制。
控制电路120还可包括被配置成控制控制电路120中的各种部件的处理电路(未示出)。处理电路可根据控制序列接收各种信号以及发送各种控制信号。处理电路可直接连接到或通信地连接到控制电路120中的各种部件，诸如带通滤波器600、增益控制电路605、目标生成器235和目标寄存器240。例如，处理电路可传输信号以根据来自目标生成器235的操作和/或位置信息控制第一开关SW1和第二开关SW2，控制放大器615的增益，和/或控制带通滤波器600的操作。因此，处理电路可基于控制序列促进反馈控制电路220的操作。处理电路能够以硬件、软件或组合来实现。例如，处理电路可包括各种逻辑电路，所述逻辑电路适于接收数据并根据数据以预定方式生成输出。处理电路还可包括计数器(未示出)以根据时钟信号(未示出)生成计数器值。
在操作期间，致动器110可因用户引起的外部振动或由于改变初始位置而引起的振动而经历振动，这两种振动均可生成感应电压。根据各种实施方案，用于致动器控制的方法和装置操作以通过检测和/或测量感应电压并调整最终位置信号C’以补偿或者以其他方式降低感应电压的影响，来减少致动器110的稳定时间。用于致动器控制的方法和装置还可操作以通过确定致动器110的感应电压并控制传输到致动器110的电流IDR，来改善反馈信号的完整性，从而减少致动器110的稳定时间。根据各种实施方案，以特定方式控制电流IDR允许致动器110从一个位置平滑地转移到不同的位置。这允许致动器110在短时间段内到达期望位置。根据各种实施方案，电流IDR基于多个变量来计算，所述变量诸如为最终反馈控制信号FOUT和更新的位置信号T2。
该方法和装置还可操作以在根据控制序列确定的适当时间停止前往致动器110的电流IDR，逐渐降低电流IDR，以及逐渐提高电流IDR。因此，该方法和装置可产生透镜位移输出波形(图8)，该透镜位移输出波形在比现有方法和装置(图7)更少的时间内收敛于目标范围800内。
该方法和装置还可实现各种数字信号处理功能以过滤各种频率并且选择性地将可变增益施加到反馈信号从而使得最终位置信号C’根据控制电路120的操作状态而变化。
参见图2、6以及8至11，在示例性操作中，并且响应于外部振动或初始位置信号T1的变化(900)，驱动器输出信号(例如，在双向系统的情况下的信号A和信号B或者在单向系统的情况下的信号A)经由连接在驱动器250的输出端子(即，OUT1和OUT2)与致动器110之间的传输线路传输到感应电压检测电路205(A/B)(905)。控制电路120(和/或处理电路)还将电流IDR的方向(例如，正向或反向)(通常为代码的形式)以及DAC输出信号C传输到感应电压检测电路205(A/B)(910)。
感应电压检测电路205(A/B)然后可生成感应电压信号D并将该信号传输到ADC215(915)。在ADC 215转换信号并将经转换的信号传输到反馈控制电路220之后，反馈控制电路220可根据控制序列来操作。
根据控制序列来操作反馈控制电路220可包括对经转换的信号执行滤波并在特定时间或事件下将增益施加到经转换的信号(920)。根据控制序列来操作反馈控制电路220还可包括在特定时间或事件下启用和禁用反馈控制电路220。
控制电路120然后根据DAC输出信号C生成电流IDR并将该电流施加到致动器110。在反馈控制电路220被启用的情况下，反馈控制电路220将最终反馈输出信号FOUT传输到加法器电路265，其中加法器电路265将最终反馈输出信号FOUT与更新的位置信号T2相加以生成最终位置信号C’(922)。控制电路120然后将最终位置信号C’传输到DAC 245(925)。控制电路120然后根据DAC输出信号C生成电流IDR。换句话讲，驱动器250根据最终反馈输出信号FOUT和更新的位置信号T2生成电流IDR并将该电流施加到致动器110。
在反馈控制电路220被禁用的情况下，加法器电路265不接收最终反馈输出信号FOUT，并且驱动器250可生成并施加仅对应于更新的位置信号T2的电流IDR。
控制电路120可根据操作状态和/或控制序列启用/禁用反馈控制电路220。例如，控制电路120可确定目标生成器235是否正在操作(即，导通和/或对应于计数器值0至N)(1000)。如果目标生成器235正在操作，则目标生成器235将继续操作，生成新的更新的位置信号T2(1005)，执行控制序列(1010)，并增加计数器的值(计数器值)，直到该序列完成(1015)。
如果目标生成器235未操作，则控制电路120可确定计数器值(1020)。如果计数器值大于零，则控制电路120可在该特定时间执行对应于计数器值的控制序列(1010)，并且使计数器值递增直到序列完成(1015)。
