CN111699675A - 致动器驱动器、图像传感器、相机模块、电子设备 - Google Patents

致动器驱动器、图像传感器、相机模块、电子设备 Download PDF

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Abstract

图像传感器(200)具有包含多个像素(201)的像素阵列(202)。透镜(102)被设置在向图像传感器(200)的入射光的光路上。致动器(104)具有线圈(106)，根据被施加在线圈(106)的驱动信号(S2)定位透镜(102)。位置检测线圈(204)被配置为与致动器(104)的线圈(106)磁耦合。致动器驱动器(300)向线圈(106)供给脉冲状的驱动信号(S2)。位置检测电路(208)根据对应于驱动信号(S2)而在位置检测线圈(204)产生的感应电动势(S3)，生成表示透镜(102)的位置的位置检测信号(PFB)，反馈至致动器驱动器(300)。

Description

致动器驱动器、图像传感器、相机模块、电子设备
技术领域
本发明涉及摄像装置。
背景技术
智能手机或平板PC等各种电子设备中，搭载有相机模块。相机模块包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等的摄像元件、自动对焦用或手抖校正用的透镜、使透镜移动的致动器及其驱动器电路。
以往，通过不进行透镜的位置检测的开环来控制透镜，但近年来，通过检测透镜的位置，反馈其位置信息，高精度且高速地控制透镜的位置的方式逐渐增加。
作为透镜的位置检测的方法，已知的是使用霍尔元件。具体而言，在可动部侧安装永磁铁，在固定部侧安装霍尔元件。霍尔元件生成的霍尔电压根据霍尔元件接受的磁场的强度，即可动部和固定部的距离而变化。致动器的驱动器根据霍尔电压，生成表示透镜的位置的位置检测信号，以位置检测信号与表示透镜的目标位置的目标码一致的方式，改变向致动器供给的驱动信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2005-331399号公报
专利文献2：日本国特开2000-295832号公报
专利文献3：日本国特开2011-203074号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
这样，在以往，为了透镜的位置检测而需要霍尔元件或永磁铁，形成成本升高的因素，还成为相机模块的小型化的障碍。
本发明是鉴于相关状况而得到的，其一方案的例示性的目的之一在于，提供一种可以低成本化，及/或小型化的相机模块。
用于解决技术问题的方法
本发明的一方案涉及图像传感器(固态摄像装置)。图像传感器包括：像素阵列，包括呈平面状地被配置在摄像区域的多个像素；以及位置检测线圈，被设置在围着摄像区域的区域中。
通过在与透镜一起移位的可动部安装磁产生单元，根据透镜的位置在位置检测线圈中产生的感应电动势会变化。因此，通过利用感应电动势，即便不使用霍尔元件也能够检测透镜的位置，可以实现相机模块的低成本化、小型化。另外，在使用霍尔元件的情况下，还存在温度变动或个体偏差的问题，而通过利用感应电动势，这些问题也可以解决。
也可以在朝向图像传感器的入射光的光路上设置透镜。也可以是，在位置检测线圈产生感应电动势，所述感应电动势对应于定位透镜的致动器的线圈产生的磁场。
通过将致动器的线圈用作磁产生单元，就不需要永磁铁、与致动器的线圈不同的线圈及其驱动单元等，进一步实现相机模块的低成本化、小型化。
透镜也可以是自动对焦用的透镜。在自动对焦用的透镜的控制中，像素阵列的拍摄面与透镜的距离为控制对象。假定将位置检测线圈设置在图像传感器的外部的情况，位置检测线圈、图像传感器和拍摄面的位置关系的偏差不可避免，在制造阶段，要求高精度的对位，增加校准等的工序。与此不同，通过将位置检测线圈内置在图像传感器中，位置检测线圈和拍摄面的距离是不变的，因此可以进行高精度的位置检测。
