CN110830683B - 相机模块及线圈模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种相机模块和线圈模块。所述相机模块包括：透镜镜筒，被构造为可运动；检测目标，设置在所述透镜镜筒的一侧；集成线圈和感测线圈，面对所述检测目标并且沿与所述透镜镜筒的运动方向垂直的方向设置；驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号；以及位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感来检测所述透镜镜筒的位置，其中，所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度和所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度在所述透镜镜筒的运动方向上改变。

Description

相机模块及线圈模块
本申请要求于2018年8月13日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0094278号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
本申请涉及一种相机模块及线圈模块。
背景技术
一段时间以来，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)或便携式个人计算机(PC)的便携式通信终端已通常被实现为具有传输视频数据以及文本或音频数据的能力。根据这种趋势，相机模块已变成便携式通信终端中的标准特征，以能够实现视频数据的传输、视频聊天以及涉及视频数据传输的其他功能。
通常，相机模块包括：透镜镜筒，透镜镜筒中设置有透镜；壳体，将透镜镜筒容纳在其中；以及图像传感器，将被摄体的图像转换为电信号。使用固定焦点捕获对象的图像的定焦型相机模块可以用作相机模块。然而，随着相机模块技术已发展，最近已使用包括能够实现自动调焦(AF)的致动器的相机模块。此外，相机模块可包括用于光学防抖(OIS)的致动器，以抑制由于在捕获图像或运动的图片时用户的手抖动导致的分辨率下降。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式对选择的构思进行介绍，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种相机模块包括：透镜镜筒，被构造为可运动；检测目标，设置在所述透镜镜筒的一侧；集成线圈和感测线圈，面对所述检测目标并且沿与所述透镜镜筒的运动方向垂直的方向设置；驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号；以及位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感来检测所述透镜镜筒的位置，其中，所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度和所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度在所述透镜镜筒的运动方向上改变。
所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度和所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度在所述透镜镜筒的运动方向上沿相反方向可增加或减小。
所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度可大于所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度。
所述位置检测器还可被构造为将所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感彼此比较，并且基于电感彼此比较的结果来检测所述透镜镜筒的位置。
所述位置检测器还可被构造为将所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感增加或减小所沿的方向彼此比较。
所述位置检测器还可被构造为响应于表示所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相反方向增加或减小的方向彼此比较的结果，基于所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒的位置。
所述位置检测器还可被构造为响应于表示所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相同方向增加或减小的方向彼此比较的结果来不检测所述透镜镜筒的位置。
所述位置检测器还可被构造为产生根据所述集成线圈的电感的第一振荡信号和根据所述感测线圈的电感的第二振荡信号，并且根据所述第一振荡信号的频率和所述第二振荡信号的频率检测所述透镜镜筒的位置。
在另一总体方面，一种相机模块包括：透镜镜筒，被构造为可运动；检测目标，被构造为随着所述透镜镜筒可运动；集成线圈，面对所述检测目标；参考线圈，面对所述检测目标；屏蔽层，设置在所述参考线圈和所述检测目标之间；驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号；以及位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感来检测所述透镜镜筒的位置。
所述集成线圈可设置在所述屏蔽层的第一表面上，并且所述参考线圈可设置在所述屏蔽层的第二表面上。
所述集成线圈可包括多个层，所述屏蔽层可面对所述检测目标设置在所述多个层中的至少一个层的中空部分中，并且所述参考线圈可设置在所述多个层中的至少另一层的中空部分中。
所述集成线圈的电感可根据所述透镜镜筒的运动而改变，并且所述参考线圈的电感可随着所述透镜镜筒运动而保持大体恒定。
所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感可根据共同噪声分量而改变。
所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异通过检测所述检测目标的位置来去除所述共同噪声分量。
所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异来检测所述检测目标的位置。
所述集成线圈的电感可大于所述参考线圈的电感。
在另一总体方面，一种线圈模块包括：透镜镜筒，被构造为可运动；检测目标，设置在所述透镜镜筒上；集成线圈和感测线圈，在与所述透镜镜筒的光轴方向垂直的方向上面对所述检测目标设置；驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号，以在所述光轴方向上驱动所述透镜镜筒；以及位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感检测所述透镜镜筒在所述光轴方向上的位置，其中，所述感测线圈的几何形状使得所述集成线圈的电感随着所述透镜镜筒在所述光轴方向上运动而在第一方向上改变，并且所述感测线圈的几何形状使得所述感测线圈的电感随着所述透镜镜筒在所述光轴方向上运动而在与所述第一方向相反的第二方向上改变。
所述集成线圈的几何形状和所述感测线圈的几何形状可使得：随着所述透镜镜筒沿所述光轴方向运动，所述集成线圈的电感在第一方向上增加且所述感测线圈的电感在第一方向上减小，并且可使得：随着所述透镜镜筒沿所述光轴方向运动，所述集成线圈的电感在与所述第一方向相反的第二方向上减小且所述感测线圈的电感在与所述第一方向相反的第二方向上增加。
所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒在所述光轴方向上的位置。
共同噪声分量可使得所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相同方向改变，并且所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异通过检测所述透镜镜筒在所述光轴方向上的位置来去除所述共同噪声分量。
在另一总体方面，一种相机模块包括：透镜镜筒，被构造为可运动；检测目标，设置在所述透镜镜筒上；集成线圈和参考线圈，在与所述透镜镜筒的光轴方向垂直的方向上面对所述检测目标设置；驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号，以沿与所述光轴方向垂直的方向驱动所述透镜镜筒；以及位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感来检测所述透镜镜筒在与所述光轴方向垂直的方向上的位置，其中，所述集成线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而改变，并且所述参考线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而保持大体恒定。