如果计数器值不大于零(即，计数器值等于零)，则控制电路120可确定目标寄存器240是否已使用新的初始位置值T1进行了更新(1025)。如果目标寄存器240未更新，则控制电路120返回至开始。如果目标寄存器240已更新，则控制电路120根据新寄存器值(例如，新的初始位置值T1)来设置新电流IDR。控制电路120然后从对应于计数器值为零的序列开始执行控制序列(1010)，并且使计数器值递增直到序列完成(1015)。
参见图10，控制电路120可利用控制序列来促进反馈控制电路220(例如带通滤波器600和增益控制电路615)的控制(即，启用或禁用)。例如，放大器615可基于计数器值、目标生成器235的操作状态、和/或目标寄存器240的状态将特定增益应用到输入信号，并且根据计数器值控制第一开关SW1和第二开关SW2。
控制序列可包括最终计数器值M，例如最终计数器值可在5至10的范围内。此外，当计数器达到预定值N时，增益被设置为零(截止)，并且第一开关SW1和第二开关SW2均关断(断开)。预定值N可为介于0和M之间(例如介于1和9之间)的任何数字，并且可根据期望的最终反馈输出信号FOUT和/或期望的电流IDR来选择。
在示例性实施方案中，对应于计数器值0至N-1的控制序列可被称为启用序列，并且反馈控制电路220在那些序列期间被启用。在当前计数器值期间，控制电路120以渐进方式将放大器615的增益从大约二分之一降低到八分之一。渐进降低的数量将基于从1到N-1的计数总数，并且从1到N-1的计数总数可被称第一计数周期。例如，渐进降低的数量可在2至5的范围内。控制电路120可在正常操作中(例如在计数器值0期间)操作带通滤波器600，或者可通过在延迟寄存器(未示出)中清除数据并输入新数据来操作带通滤波器。在当前计数器值期间，第一开关SW1关断(断开)，并且第二开关SW2导通(闭合)。
对应于计数器值N的控制序列可被称为禁用序列，并且反馈控制电路220在该序列期间被禁用。在当前计数器值期间，控制电路120截止放大器615的增益并关断第一开关SW1和第二开关SW2。
类似地，对应于计数器值N+1至M的控制序列也称为启用序列，并且反馈控制电路220在那些序列期间被启用。在当前计数器值期间，控制电路120以渐进方式将放大器615的增益从大约八分之一提高到二分之一。渐进提高的数量将基于从N+1到M的计数总数，并且从N+1到M的计数总数可被称为第二计数周期。例如，渐进降低的数量可在2至5的范围内。控制电路120可在正常操作中操作带通滤波器600。在当前计数器值期间，第一开关SW1和第二开关SW2均导通(闭合)。
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。然而，可在不脱离所述的本发明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，可以任何适当的顺序执行任何方法或过程实施方案中列举的步骤，并且不限于具体例子中提供的明确顺序。另外，任何系统实施方案中列举的组件和/或元件可以多种排列方式组合，以产生与本发明技术基本上相同的结果，因此不限于具体例子中阐述的具体配置。
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发明技术的范围内。
根据一个方面，致动器控制电路包括：驱动电路，该驱动电路耦合到致动器并被配置成将驱动信号提供给致动器；以及反馈网络，该反馈网络连接到驱动电路并被配置成生成反馈信号，其中反馈网络包括：感应电压检测电路，该感应电压检测电路连接到驱动电路的输出端子；以及反馈控制电路，该反馈控制电路被配置成：衰减反馈信号的落在预定频率范围之外的一部分；并且调整反馈信号的增益。
在一个实施方案中，反馈控制电路包括：带通滤波器；以及连接到带通滤波器的输出端子的增益控制电路。
在一个实施方案中，增益控制电路包括：放大器；第一开关，该第一开关连接在带通滤波器与放大器的输入端子之间；以及第二开关，该第二开关连接到放大器的输出端子。
在一个实施方案中，放大器被配置成根据计数器值调整反馈信号的增益；并且第一开关和第二开关根据计数器值来操作。
在一个实施方案中，反馈控制电路进一步被配置成：针对第一计数周期降低反馈信号的增益；并且针对第二计数周期提高反馈信号的增益。
在一个实施方案中，致动器控制电路进一步被配置成针对介于第一计数周期与第二计数周期之间的时间段禁用反馈控制电路。
在一个实施方案中，反馈网络还包括模数转换器(ADC)，该ADC连接在感应电压检测电路与反馈控制电路之间并被配置成将反馈信号转换成数字信号。
在一个实施方案中，致动器控制电路还包括数模转换器(DAC)，该DAC连接到驱动电路的输入端子以及感应电压检测电路的输入端子。
在一个实施方案中，感应电压检测电路包括：连接到DAC的输出端子的复制电路；以及连接到复制电路的输出端子的差分放大器。