图像传感器还可以包括控制多个像素，从多个像素读取像素值的读取控制电路。也可以是，脉冲驱动致动器，读取控制电路生成转变许可信号，其表示被供给至致动器的线圈的脉冲状的驱动信号的转变的允许、禁止。
脉冲驱动致动器时，被供给至致动器的线圈的驱动信号的交流成分成为辐射噪声，有时会导致画质的劣化。根据该方案，读取控制电路的控制时序中，可以利用转变许可信号将即使入射辐射噪声也没有发生画质的劣化的期间通知致动器驱动器，通过在驱动信号中反映转变许可信号，可以抑制画质的劣化。
图像传感器还可以包括致动器驱动器，其以表示透镜的位置的位置检测信号与表示透镜的目标位置的位置指令信号一致的方式脉冲驱动致动器。也可以是，致动器驱动器在转变许可信号表示允许的期间，转变向致动器供给的脉冲状的驱动信号。
通过将致动器驱动器内置在图像传感器中，可以仅通过图像传感器进行透镜的位置控制。
图像传感器还可以包括位置检测电路，其根据位置检测线圈中产生的感应电动势，生成表示透镜的位置的位置检测信号。由于感应电动势的振幅非常小因而容易受到噪声的影响，但是通过将位置检测电路内置在图像传感器中，可以缩短信号的迂回距离，可以降低噪声的影响。
也可以是，像素阵列和位置检测线圈被集成在第一芯片上，读取控制电路被集成在上表面搭载有第一芯片的第二芯片上。
本发明的另一方案是相机模块。该相机模块包括：图像传感器，具有包含多个像素的像素阵列；透镜，被设置在朝向图像传感器的入射光的光路上；致动器，具有线圈，根据被施加于线圈的驱动信号定位透镜；位置检测线圈，被配置为与致动器的线圈磁耦合；致动器驱动器，向致动器的线圈供给脉冲状的驱动信号；以及位置检测电路，根据对应于驱动信号在位置检测线圈中产生的感应电动势，生成表示透镜的位置的位置检测信号，反馈给致动器驱动器。
脉冲驱动致动器的线圈时，在与其磁耦合的位置检测线圈中，产生与两个线圈的距离对应的感应电动势。因此，不使用霍尔元件，可以利用感应电动势检测透镜的位置，可以实现低成本化，及/或小型化。另外，降低温度变动或个体偏差的影响，可以进行高精度的位置检测。
位置检测线圈也可以被内置在图像传感器中。
由此，位置检测线圈和拍摄面的位置关系是不变的，因此不需要位置检测线圈的高精度的对位或校准处理。
也可以是，图像传感器与内部的动作同步，将表示驱动信号的转变的允许、禁止的转变许可信号供给至致动器驱动器。
脉冲驱动致动器时，被供给至致动器的线圈的驱动信号的交流成分成为辐射噪声，有时会导致画质的劣化。根据该方案，读取控制电路的控制时序中，可以利用转变许可信号将即使入射辐射噪声也没有发生画质的劣化的期间通知致动器驱动器，通过在驱动信号中反映转变许可信号，可以抑制画质的劣化。
本发明的另一方案涉及电子设备。电子设备可以包括上述任一方案的相机模块。
本发明的又一其他方案为致动器驱动器。该致动器驱动器驱动定位被设置在朝向图像传感器的入射光的光路上的透镜的致动器。致动器驱动器包括：接口电路，接收表示透镜的目标位置的位置指令信号；控制器，以位置检测信号与位置指令信号一致的方式，生成占空比、频率、导通时间、断开时间的至少一个变化的控制脉冲，上述位置检测信号是从被配置为与致动器的线圈磁耦合的位置检测线圈的感应电动势所得到的；以及驱动器部，根据控制脉冲驱动致动器。
脉冲驱动致动器的线圈时，在与其磁耦合的位置检测线圈中，产生与两个线圈的距离对应的感应电动势。因此，不使用霍尔元件，可以利用感应电动势检测透镜的位置，可以实现低成本化，及/或小型化。另外，降低温度变动或个体偏差的影响，可以进行高精度的位置检测。
也可以是，控制器从图像传感器接收表示控制脉冲的转变的允许、禁止的转变许可信号，在控制脉冲中反映转变许可信号。
另外，使以上构成要素的任意组合或本发明的构成要素或表现在方法、装置、系统等之间相互变换所得的发明作为本发明的方案也是有效的。
进一步，用于解决该课题的方案的记载并不对所有不可欠缺的特征进行说明，因此，此处记载的这些特征的子组合也可构成本发明。
发明效果
根据本发明，可以使相机模块低成本化及/或小型化。
附图说明
图1是表示实施方式的相机模块的框图。