所述相机模块还可包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述参考线圈和所述检测目标之间，使得所述参考线圈通过所述屏蔽层面对所述检测目标，所述屏蔽层可大体防止所述参考线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而改变。
所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒在与所述光轴方向垂直的方向上的位置。
共同噪声分量可使得所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感沿相同方向改变，并且所述位置检测器还可被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异通过检测所述透镜镜筒在与所述光轴方向垂直的方向上的位置来去除所述共同噪声分量。
其他特征和方面将通过下面的具体实施方式、附图和权利要求而明显。
附图说明
图1是相机模块的示例的透视图。
图2是图1的相机模块的示意性分解透视图。
图3A至图3C是示出自动调焦(AF)线圈单元的示例的示图。
图4A和图4B是示出光学防抖(OIS)线圈单元的示例的分解透视图。
图5是调焦单元的示例的框图。
图6是示出图5的致动器的组件的示图。
图7是示出图6的驱动器的驱动电路的示例的示图。
图8是图5的驱动电路和第一振荡器的示例的电路图。
图9示出了图8的用于直流(DC)信号的电路的等效电路的示例。
图10至图12示出了图8的用于交流(AC)信号的电路的等效电路的示例。
图13示出了图8的放大器电路的示例。
图14是用于描述从感测线圈产生振荡信号的操作的示例的示图。
图15是抖动校正单元的示例的框图。
图16是图5和图15的致动器的致动器控制器的示例的框图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。
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，这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后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。
这里描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里描述的示例。更确切地说，已经提供了这里描述的示例，仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。
在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“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一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“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其他元件。
尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，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、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
为了易于描述，这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中描绘的方位之外，还包含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，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。该装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或处于其他方位)定位，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
由于制造技术和/或公差，可能发生附图中所示的形状的变化。因此，这里描述的示例不限于附图中示出的特定形状，而是包括在制造期间发生的形状的变化。
这里描述的示例的特征可以以如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式组合。此外，尽管这里描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开之后将显而易见的是，其他构造是可行的。
图1是相机模块的示例的透视图，图2是图1的相机模块的示意性分解透视图。
参照图1和图2，相机模块100包括透镜镜筒210和将在下面描述的使透镜镜筒210运动的致动器。此外，相机模块100包括外壳110和容纳透镜镜筒210和致动器的壳体120，并且还包括将入射穿过透镜镜筒210的光转换为电信号的图像传感器模块700。
透镜镜筒210具有中空的圆筒形状，以容纳捕获被摄体的图像的多个透镜，并且多个透镜沿着光轴安装在透镜镜筒210中。设置在透镜镜筒210中的透镜的数量取决于透镜镜筒210的设计，并且透镜可具有诸如相同的折射率、不同的折射率的各自的光学特性和其他光学特性。
致动器使透镜镜筒210运动。作为示例，致动器使透镜镜筒210沿光轴(Z轴)方向运动以使透镜聚焦，并使透镜镜筒210沿垂直于光轴(Z轴)的方向运动，以校正捕获图像时的抖动。致动器包括使透镜聚焦的调焦单元400和校正抖动的抖动校正单元500。
图像传感器模块700将穿过透镜镜筒210入射到其的光转换为电信号。作为示例，图像传感器模块700包括图像传感器710和图像传感器710安装在其上的印刷电路板720，并且还包括红外滤光器(图2中未示出)。红外滤光器截断穿过透镜镜筒210入射到其的光中的红外区域中的光。图像传感器710将穿过透镜镜筒210入射到其的光转换为电信号。作为示例，图像传感器710可以是电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。通过图像传感器710转换的电信号可通过便携式电子装置的显示单元被输出为图像。图像传感器710安装在印刷电路板720上，并且通过例如引线键合电连接到印刷电路板720。
透镜镜筒210和致动器容纳在壳体120中。作为示例，壳体120具有顶部和底部敞开的形状，并且透镜镜筒210和致动器容纳在壳体120的内部空间中。图像传感器模块700设置在壳体120的底部上。
外壳110结合到壳体120，以围住壳体120的外表面，并保护相机模块100的内部组件。此外，外壳110屏蔽电磁波。作为示例，外壳110屏蔽由相机模块100产生的电磁波，使得电磁波不影响便携式电子装置中的其他电子组件。
如上所述，致动器包括使透镜聚焦的调焦单元400和校正抖动的抖动校正单元500。
调焦单元400包括：磁体410；集成线圈430，产生驱动力，以使透镜镜筒210和将透镜镜筒210容纳在其中的承载件300沿光轴(Z轴)方向运动。如稍后将描述的，驱动信号被提供到集成线圈430，使得集成线圈430用作驱动线圈。此外，如稍后将描述的，由于根据集成线圈430的随着透镜镜筒210的运动而改变的电感来检测透镜镜筒210的位置，因此集成线圈430还用作感测线圈。也就是说，在该示例中，集成线圈430是用作驱动线圈和感测线圈两者的线圈。
磁体410安装在承载件300上。作为示例，磁体410安装在承载件300的一个表面上。集成线圈430安装在壳体120上，并且设置为面对磁体410。作为示例，集成线圈430设置在基板600的面对磁体410的表面上，并且基板600安装在壳体120上。
作为示例，磁体410安装在承载件300上，以与承载件300一起沿光轴(Z轴)方向运动，并且集成线圈430固定到壳体120。然而，在另一示例中，磁体410的位置和集成线圈430的位置彼此交换。当驱动信号施加到集成线圈430时，承载件300通过磁体410和集成线圈430之间的电磁相互作用而沿光轴(Z轴)方向运动。
由于透镜镜筒210容纳在承载件300中，因此透镜镜筒210通过承载件300的运动也沿光轴(Z轴)方向运动。此外，由于框架310和透镜保持件320容纳在承载件300中，因此框架310、透镜保持件320和透镜镜筒210通过承载件300的运动一起沿光轴(Z轴)方向运动。
滚动构件B1设置在承载件300和壳体120之间，以减小当承载件300运动时承载件300和壳体120之间的摩擦。作为示例，滚动构件B1具有球形式。滚动构件B1设置在磁体410的相对端。
磁轭450设置在壳体120上。作为示例，磁轭450安装在基板600的背离磁体410的表面上，并且基板600设置在壳体120上。因此，磁轭450安装在基板600的与集成线圈430背对的表面上。因此，磁轭450设置为面对磁体410，且基板600和集成线圈430介于磁轭450和磁体410之间。在磁轭450和磁体410之间吸引力作用在与光轴(Z轴)垂直的方向上。因此，滚动构件B1通过磁轭450和磁体410之间的吸引力而保持其与承载件300和壳体120接触的状态。此外，磁轭450收集磁体410的磁场，以防止产生磁场泄漏。作为示例，磁轭450和磁体410形成磁路。