在一个实施方案中，感应电压检测电路进一步被配置成接收与流过驱动电路的电流的方向相关的信息。
根据另一个方面，用于控制致动器的方法包括：将驱动信号提供给致动器；检测由致动器生成的感应电压；根据检测到的感应电压生成反馈信号；衰减反馈信号的一部分；调整反馈信号的增益；以及根据反馈信号操作致动器。
在一个操作中，该方法还包括：接收位置信号；以及根据位置信号和反馈信号操作致动器。
在一个操作中，调整增益包括：在第一计数周期期间降低增益；以及在第二计数周期期间提高增益。
在一个操作中，该方法还包括针对介于第一计数周期与第二计数周期之间的时间段禁用反馈信号。
根据又一个方面，能够使用致动器执行自动聚焦的成像系统包括：被配置成生成初始位置信号的图像信号处理器(ISP)；以及连接到图像信号处理器的相机模块，该相机模块包括：耦合到图像信号处理器的图像传感器，其中图像传感器将图像数据传输到图像信号处理器；以及控制电路，该控制电路连接到ISP并被配置成从图像信号处理器接收初始位置信号，其中控制电路包括：连接到致动器的驱动电路；反馈网络，该反馈网络连接到驱动电路并被配置成生成反馈信号，其中反馈网络包括：连接到驱动电路的输出端子的感应电压检测电路；以及反馈控制电路，该反馈控制电路连接到感应电压检测电路并被配置成：衰减反馈信号的落在预定频率范围之外的一部分；并且调整反馈信号的增益；以及目标生成器电路，该目标生成器电路连接到ISP并被配置成生成根据初始位置信号生成更新的位置信号；其中控制电路基于反馈信号和更新的位置信号将电流提供给致动器。
在一个实施方案中，反馈控制电路包括：带通滤波器；以及连接到带通滤波器的输出端子的增益控制电路。
在一个实施方案中，增益控制电路包括：放大器；第一开关，该第一开关连接在带通滤波器与放大器的输入端子之间；以及第二开关，该第二开关连接到放大器的输出端子。
在一个实施方案中，放大器被配置成根据计数器值调整反馈信号的增益；并且其中第一开关和第二开关根据计数器值来操作。
在一个实施方案中，反馈控制电路进一步被配置成：针对第一计数周期降低反馈信号的增益；并且针对第二计数周期提高反馈信号的增益。
在一个实施方案中，致动器控制电路进一步被配置成针对介于第一计数周期与第二计数周期之间的时间段禁用反馈控制电路。
Claims (10)
1.一种致动器控制电路，其特征在于包括：
驱动电路，所述驱动电路耦合到所述致动器并被配置成将驱动信号提供给所述致动器；和
反馈网络，所述反馈网络连接到所述驱动电路并被配置成生成反馈信号，其中所述反馈网络包括：
感应电压检测电路，所述感应电压检测电路连接到所述驱动电路的输出端子；和
反馈控制电路，所述反馈控制电路被配置成：
衰减所述反馈信号的落在预定频率范围之外的一部分；以及
调整所述反馈信号的增益。
2.根据权利要求1所述的致动器控制电路，其中所述反馈控制电路的特征在于包括：
带通滤波器；和
增益控制电路，所述增益控制电路连接到所述带通滤波器的输出端子。
3.根据权利要求2所述的致动器控制电路，其中所述增益控制电路的特征在于包括：
放大器，所述放大器被配置成根据计数器值调整所述反馈信号的所述增益；
第一开关，所述第一开关连接在所述带通滤波器与所述放大器的输入端子之间，其中所述第一开关根据所述计数器值来操作；和
第二开关，所述第二开关连接到所述放大器的输出端子，其中所述第二开关根据所述计数器值来操作。
4.根据权利要求1所述的致动器控制电路，其特征在于，所述反馈控制电路进一步被配置成：
针对第一计数周期降低所述反馈信号的所述增益；以及
针对第二计数周期提高所述反馈信号的所述增益。
5.根据权利要求4所述的致动器控制电路，其特征在于，所述致动器控制电路进一步被配置成针对介于所述第一计数周期与所述第二计数周期之间的时间段禁用所述反馈控制电路。
6.根据权利要求1所述的致动器控制电路，其特征在于，所述感应电压检测电路进一步被配置成接收与流过所述驱动电路的电流的方向相关的信息。
7.一种用于控制致动器的方法，其特征在于包括：
将驱动信号提供给所述致动器；
检测由所述致动器生成的感应电压；
根据所述检测到的感应电压生成反馈信号；
衰减所述反馈信号的一部分；
调整所述反馈信号的增益；以及
根据所述反馈信号操作所述致动器。
8.根据权利要求7所述的用于控制致动器的方法，其特征还在于包括：
接收位置信号；以及
根据所述位置信号和所述反馈信号操作所述致动器。
9.根据权利要求7所述的用于控制致动器的方法，其中调整所述增益的特征在于包括：
在第一计数周期期间降低所述增益；以及
在第二计数周期期间提高所述增益。
10.根据权利要求9所述的用于控制致动器的方法，其特征还在于包括：针对介于所述第一计数周期与所述第二计数周期之间的时间段禁用所述反馈信号。
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