图2是说明图1的相机模块的位置检测的原理的波形图。
图3是示出透镜的位置和感应电动势的关系的图。
图4的(a)、(b)是可以使用在图1的相机模块中的图像传感器的俯视图和立体图。
图5的(a)、(b)是图4的(a)的图像传感器的以虚线包围的位置的局部剖视图。
图6是可以与图5的图像传感器组合使用的致动器驱动器的电路图。
图7是表示转变许可信号S4与对应于不同的控制指令值S6(占空比)的控制脉冲S5的一个示例的波形图。
图8是包括图4的图像传感器和图6的致动器驱动器的相机模块的布局图。
图9是包括相机模块的电子设备的立体图。
图10是示出第一变形例的图像传感器的立体图。
图11是第二变形例的致动器驱动器的框图。
具体实施方式
以下，基于优选实施方式，参照附图对本发明进行说明。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，实施方式是例示而非限定发明的内容，并非实施方式中所记载的全部特征及其组合都是发明的本质特征。
另外，附图中记载的各部件的尺寸(厚度、长度、宽度等)存在为了容易理解而适当进行放大缩小的情况。并且，多个部件的尺寸并不一定表示它们的大小关系，在附图上，即使某个部件A绘制得比其他部件B厚，部件A也可能比部件B薄。
在本说明书中，所谓“部件A和部件B连接的状态”，除了部件A和部件B物理性地直接连接的情况以外，还包括部件A和部件B经由不会对电连接状态造成实质性影响的或者不妨碍通过它们的结合所实现的功能或效果的其他部件而间接连接的情况。
同样地，所谓“部件C被设置在部件A和部件B之间的状态”，除了部件A和部件C、或部件B和部件C直接连接的情况以外，还包括经由不会对电连接状态造成实质性影响的或者不妨碍通过它们的结合所实现的功能或效果的其他部件而间接连接的情况。
图1是示出实施方式的相机模块100的框图。相机模块100是被内置在智能手机、平板终端、数码相机或数码摄像机等的电子设备2中的摄像装置。
相机模块100包括图像传感器200、透镜102、致动器104、致动器驱动器300。
图像传感器200具有包含被配置为矩阵状的多个像素201的像素阵列202。在本实施方式中，图像传感器200是CMOS传感器。图像传感器200拍摄的图像数据S1被供给至图像处理用的处理器4。
透镜102被设置在图像传感器200的朝向像素阵列202的入射光3的光路上。透镜102无论是自动对焦用还是手抖校正用都可，但在下文中作为自动对焦用进行说明。
致动器104具有线圈106，根据被施加在线圈106上的驱动信号定位透镜102。在本实施方式中，致动器104是动圈式的音圈电机，线圈106以包围透镜102的方式缠绕。
位置检测线圈204被配置为与致动器104的线圈106磁耦合，换言之线圈106产生的磁场(磁通)5与位置检测线圈204链接。优选地，位置检测线圈204被配置成以不遮挡入射光3的方式包围像素阵列202。
致动器驱动器300向致动器104的线圈106供给脉冲状的驱动信号S2，控制透镜102的位置。线圈106产生对应于驱动信号S2的磁场5。通过该磁场5，在位置检测线圈204产生感应电动势S3。
位置检测电路208根据对应于驱动信号S2在位置检测线圈204产生的感应电动势S3，生成表示透镜102的位置的位置检测信号PFB，反馈至致动器驱动器300。向致动器驱动器300输入指示透镜102的目标位置的位置指令信号PREF(目标码)。由图像处理用的处理器4生成位置指令信号PREF。位置指令信号PREF的生成方法没有特别的限定，例如可以是，根据来自被埋设在图像传感器200的摄像面中的(或者被设置在外部的)AF传感器的输出，生成位置指令信号PREF(相位差AF)，也可以是，以图像传感器200拍摄的图像的对比度升高的方式，生成位置指令信号PREF(对比度AF)。