在本申请中描述的示例中，在调焦过程中，使用感测并反馈透镜镜筒210的位置的闭环控制方法。因此，设置稍后将描述的位置检测器，以执行闭环控制。位置检测器基于集成线圈430的电感来检测透镜镜筒210的位置。在图2所示的示例中，调焦单元400另外包括设置在集成线圈430的一侧的感测线圈440。集成线圈430和感测线圈440形成自动调焦(AF)线圈单元435。位置检测器根据集成线圈430的电感和感测线圈440的电感检测透镜镜筒在Z轴方向上的位置。
图3A至图3C是示出自动调焦(AF)线圈单元的示例的示图。
参照图3A至图3C，AF线圈单元435的集成线圈430和感测线圈440设置在同一平面上。集成线圈430和感测线圈440设置在基板600的一个表面上，以面对磁体410。集成线圈430和感测线圈440在垂直于光轴的方向上彼此分开。
集成线圈430和感测线圈440中的每个在垂直于光轴方向的方向上的宽度在光轴方向上变化。作为示例，集成线圈430和感测线圈440在垂直于光轴方向的方向上的宽度在光轴的一个方向上沿相反方向增大或减小。参照图3A至图3C，集成线圈430在垂直于光轴方向的方向上的宽度在光轴的一个方向(即，图3A至图3C中的向上的方向)上增加，感测线圈440在垂直于光轴方向的方向上的宽度沿着光轴的一个方向(即，图3A至图3C中的向上的方向)减小。然而，在另一示例中，集成线圈430在垂直于光轴方向的方向上的宽度在光轴的另一个方向(即，图3A至图3C中的向下的方向)上增加，感测线圈440在垂直于光轴方向的方向上的宽度在光轴的另一个方向(即，图3A至图3C中的向下的方向)上减小。此外，集成线圈430在垂直于光轴方向的方向上的平均宽度可大于感测线圈440在垂直于光轴方向的方向上的平均宽度。
通过划分AF线圈单元435占据的面积，集成线圈430和感测线圈440设置在AF线圈单元435的不同区域中。作为示例，集成线圈430占据AF线圈单元435的面积的75％至90％，感测线圈440占据AF线圈单元435的面积的25％至10％。AF线圈单元435的面积中的大部分被集成线圈430占据，使得光轴方向上的驱动力得以改善。
AF线圈单元435可形成为诸如四边形形状、三角形形状和圆形形状的多种形状。在图3A至图3C所示的示例中，AF线圈单元435形成为四边形形状，感测线圈440形成为三角形形状(图3A和图3C)或梯形形状(图3B)，并且集成线圈430形成为梯形形状(图3A)、梯形形状和四边形形状的组合(图3B和图3C)。感测线圈440在光轴方向上的高度基本上等于AF线圈单元435在光轴方向上的高度(图3A和图3B)，或者小于AF线圈单元435在光轴方向上的高度(图3C)。
当透镜镜筒210沿光轴方向运动时，集成线圈430的电感和感测线圈440的电感沿相反方向增大或减小。调焦单元的位置检测器根据集成线圈430和感测线圈440的在相反方向上增大或减小的电感来检测透镜镜筒210在光轴方向上的位置。
抖动校正单元500用于校正由于诸如在捕获图像或运动的图片时用户的手抖动的因素导致的图像模糊或运动的图片抖动。例如，当在捕获图像时由于用户的手抖动而产生抖动时，抖动校正单元500将与抖动相对应的相对位移施加到透镜镜筒210以补偿抖动。作为示例，抖动校正单元500使透镜镜筒210沿垂直于光轴(Z轴)的方向运动，以校正抖动。
抖动校正单元500包括多个磁体510a和520a以及多个集成线圈510b和520b，产生驱动力以使引导构件沿垂直于光轴(Z轴)的方向运动。如稍后将描述的，驱动信号被提供到集成线圈510b和520b中的每个，使得集成线圈510b和520b中的每个用作驱动线圈。此外，如稍后将描述的，由于根据随着透镜镜筒210的运动而改变的集成线圈510b和520b中的每个的电感来检测透镜镜筒210的位置，因此集成线圈510b和520b中的每个也用作感测线圈。也就是说，在该示例中，集成线圈510b和520b是用作驱动线圈和感测线圈两者的线圈。
框架310和透镜保持件320插入到承载件300中，沿光轴(Z轴)方向设置，并引导透镜镜筒210的运动。框架310和透镜保持件320具有透镜镜筒210插入到其中的空间。透镜镜筒210插入到透镜保持件320中并固定到透镜保持件320中。
框架310和透镜保持件320通过由多个磁体510a和520a以及多个集成线圈510b和520b产生的驱动力相对于承载件300沿垂直于光轴(Z轴)的方向运动。在多个磁体510a和520a以及多个集成线圈510b和520b中，第一磁体510a和第一集成线圈510b产生垂直于光轴(Z轴)的第一轴(X轴)方向上的驱动力，第二磁体520a和第二集成线圈520b产生垂直于光轴(Z轴)和第一轴(X轴)二者的第二轴(Y轴)方向上的驱动力。第二轴(Y轴)是垂直于光轴(Z轴)和第一轴(X轴)二者的轴。多个磁体510a和520a设置为在垂直于光轴(Z轴)的平面上彼此正交。
多个磁体510a和520a安装在透镜保持件320上，并且分别面对多个磁体510a和520a的多个集成线圈510b和520b设置在基板600上，并且基板600安装在壳体120上。
作为示例，多个磁体510a和520a与透镜保持件320一起沿垂直于光轴(Z轴)的方向运动，并且多个集成线圈510b和520b固定到壳体120。然而，在另一示例中，多个磁体510a和520a以及多个集成线圈510b和520b的位置彼此交换。
在本申请中描述的示例中，在抖动校正过程中，使用感测并反馈透镜镜筒210的位置的闭环控制方法。因此，设置稍后将描述的位置检测器，以执行闭环控制。位置检测器基于集成线圈510b和520b的电感来检测透镜镜筒210的位置。在图2所示的示例中，抖动校正单元500还包括分别与集成线圈510b和520b一体地形成的参考线圈510c和520c。第一参考线圈510c与第一集成线圈510b一体地形成，第二参考线圈510c与第二集成线圈520c一体地形成。下面将描述的集成线圈510b和520b、参考线圈510c和520c以及屏蔽层510d和520d形成OIS线圈单元515。
位置检测器产生对应于参考线圈510c和520c的电感的振荡信号，并从所产生的振荡信号的频率中去除引入到相机模块中的共同噪声分量(common noise component)。抖动校正单元500的位置检测器从由集成线圈510b和520b产生的振荡信号的频率中去除共同噪声分量，从而改善透镜镜筒210的位置检测的可靠性。
图4A和图4B是示出光学防抖(OIS)线圈单元的示例的分解透视图。
参照图4A和图4B，OIS线圈单元515包括集成线圈510b、参考线圈510c和屏蔽层510d。为了便于解释，以下描述将涉及集成线圈510b、参考线圈510c和屏蔽层510d，但是该描述也可适用于集成线圈520b、参考线圈520c和屏蔽层520d。
参照图4A，集成线圈510b设置在屏蔽层510d的一个表面上，参考线圈510c设置在屏蔽层510d的另一表面上。集成线圈510b设置为面对磁体510a，并且参考线圈510c设置为面对磁体510a，且集成线圈510b和屏蔽层510d介于参考线圈510c和磁体510a之间。集成线圈510b形成为多层线圈，参考线圈510c形成为单层线圈。因此，集成线圈510b的电感大于参考线圈510c的电感。
参照图4B，集成线圈510b形成为多层线圈。屏蔽层510d设置在形成为多层线圈的集成线圈510b的第一层的中空部分(内侧区域)中。参考线圈510c也形成为多层线圈。参考线圈510c设置在集成线圈510b的第二层至第四层的中空部分中。因此，集成线圈510b的电感大于参考线圈510c的电感。集成线圈510b设置为面对磁体510a，而参考线圈510c设置为面对磁体510a，且屏蔽层510d介于参考线圈510c与磁体510a之间。
参照图4A和图4B，参考线圈510c设置为面对磁体510a，且屏蔽层510d介于参考线圈510c和磁体510a之间，使得即使当磁体510a运动时参考线圈510c的电感也不改变。因此，可通过计算根据集成线圈510b的电感产生的振荡信号与根据参考线圈510c的电感产生的振荡信号之间的差异来去除共同噪声分量。
再次参照图2，相机模块100包括支撑抖动校正单元500的多个球构件。多个球构件在抖动校正过程中引导框架310、透镜保持件320和透镜镜筒210的运动。此外，多个球构件还保持承载件300、框架310和透镜保持件320之间的间隔。
多个球构件包括第一球构件B2和第二球构件B3。第一球构件B2引导框架310、透镜保持件320和透镜镜筒210沿第一轴(X轴)方向的运动，第二球构件B3引导透镜保持件320和透镜镜筒210沿第二轴(Y轴)方向的运动。
作为示例，当产生第一轴(X轴)方向上的驱动力时，第一球构件B2沿第一轴(X轴)方向以滚动运动而运动。因此，第一球构件B2引导框架310、透镜保持件320和透镜镜筒210沿第一轴(X轴)方向的运动。此外，当产生第二轴(Y轴)方向上的驱动力时，第二球构件B3沿第二轴(Y轴)方向以滚动运动而运动。因此，第二球构件B3引导透镜保持件320和透镜镜筒210沿第二轴(Y轴)方向的运动。
第一球构件B2包括设置在承载件300和框架310之间的多个球构件，第二球构件B3包括设置在框架310和透镜保持件320之间的多个球构件。
将第一球构件B2容纳在其中的第一引导槽部301形成在承载件300和框架310的在光轴(Z轴)方向上彼此面对的表面中。第一引导槽部301包括与第一球构件B2中的多个球构件对应的多个引导槽。第一球构件B2容纳在第一引导槽部301中并装配在承载件300和框架310之间。在第一球构件B2容纳在第一引导槽部301中的状态下，第一球构件B2在光轴(Z轴)方向和第二轴(Y轴)方向上的运动受到限制，第一球构件B2仅能够在第一轴(X轴)方向上运动。作为示例，第一球构件B2仅能够在第一轴(X轴)方向上以滚动运动而运动。为此，第一引导槽部301中的多个引导槽中的每个在垂直于光轴(Z轴)的平面中的截面形状是长度在第一轴(X轴)方向上的矩形形状。
将第二球构件B3容纳在其中的第二引导槽部311形成在框架310和透镜保持件320的在光轴(Z轴)方向上彼此面对的表面中。第二引导槽部311包括与第二球构件B3中的多个球构件对应的多个引导槽。
第二球构件B3容纳在第二引导槽部311中并且装配在框架310和透镜保持件320之间。在第二球构件B3容纳在第二引导槽部311中的状态下，第二球构件B3在光轴(Z轴)方向和第一轴(X轴)方向上的运动受到限制，第二球构件B3仅能够在第二轴(Y轴)方向上运动。作为示例，第二球构件B3仅能够在第二轴(Y轴)方向上以滚动运动而运动。为此，第二引导槽部311中的多个引导槽中的每个在垂直于光轴(Z轴)的平面中的截面形状是长度在第二轴(Y轴)方向上的矩形形状。
此外，支撑透镜保持件320的运动的第三球构件B4设置在承载件300和透镜保持件320之间。第三球构件B4引导透镜保持件320在第一轴(X轴)上的运动和透镜保持件320在第二轴(Y轴)方向上的运动二者。
作为示例，当产生第一轴(X轴)方向上的驱动力时，第三球构件B4沿第一轴(X轴)方向以滚动运动而运动。因此，第三球构件B4引导透镜保持件320沿第一轴(X轴)方向的运动。此外，当产生第二轴(Y轴)方向上的驱动力时，第三球构件B4沿第二轴(Y轴)方向以滚动运动而运动。因此，第三球构件B4引导透镜保持件320沿第二轴(Y轴)方向的运动。因此，第二球构件B3和第三球构件B4与透镜保持件320接触并支撑透镜保持件320。
将第三球构件B4容纳在其中的第三引导槽部302形成在承载件300和透镜保持件320的在光轴(Z轴)方向上彼此面对的表面中。第三球构件B4容纳在第三引导槽部302中并且装配在承载件300和透镜保持件320之间。在第三球构件B4容纳在第三引导槽部302中的状态下，第三球构件B4在光轴(Z轴)方向上的运动受到限制，第三球构件B4能够在第一轴(X轴)方向和第二轴(Y轴)方向二者上以滚动运动而运动。为此，第三引导槽部302中的每个在垂直于光轴(Z轴)的平面中的截面形状是圆形形状。因此，第三引导槽部302具有与第一引导槽部301和第二引导槽部311的截面形状不同的截面形状。
第一球构件B2能够在第一轴(X轴)方向上以滚动运动而运动，第二球构件B3能够在第二轴(Y轴)方向上以滚动运动而运动，并且第三球构件B4能够在第一轴(X轴)方向和第二轴(Y轴)方向二者上以滚动运动而运动。因此，支撑抖动校正单元500的第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4具有不同的自由度。自由度是在三维(3D)坐标系中表示对象的运动状态所需的独立变量的数量。通常，在3D坐标系中，对象的自由度是6。对象的运动可通过参考具有三个轴的正交坐标系和具有三个旋转方向的旋转坐标系来描述。作为示例，在3D坐标系中，对象可沿着三个轴(X轴、Y轴和Z轴)以平移运动而运动，并且可关于三个轴(X轴、Y轴和Z轴)以旋转运动而运动。
在本申请中，自由度是当抖动校正单元500通过向抖动校正单元500施加电力经由在垂直于光轴(Z轴)的方向上产生的驱动力而运动时表示第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4的运动所需的独立变量的数量。作为示例，第三球构件B4能够沿着两个轴(第一轴(X轴)和第二轴(Y轴))以滚动运动而运动，第一球构件B2和第二球构件B3能够通过在垂直于光轴(Z轴)的方向上产生的驱动力沿着一个轴(第一轴(X轴)或第二轴(Y轴))以滚动运动而运动。因此，第三球构件B4的自由度大于第一球构件B2的自由度和第二球构件B3的自由度。
当产生第一轴(X轴)方向上的驱动力时，框架310、透镜保持件320和透镜镜筒210沿第一轴(X轴)方向一起运动。第一球构件B2和第三球构件B4沿着第一轴(X轴)以滚动运动而运动。在这种情况下，第二球构件B3在光轴(Z轴)方向和第二轴(Y轴)方向上的运动受到限制。
此外，当产生第二轴(Y轴)方向上的驱动力时，透镜保持件320和透镜镜筒210沿第二轴(Y轴)方向运动。第二球构件B3和第三球构件B4沿着第二轴(Y轴)以滚动运动而运动。在这种情况下，第一球构件B2的运动在光轴(Z轴)方向和第一轴(X轴)方向上受到限制，第三球构件B4的运动在光轴(Z轴)方向上受到限制。
设置多个磁轭510e和520e，以保持抖动校正单元500与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4处于抖动校正单元500与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4彼此接触的状态。多个磁轭510e和520e固定到承载件300，并且设置为在光轴(Z轴)方向上面对多个磁体510a和520a的底表面。因此，多个磁轭510e和520e与多个磁体510a和520a之间在光轴(Z轴)方向上产生吸引力。由于通过多个磁轭510e和520e与多个磁体510a和520a之间的吸引力将抖动校正单元500压向多个磁轭510e和520e，因此抖动校正单元500的框架310和透镜保持件320保持处于框架310和透镜保持件320与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态。多个磁轭510e和520e可使用能够在多个磁轭510e和520e与多个磁体510a和520a之间产生吸引力的材料制成。作为示例，多个磁轭510e和520e可使用磁性材料制成。
如上所述，多个磁轭510e和520e设置为使得框架310和透镜保持件320保持处于框架310和透镜保持件320与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态。此外，设置止动件330，以防止第一球构件B2、第二球构件B3、第三球构件B4、框架310和透镜保持件320由于外部冲击或其他干扰而与承载件300分开。止动件330结合到承载件300，以覆盖透镜保持件320的上表面的至少一部分。
图5是调焦单元的示例的框图。
参照图5，调焦单元1000用作沿光轴方向驱动透镜镜筒的致动器。在下文中，为了便于说明，调焦单元被称为致动器1000。致动器1000沿光轴方向驱动透镜镜筒，以执行相机模块的自动调焦(AF)功能。因此，当致动器1000执行自动调焦功能时，驱动器1100将驱动信号施加到集成线圈1210，以向透镜镜筒提供光轴方向上的驱动力。
致动器1000包括驱动器1100、包括集成线圈1210和感测线圈1220的AF线圈单元1200、检测目标1300和位置检测器1400。位置检测器1400包括第一振荡器1410、第二振荡器1420、频率检测器1430和频率位置转换器1440。
驱动器1100根据从外部源施加的输入信号Sin和由位置检测器1400产生的反馈信号Sf产生驱动信号Sdr，并将驱动信号Sdr提供到集成线圈1210。
当由驱动器1100产生的驱动信号Sdr施加到集成线圈1210时，透镜镜筒通过集成线圈1210和磁体之间的电磁相互作用沿光轴运动。作为示例，驱动信号Sdr以电流和电压中的一者或两者的形式提供到集成线圈1210。
位置检测器1400根据基于集成线圈1210的电感产生的振荡信号Sosc1的频率和基于感测线圈1220的电感产生的振荡信号Sosc2的频率来检测检测目标1300和透镜镜筒的位置。也就是说，由于位置检测器1400根据基于电感产生的振荡信号检测检测目标1300的位置，因此根据电感的位置计算和根据振荡信号的位置计算具有相同的含义。
基于集成线圈1210的电感产生的振荡信号Sosc1的频率和基于感测线圈1220的电感产生的振荡信号Sosc2的频率根据检测目标1300的位置而变化。
检测目标1300使用磁性材料或导体制成，并且在集成线圈1210和感测线圈1220的磁场的范围内。作为示例，检测目标1300设置为面对集成线圈1210和传感线圈1220。检测目标1300设置在透镜镜筒的一侧，以沿与透镜镜筒的运动方向相同的方向运动。在另一示例中，除了透镜镜筒之外，检测目标1300还设置在承载件和结合到透镜镜筒的多个框架中的一者或两者上。
在该示例中，检测目标1300对应于图2的设置为面对集成线圈1210和感测线圈1220的磁体410。在另一示例中，检测目标1300设置为单独的元件。