致动器驱动器300改变驱动信号S2的占空比、频率、导通时间、断开时间的至少一者，以使所反馈的位置检测信号PFB与位置指令信号PREF一致。驱动信号S2的调制方式并不受限定，可以采用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制、PFM(Pulse FrequencyModulation：脉冲频率调制)控制、PDM(Pulse Density Modulation：脉冲密度调制)或ΔΣ调制等。在下文中，以驱动信号S2的频率(周期)是一定的，占空比(导通时间)变化的PWM控制为例进行说明。
以上为相机模块100的基本结构。接着说明其动作。图2是说明图1的相机模块100的位置检测的原理的波形图。在本说明书中参照的波形图或时序图的纵轴及横轴为了容易理解而适当进行了放大、缩小，另外，为了容易理解而也将所示的各波形简化、夸张或强调。
图2中示出脉冲状的驱动信号S2和感应电动势S3。线圈106接近位置检测线圈204时，它们的耦合系数增大，因此感应电动势S3的强度(振幅)VAMP增大，线圈106远离位置检测线圈204时，它们的耦合系数减小，因此感应电动势S3的强度(振幅)VAMP降低。因此，感应电动势S3对应于线圈106和位置检测线圈204的距离而变化。位置检测线圈204被固定，因此感应电动势S3的振幅VAMP与线圈106、进而与透镜102的位置具有相关。
图3是示出透镜的位置和感应电动势的关系的图。在图3中，(i)表示使透镜移位时的测量结果，(ii)表示固定透镜时的测量结果。特性(i)和(ii)的差分是取决于透镜位置的项。通过实测或模拟预先测定图3的关系，可以由感应电动势S3生成位置检测信号PFB。
以上为相机模块100的动作。根据该相机模块100，不使用霍尔元件就可以检测透镜的位置，可以实现低成本化及/或小型化。另外，与霍尔元件相比，感应电动势不易受到温度变动或个体偏差的影响，因此可以进行高精度的位置检测。
另外，将被脉冲驱动的线圈106作为磁场产生单元来使用，因此不需要在可动件侧追加的磁场产生单元(例如永磁铁、或磁场产生用的线圈和其驱动器)，因此可以简化可动件的结构。可动件的简化也有助于相机模块100的小型化、低成本化。
返回图1。相机模块100可以具有以下特征。
在静止画面的拍摄期间(曝光)中，脉冲驱动致动器104时，有时被供给至致动器104的线圈106的驱动信号S2的交流成分作为辐射噪声入射到图像传感器200，导致画质的劣化。
因此，图像传感器200被构成为与内部的动作、处理同步，可以将表示驱动信号S2的转变(边缘的产生)的允许、禁止的转变许可信号S4供给至致动器驱动器300。在主要为图像传感器200内部的像素读取的时序中，利用转变许可信号S4将即便辐射噪声入射也不会产生画质的劣化的期间通知致动器驱动器300。致动器驱动器300通过使转变许可信号S4反映在驱动信号S2中，PWM驱动线圈106的同时，可以抑制画质的劣化。此外，并不限定于此，在本实施方式中，可以将转变许可信号S4的高电平分配为允许，将低电平分配为禁止。
本发明可作为图1的框图进行理解，或者，及于由上述的说明导出的各种装置、电路、方法，并不限定于特定的结构。下面，不在于缩小本发明的范围，而是为了辅助发明的本质或电路动作的理解，并使其明确，说明更具体的构成例或变形例。
图4的(a)、(b)是可以使用在图1的相机模块100中的图像传感器200A的俯视图和立体图。在该结构例中，位置检测线圈204被内置在图像传感器200中。
在将位置检测线圈204作为图像传感器200的外设部件的情况下，由于像素阵列202的拍摄面和位置检测线圈204的位置关系可变化，因此在制造阶段，要求高精度的对位，并且需要校准。通过将位置检测线圈204内置于图像传感器200，拍摄面和位置检测线圈204的位置关系被固定，因此可以进行高精度的位置检测，并且可以减少制造工序的作业。这可能是与减少部件数量同等或其以上的优势。
该优点尤其对于拍摄面和透镜102的距离为控制对象的自动对焦用的透镜显著。这是因为，根据感应电动势所测量的是位置检测线圈204和线圈106的距离，但是由于位置检测线圈204和拍摄面的相对位置被固定，故可以正确地测量拍摄面和线圈106的距离。