在使用磁性材料或导体制成的检测目标1300与透镜镜筒一起运动的情况下，集成线圈1210和感测线圈1220的电感改变。也就是说，基于集成线圈1210的电感产生的振荡信号Sosc1的频率和基于感测线圈1220的电感产生的振荡信号Sosc2的频率根据检测目标1300的运动而变化。
位置检测器1400检测检测目标1300的位置，基于检测到的位置产生反馈信号Sf，并将反馈信号Sf提供到驱动器1100。
当反馈信号Sf提供到驱动器1100时，驱动器1100将输入信号Sin和反馈信号Sf相互比较，并基于比较结果产生新的驱动信号Sdr。也就是说，驱动器1100以将输入信号Sin和反馈信号Sf相互比较的闭环型被驱动。驱动闭环型驱动器1100，以减小包括在输入信号Sin中的检测目标1300的目标位置与包括在反馈信号Sf中的检测目标1300的当前位置之间的误差。与开环型驱动器相比，闭环型驱动器1100具有更好的线性、精度和可重复性。
图6至图13是用于描述从集成线圈产生振荡信号的操作的示图。
在下文中，将参照图6至图13详细描述从集成线圈获得振荡信号的操作。
图6是示出图5的致动器的主要组件的示图。
参照图6，驱动器1100包括控制器1110和驱动电路1120。图6的驱动器1100可由驱动器集成电路(IC)实现。
控制器1110从输入信号Sin和从位置检测器1400提供的反馈信号Sf产生控制信号S_gate。具体地，控制器1110将表示透镜镜筒的目标位置的输入信号Sin和表示透镜镜筒的当前位置的反馈信号Sf相互比较，并基于比较结果产生控制信号S_gate。
驱动电路1120根据控制信号S_gate产生驱动信号Sdr，并将驱动信号Sdr提供到集成线圈1210。驱动信号Sdr以电流和电压中的一者或二者的形式提供到集成线圈1210的两端。透镜镜筒通过由驱动电路1120产生并提供到集成线圈1210的驱动信号Sdr运动到目标位置。
驱动电路1120包括通过控制信号S_gate在两个方向上被驱动的H桥电路，并且将驱动信号Sdr施加到集成线圈1210。H桥电路包括以H桥形式连接到集成线圈1210的两端的多个晶体管。当驱动电路1120以音圈电机方案被驱动时，从控制器1120提供的控制信号S_gate被施加到包括在H桥电路中的晶体管的栅极。
图7是详细示出图6的驱动器的驱动电路的示例的示图。
参照图7，驱动电路1120包括以H桥形式连接到集成线圈1210的多个晶体管T1、T2、T3和T4。具体地，驱动电路1120包括第一路径晶体管单元1121和第二路径晶体管单元1122。通过第一路径晶体管单元1121，第一路径晶体管单元1121使第一路径电流Idc(-)流动，第二路径晶体管单元1122使第二路径电流Idc(+)流动。
第一路径晶体管单元1121包括第一晶体管T1和第二晶体管T2。第一晶体管T1连接在驱动电源Vcc和集成线圈1210的第一端之间，第二晶体管T2连接在集成线圈1210的第二端和地之间。
第一路径晶体管单元1121根据从控制器1110提供的控制信号S_gate形成施加到集成线圈1210的驱动信号Sdr的第一路径。作为示例，控制信号S_gate被提供到第一晶体管T1和第二晶体管T2的栅极。作为示例，当控制信号S_gate处于高电平时，第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，并且当控制信号S_gate处于低电平时，第一晶体管T1和第二晶体管T2截止。在另一示例中，不同的控制信号被提供到第一晶体管T1和第二晶体管T2，使得第一晶体管T1和第二晶体管T2二者导通或截止。可控制第一晶体管T1和第二晶体管T2，使得第一晶体管T1和第二晶体管T2中的一者调节流过第一路径的电流的量。
第二路径晶体管单元1122包括第三晶体管T3和第四晶体管T4。第三晶体管T3连接在驱动电源Vcc和集成线圈1210的第二端之间，第四晶体管T4连接在集成线圈1210的第一端和地之间。
第二路径晶体管单元1122根据从控制器1110提供的控制信号S_gate形成施加到集成线圈1210的驱动信号Sdr的第二路径。作为示例，控制信号S_gate被提供到第三晶体管T3和第四晶体管T4的栅极。作为示例，当控制信号S_gate处于高电平时，第三晶体管T3和第四晶体管T4导通，并且当控制信号S_gate处于低电平时，第三晶体管T3和第四晶体管T4截止。在另一示例中，不同的控制信号被提供到第三晶体管T3和第四晶体管T4，使得第三晶体管T3和第四晶体管T4二者导通或截止。可控制第三晶体管T3和第四晶体管T4，使得第三晶体管T3和第四晶体管T4中的一者调节流过第二路径的电流的量。
第一路径晶体管单元1121和第二路径晶体管单元1122形成施加到集成线圈1210的驱动信号Sdr的不同路径。作为示例，第一路径晶体管单元1121的操作时段与第二路径晶体管单元1122的非操作时段相同，第一路径晶体管单元1121的非操作时段与第二路径晶体管单元1122的操作时段相同。
操作时段是第一路径晶体管单元1121和第二路径晶体管单元1122的晶体管导通的时段，非操作时段是第一路径晶体管单元1121和第二路径晶体管单元1122的晶体管截止的时段。
也就是说，第一路径晶体管单元1121和第二路径晶体管单元1122通过从控制器1110提供的控制信号S_gate选择性地操作。在第一路径晶体管单元1121的操作时段中，第一路径晶体管单元1121的第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，并且在第二路径晶体管单元1122的非操作时段中，第二路径晶体管单元1122的第三晶体管T3和第四晶体管T4截止。此外，在第一路径晶体管单元1121的非操作时段中，第一路径晶体管单元1121的第一晶体管T1和第二晶体管T2截止，并且在第二路径晶体管单元1122的操作时段中，第二路径晶体管单元1122的第三晶体管T3和第四晶体管T4导通。
图8是图5的驱动电路和第一振荡器的示例的电路图。
参照图8，集成线圈1210被示出为通过彼此串联连接的第一电感器L1、第二电感器L2、第一电阻器R1和第二电阻器R2形成的等效电路。第一电阻器R1和第二电阻器R2表示集成线圈1210的等效电阻分量或设置有集成线圈1210的分支的寄生电阻分量。
参照图8，第一振荡器1410包括：振荡电路电容器1411，包括与集成线圈1210并联连接的第一电容器Cgnd和连接在集成线圈1210的分接头端子Tap与地之间的第二电容器Ct；放大器电路1412，连接到集成线圈1210的分接头端子Tap和第二电容器Ct之间的节点。集成线圈1210的分接头端子Tap是集成线圈1210的绕线的一个点。分接头端子Tap将集成线圈的绕线分为由第一电感器L1和第一电阻器R1表示的第一绕线部分以及由第二电感器L2和第二电阻器R2表示的第二绕线部分。
图9示出了图8的用于直流(DC)信号的电路的等效电路的示例。
图8的用于DC信号的电路的等效电路是图8的在提供DC信号作为驱动驱动电路的晶体管的栅极控制信号的情况下的等效电路。
在向第一晶体管T1和第二晶体管T2提供高电平的DC信号作为栅极控制信号并且向第三晶体管T3和第四晶体管T4提供低电平的DC信号作为栅极控制信号的情况下，第一晶体管T1和第二晶体管T2导通以使第一路径电流Idc(-)流动，第三晶体管T3和第四晶体管T4截止，并且根据提供到第二晶体管T2的栅极的电压来确定第一路径电流Idc(-)的量。
此外，在向第一晶体管T1和第二晶体管T2提供低电平的DC信号作为栅极控制信号并且向第三晶体管T3和第四晶体管T4提供高电平的DC信号作为栅极控制信号的情况下，第三晶体管T3导通，使得第二路径电流Idc(+)流动，第一晶体管T1和第二晶体管T2截止，并且根据提供到第四晶体管T4的栅极的电压来确定第二路径电流Idc(+)的量。
由于对于DC信号而言，位置检测器的第一电容器Cgnd和第二电容器Ct等同于开路，因此对于DC信号而言，位置检测器的组件不会影响驱动电路单元1120的操作。
图10至图12示出了图8的用于交流(AC)信号的电路的等效电路的示例。
交流(AC)信号是从稍后将描述的振荡电路输出的振荡信号。因此，图8的用于AC信号的电路的等效电路是图8的用于振荡信号的等效电路。
为了描述图8的用于AC信号的电路的等效电路，当假设第一晶体管T1和第二晶体管T2截止时，图8的电路具有如图10所示的等效电路。在图10中，第三晶体管T3导通，并且第二路径电流Idc(+)的量根据提供到第四晶体管T4的栅极的电压而确定，使得第二路径电流Idc(+)流过集成线圈1210。
在这种情况下，由于当第三晶体管T3导通时第三晶体管T3的等效电阻非常小，所以第三晶体管T3等同于短路，使得第三晶体管T3的两个端子保持用于AC信号的接地状态。也就是说，第三晶体管T3的两个端子可用作用于AC信号的地(AC GND)。
当第二路径电流Idc(+)接近零时，第四晶体管T4等同于开路。相反，当第二路径电流Idc(+)接近最大电流时，第四晶体管T4等同于短路，使得第四晶体管T4的两个端子保持用于AC信号的接地状态。
与集成线圈1210并联连接的第一电容器Cgnd等同于用于AC信号的短路。因此，第一电容器Cgnd将用于AC信号的地(AC GND)提供到集成线圈1210的两端。因此，图10所示的电路等同于图11所示的电路，而不管第二路径电流Idc(+)的电流的量如何。在图10中，尽管第一电容器Cgnd被示出为与集成线圈1210并联连接，但是在另一示例中，可设置两个第一电容器Cgnd，且两个第一电容器Cgnd中的一个连接在集成线圈1210的一端和地之间，两个第一电容器Cgnd中的另一个连接在集成线圈1210的另一端和地之间。
集成线圈1210的相对于集成线圈1210的分接头端子Tap彼此并联连接的第一电感器L1和第二电感器L2等同于电感器L(＝(L1*L2)/(L1+L2))。
电容器Ct由下面的式1表示。参照式1，电容器Ct由从第一电感器L1侧观察的电容器C1、从第二电感器L2侧观察的电容器C2和寄生电容器Cp表示。
Ct＝C1+C2+Cp (1)
另外，根据下面的式2，相对于集成线圈1210的分接头端子Tap彼此并联连接的第一电阻器R1和第二电阻器R2等同于电阻器Rp。
Figure BDA0002000672330000201
Rp＝Rp1//Rp2 (2)
因此，图11所示的电路等同于图12所示的电路。在这种情况下，包括电容器Ct、电阻器Rp和电感器L的振荡电路的振荡频率由下面的式3表示。在下文中，为了便于说明，彼此并联连接的电容器Ct、电阻器Rp和电感器L将被称为振荡电路。
Figure BDA0002000672330000211
图13示出了图8的放大器电路的示例。
放大器电路1412包括放大器Amp、电容器Cf和电容器Cc。电容器Cc的第一端子连接到放大器Amp的输出端子，电容器Cc的第二端子连接到包括电容器Ct、电阻器Rp和电感器L的振荡电路的输入端子。电容器Cf连接在电容器Cc的第二端子和放大器Amp的输入端子之间。
放大器电路1412补偿由于电阻器Rp引起的振荡能量的损耗，以保持由振荡电路的电感器L和电容器Ct引起的振荡，具体地，LC振荡。在这种情况下，用于保持振荡的放大器Amp的跨导增益满足下面的式4。
gm≥1/Rp (4)
在保持振荡的状态下，当检测目标1300和电感器L之间的距离随着透镜镜筒的运动而改变时，电感器L的电感改变并且从振荡电路输出的振荡信号的频率改变。在这种情况下，即使第一路径电流Idc(-)和第二路径电流Idc(+)中的任一方向上的电流流动，集成线圈1210的分接头端子Tap处也会发生振荡电路的振荡。
因此，即使在控制信号施加到驱动电路1120的多个晶体管的任何时段中，位置检测器1400都能够根据振荡信号的频率随集成线圈的电感的变化的变化来计算透镜镜筒的位置。
从振荡电路输出的振荡信号Sosc1通过电容器Cf输入到放大器Amp，并且放大器Amp放大输入的振荡信号并通过电容器Cc输出放大的振荡信号，从而保持振荡电路的振荡。放大的振荡信号Sosc1被输入到图5中的频率检测器1430。
以上已经参照图6至图13描述了从集成线圈产生振荡信号的操作的示例。然而，振荡信号可以以其他方式从集成线圈产生，例如，如在2018年7月16日提交的美国专利申请第16/035968号中公开的示例中所描述的，该专利申请要求于2017年11月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0156703号的权益。美国专利申请第16/035968号和韩国专利申请第10-2017-0156703号的全部公开内容通过引用被包含在此。
图14是用于描述从感测线圈产生振荡信号的操作的示例的示图。
参照图14，第二振荡器1420包括感测线圈1220和形成LC振荡器的电容器Cr。从第二振荡器1420输出的第二振荡信号Sosc2的频率根据感测线圈1220的电感和电容器Cr的电容而确定。
在检测目标1300与透镜镜筒一起运动的情况下，影响感测线圈1220的电感的检测目标1300的磁场的强度改变，从而感测线圈1220的电感改变。因此，第二振荡信号Sosc2的频率根据检测目标1300的运动而改变。
再次参照图5，频率检测器1430检测第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率。
频率检测器1430检测从第一振荡器1410输出的第一振荡信号Sosc1的频率和从第二振荡器1420输出的第二振荡信号Sosc2的频率。作为示例，频率检测器1430使用参考时钟CLK检测第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率。具体地，计算器1430对第一振荡信号Sosc1的一个周期中的参考时钟CLK的周期的数量和第二振荡信号Sosc2的一个周期中的参考时钟CLK的周期的数量进行计数。参考时钟CLK是具有极高频率的时钟信号。作为示例，在参考周期内由参考时钟CLK对一个周期的第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2进行计数的情况下，计算对应于一个周期的第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的参考时钟CLK的计数值。频率检测器1430基于参考时钟CLK的计数值和参考时钟CLK的频率来检测第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率。
频率位置转换器1440从频率检测器1430接收第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率，并根据第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率确定检测目标1300的位置。频率位置转换器1440包括存储器，并且检测目标1300的位置信息以及第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的相应的频率被存储在存储器中。存储器是非易失性存储器，诸如闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或铁电随机存取存储器(FeRAM)。
如上所述，集成线圈1210和感测线圈1220在垂直于光轴方向的方向上的宽度沿着光轴的一个方向在相反方向上增大或减小。因此，在检测目标沿着光轴的一个方向运动的情况下，集成线圈1210和感测线圈1220的电感在相反方向上增大或减小。例如，随着检测目标沿着光轴的一个方向运动，集成线圈1210的电感增加并且感测线圈1220的电感减小，或者随着检测目标沿着光轴的一个方向运动，集成线圈1210的电感减小并且感测线圈1220的电感增加。因此，随着检测目标沿着光轴的一个方向运动，第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率也在相反方向上增大或减小。
当确定第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率的改变方向(增大或减小方向)彼此不同时，频率位置转换器1440基于第一振荡信号Sosc1的频率与第二振荡信号Sosc2的频率之间的差异确定检测目标1300的位置。通过基于第一振荡信号Sosc1的频率与第二振荡信号Sosc2的频率之间的差异确定检测目标1300的位置，去除了引入到相机模块中的共同噪声分量。
然而，当确定第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率的改变方向(增大或减小方向)彼此相同时，频率位置转换器1440根据诸如温度或其他因素的外部因素的变化而确定第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率已经改变。因此，频率位置转换器1440通过忽略由于来自检测检测目标1300的位置的过程的外部因素引起的第一振荡信号Sosc1和第二振荡信号Sosc2的频率的变化来确定检测目标1300的准确位置。
图15是抖动校正单元的示例的框图。
图15的抖动校正单元用作在垂直于光轴的方向上驱动透镜镜筒的致动器。在下文中，为了便于说明，抖动校正单元被称为致动器。
图15的致动器2000在垂直于光轴的方向上驱动透镜镜筒，以执行相机模块的光学防抖(OIS)功能。因此，当图15的致动器2000执行光学防抖功能时，驱动器2100将驱动信号施加到集成线圈2210，以向透镜镜筒提供垂直于光轴的方向上的驱动力。
致动器2000包括驱动器2100、包括集成线圈2210、参考线圈2220和屏蔽层2230的OIS线圈单元2200、检测目标2300和位置检测器2400。位置检测器2400包括第一振荡器2410、第二振荡器2420、频率检测器2430和频率位置转换器2440。作为示例，检测目标2300对应于图2的设置为面对集成线圈2210的磁体510a和520b中的一个。在另一示例中，检测目标2300设置为单独的元件。
由于图15所示的致动器2000类似于图5所示的致动器1000，因此类似特征的描述将被省略，并且将仅描述不同的特征。
OIS线圈单元2200包括集成线圈2210、参考线圈2220和屏蔽层2230。屏蔽层2230设置在参考线圈2220和检测目标2300之间，以防止参考线圈2220的电感随着检测目标2300的运动而变化。
因此，从集成线圈2210产生的第一振荡信号Sosc1的频率随着检测目标2300的运动而改变，并且即使在检测目标2300运动的情况下，从参考线圈2220产生的第二振荡信号Sosc2的频率也保持恒定。然而，第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率可根据引入到相机模块中的共同噪声分量而改变。
因此，频率位置转换器2440计算第一振荡信号Sosc1的频率和第二振荡信号Sosc2的频率之间的差异并且基于计算的差异确定检测目标2300的位置而去除共同噪声分量。频率位置转换器2440包括存储器，并且检测目标2300的位置信息以及第一振荡信号Sosc1的频率与第二振荡信号Sosc2的频率之间的相应的差异被存储在存储器中。
图16是图5和图15的致动器的致动器控制器的示例的框图。
参照图16，致动器控制器1600包括存储器1610和处理器1620。存储器1610存储这样的指令：当由处理器1620执行该指令时，使得处理器1620执行图6和图7中的控制器1110、图5和图6中的位置检测器1400、图5中的频率检测器1430和频率位置转换器1440以及图15中的位置检测器2400、频率检测器2430和频率位置转换器2440的功能。因此，处理器1620包括控制器1110、位置检测器1400、频率检测器1430、频率位置转换器1440、位置检测器2400、频率检测器2430和频率位置转换器2440。在一个示例中，处理器1620还包括与控制器1110相同的两个控制器以及位置检测器2400、频率检测器2430和频率位置转换器2440中的每者中的两个。
控制器1110是图5中的驱动器1100的一部分，其中，控制器1110控制施加到图5中的集成线圈1210的驱动信号Sdr，以使透镜镜筒沿光轴(Z轴)方向运动。位置检测器1400是图5中的检测透镜镜筒在光轴(Z轴)方向上的位置的位置检测器1400。
两个控制器中的第一个是图15中的驱动器2100中的第一个的一部分，其中，两个控制器中的第一个控制施加到图15中的集成线圈2210中的第一个的驱动信号Sdr，以使透镜镜筒在垂直于光轴(Z轴)的第一轴(X轴)方向上运动。两个位置检测器2400中的第一个是图15中的位置检测器2400中的检测透镜镜筒在第一轴(X轴)方向上的位置的第一个。
两个控制器中的第二个是图15中的驱动器2100中的第二个的一部分，其中，控制器中的第二个控制施加到图15中的集成线圈2210中的第二个的驱动信号Sdr，以使透镜镜筒在垂直于光轴(Z轴)和第一轴(X轴)的第二轴(Y轴)方向上运动。两个位置检测器2400中的第二个是图15中的位置检测器2400中的检测透镜镜筒在第二轴(Y轴)方向上的位置的第二个。
上述示例中的相机模块的致动器基于由驱动线圈1200的电感随着目标1300运动而变化引起的振荡信号Sosc的频率的变化来准确地检测检测目标1300的位置。此外，相机模块的致动器不使用单独的霍尔传感器，使得可降低相机模块的致动器的制造成本并且可改善相机模块的致动器的空间效率。
在上述示例中，由于相机模块不使用单独的霍尔传感器来检测透镜镜筒的位置，因此可降低相机模块的制造成本并且可改善相机模块的空间效率。
通过被构造为执行本申请中描述的操作(通过硬件组件执行)的硬件组件来实现执行本申请中描述的操作的图5中的驱动器1100、位置检测器1400、频率检测器1430和频率位置转换器1440以及图6中的驱动器1100、控制器1110和位置检测器1400、图7中的驱动器1100和控制器1110、图15中的驱动器2100、位置检测器2400、频率检测器2430和频率位置转换器2440以及图16中的致动器控制器1600、存储器1610、处理器1620、控制器1110、位置检测器1400、频率检测器1430、频率位置转换器1440、位置检测器2400、频率检测器2430和频率位置转换器2440。可用于执行本申请中的描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算数逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器、晶体管和被构造为执行本申请中描述的操作的任何其他电子组件。在另一示例中，执行本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或更多个通过计算硬件(例如，通过一个或更多个处理器或计算器)来实现。处理器或计算器可通过一个或更多个处理元件来实现，例如，逻辑门阵列、控制器和算数逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者被构造为按照定义的方式响应并执行指令以获得期望的结果的任何其他装置或装置的组合。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到通过处理器或计算机执行存储指令或软件的一个或更多个存储器。通过诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用的处理器或计算机实现的硬件组件可执行指令或软件，以执行本申请中描述的操作。硬件组件还可响应指令或软件的执行而存取、操作、处理、创建并存储数据。为了简单起见，单数术语“处理器”或“计算机”可用在本申请中描述的示例的描述中，但是在其他示例中可使用多个处理器或计算机，或者，处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或包括二者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可通过单个处理器或者两个或更多个处理器或者处理器和控制器来实现。一个或更多个硬件组件可通过一个或更多个处理器或处理器和控制器来实现，一个或更多个其他硬件组件可通过一个或更多个其他处理器或另一处理器和另一控制器来实现。一个或更多个处理器或处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有任何一种或更多的不同的处理配置，其示例包括单处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
执行本申请中描述的操作的参照图1至图16描述的方法通过如上所述实现的执行指令或软件以执行本申请中描述的通过该方法而执行的操作的计算硬件(例如，通过一个或更多个处理器或计算器)来执行。例如，单个操作或两个或更多个操作可通过单处理器或者两个或更多个处理器或者处理器和控制器执行。一个或更多个操作可通过一个或更多个处理器或者处理器和控制器来执行，一个或更多个其他操作可通过一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器来执行。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可执行单个操作或两个或更多个操作。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上面所描述的方法的指令或软件可被写成计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合，用于单独或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以作为机器或专用计算机来执行通过如上面描述的硬件组件和方法执行的操作。在一个实例中，指令或软件包括通过一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如通过编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括使用解释器通过一个或更多个处理器或计算机执行的高级代码。基于图中示出的框图和流程图以及公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法来执行的操作的算法的说明书中的相应描述，可使用任何编程语言编写指令或软件。
用于控制计算硬件(例如，一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件、以及任何关联数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质之中或之上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光数据存储装置、硬盘、固态盘或被构造为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构并将指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构提供到一个或更多个处理器或计算机以使一个或更多个处理器或计算机能执行指令的任意其他装置。在一个示例中，指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构分布在连接互联网的计算机系统上，从而通过一个或更多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问或执行指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构。
虽然本公开包括了具体的示例，但是在理解本申请的公开内容将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的范围和精神的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种改变。这里描述的示例仅将被理解为描述性的含义，并非用于限制的目的。每个示例中的方面或特征的描述将被理解为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所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或者电路中的元件，和/或由其他组件或者其等同物替换或补充所描述的系统、架构、装置或者电路中的元件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物范围内的所有改变将被解释为包含在本公开中。

Claims (19)

1.一种相机模块，包括：
透镜镜筒，被构造为可运动；
磁体，设置在所述透镜镜筒的一侧；
集成线圈和感测线圈，面对所述磁体并且沿与所述透镜镜筒的运动方向垂直的方向彼此分开地设置在同一个平面上；
驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号；以及
位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒的位置，
其中，所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度和所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度在所述透镜镜筒的运动方向上沿相反方向增加或减小。
2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述集成线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度大于所述感测线圈在与所述透镜镜筒的运动方向垂直的所述方向上的宽度。
3.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为将所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感彼此比较，并且基于电感彼此比较的结果来检测所述透镜镜筒的位置。
4.根据权利要求3所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为将所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感增加或减小所沿的方向彼此比较。
5.根据权利要求4所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为响应于表示所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相反方向增加或减小的方向彼此比较的结果，基于所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒的位置。
6.根据权利要求4所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为响应于表示所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相同方向增加或减小的方向彼此比较的结果来不检测所述透镜镜筒的位置。
7.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为产生根据所述集成线圈的电感的第一振荡信号和根据所述感测线圈的电感的第二振荡信号，并且根据所述第一振荡信号的频率和所述第二振荡信号的频率检测所述透镜镜筒的位置。
8.一种相机模块，包括：
透镜镜筒，被构造为可运动；
磁体，被构造为随着所述透镜镜筒可运动；
集成线圈，面对所述磁体；
参考线圈，面对所述磁体；
屏蔽层，设置在所述参考线圈和所述磁体之间，其中，所述集成线圈设置在所述屏蔽层的第一表面上，并且所述参考线圈设置在所述屏蔽层的第二表面上；
驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号；以及
位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒的位置。
9.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述集成线圈包括多个层，所述屏蔽层面对所述磁体设置在所述多个层中的至少一个层的中空部分中，并且所述参考线圈设置在所述多个层中的至少另一层的中空部分中。
10.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述集成线圈的电感根据所述透镜镜筒的运动而改变，并且所述参考线圈的电感随着所述透镜镜筒运动而保持大体恒定。
11.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感根据共同噪声分量而改变。
12.根据权利要求11所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异通过检测所述磁体的位置来去除所述共同噪声分量。
13.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述位置检测器还被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异来检测所述磁体的位置。
14.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述集成线圈的电感大于所述参考线圈的电感。
15.一种相机模块，包括：
透镜镜筒，被构造为可运动；
磁体，设置在所述透镜镜筒上；
集成线圈和感测线圈，在与所述透镜镜筒的光轴方向垂直的方向上面对所述磁体彼此分开地设置在同一个平面上；
驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号，以在所述光轴方向上驱动所述透镜镜筒；以及
位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒在所述光轴方向上的位置，
其中，所述集成线圈的几何形状和所述感测线圈的几何形状使得：随着所述透镜镜筒沿所述光轴方向运动，所述集成线圈的电感在第一方向上增加且所述感测线圈的电感在第一方向上减小，并且使得：随着所述透镜镜筒沿所述光轴方向运动，所述集成线圈的电感在与所述第一方向相反的第二方向上减小且所述感测线圈的电感在与所述第一方向相反的第二方向上增加。
16.根据权利要求15所述的相机模块，其中，共同噪声分量使得所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感沿相同方向改变，并且
所述位置检测器还被构造为基于所述集成线圈的电感和所述感测线圈的电感之间的差异通过检测所述透镜镜筒在所述光轴方向上的位置来去除共同噪声分量。
17.一种相机模块，包括：
透镜镜筒，被构造为可运动；
磁体，设置在所述透镜镜筒上；
集成线圈和参考线圈，在与所述透镜镜筒的光轴方向垂直的方向上面对所述磁体设置；
屏蔽层，设置在所述参考线圈和所述磁体之间，所述集成线圈设置在所述屏蔽层的第一表面上，并且所述参考线圈设置在所述屏蔽层的第二表面上；
驱动器，被构造为向所述集成线圈施加驱动信号，以沿与所述光轴方向垂直的方向驱动所述透镜镜筒；以及
位置检测器，被构造为根据所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异来检测所述透镜镜筒在与所述光轴方向垂直的方向上的位置，
其中，所述集成线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而改变，并且
所述参考线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而保持大体恒定。
18.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述屏蔽层大体防止所述参考线圈的电感随着所述透镜镜筒沿与所述光轴方向垂直的方向运动而改变。
19.根据权利要求17所述的相机模块，其中，共同噪声分量使得所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感沿相同方向改变，并且
所述位置检测器还被构造为基于所述集成线圈的电感和所述参考线圈的电感之间的差异通过检测所述透镜镜筒在与所述光轴方向垂直的方向上的位置来去除所述共同噪声分量。
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