图像传感器200包括第一芯片(裸片)220和第二芯片222，具有它们层叠的结构。第一芯片220和第二芯片222的电连接方法没有特别的限定，可使用三维LSI(Large ScaleIntegrated circuit：大规模集成电路)的结构。也可以连接被形成在第一芯片220的底面的电极和被形成在第二芯片222的上表面的电极彼此。或者，也可以是，在第一芯片220、第二芯片222各自的周部形成多个焊盘，用接合线连接对应的焊盘彼此。另外，图像传感器200的封装的种类也不受限定，可以是CSP(Chip Size Package：芯片尺寸封装)、DIP(DualInline Package：双列直插式封装)、CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier：带引脚的陶瓷芯片载体)。
在第一芯片220上，主要形成有像素阵列202。位置检测线圈204被集成在第一芯片220上，形成在围着形成有像素阵列202的摄像区域的区域中。对于位置检测线圈204的形成，可以使用MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit：单片微波集成电路)的工艺，具体而言可以利用被称为微带线或带状线的电感器元件。
位置检测线圈204的匝数根据位置检测线圈204所被要求的电感值确定即可。另外，在所要求的电感值较大的情况下，通过将位置检测线圈204设定为多层结构，可以增加匝数。
在现有的图像传感器中，在像素阵列202周围存在有剩余空间。在一般的MMIC中使用的电感器元件追求降低直流电阻，但在位置检测线圈204中直流电阻不存在这样的问题，因此能够使位置检测线圈204的宽度变窄。因此，通过利用原本存在的剩余空间，即便不增大芯片尺寸，形成适当的电感元件也是十分现实的。即，将位置检测线圈204集成在第一芯片220上导致的成本上升可以说实质上为零。
第二芯片222上集成有读取控制电路206。读取控制电路206控制像素阵列202的多个像素201，读取来自多个像素201的像素值。读取控制电路206可以包括：包括感测放大器或A/D转换器的读取部，以及控制作为读取对象的列或行的逻辑电路或存储器。关于读取控制电路206的构成及控制时序，使用公知技术即可，因而在此省略详细的说明。
上述的转变许可信号S4可以由读取控制电路206生成。即，读取控制电路206进行的控制时序中，存在即便辐射噪声入射也不发生画质的劣化的期间。具体而言，可以说放大像素值并采样保持的感测期间容易受到辐射噪声的影响，其以外的期间不易受到影响。
例如可以是，读取控制电路206通过相关双采样读取像素值。在相关双采样中，重复以下的四个期间。
·复位期间TRESET
·P相(Pre-charge相)期间TP
·曝光(受光)期间TEXP
·D相(Data相)期间TD
在复位期间TRESET中，像素201所累积的电荷被复位。在接着的P相期间TP中，读取与复位后的电荷量对应的信号VRESET。在接着的曝光期间TEXP中，在各像素中累积与入射光量对应的电荷。在接着的D相期间TD中，读取与累积的电荷量对应的信号VSIG。通过这样的方式所得的两个信号VRESET、VSIG的差分为各像素的像素值。
读取控制电路206在P相期间TP和D相期间TD的期间，将转变许可信号S4设为低电平禁止驱动信号S2的转变，其以外的期间将转变许可信号S4设为高电平，允许驱动信号S2的转变。
在第二芯片222上，除读取控制电路206之外，还集成位置检测电路208。位置检测电路208例如包括放大器210和A/D转换器212。放大器210放大位置检测线圈204中产生的微弱的感应电动势S3。A/D转换器212将被放大后的信号转换为数字的位置检测信号PFB。
此外，也可以是，省略A/D转换器212，将被放大的模拟信号作为位置检测信号PFB输出，在致动器驱动器300中转换为数字的位置检测信号PFB。
感应电动势S3的振幅VAMP非常小，因而容易受到噪声的影响，但是通过将位置检测电路208的至少放大部内置于图像传感器200A，可以缩短微弱信号的迂回距离，可以减小噪声的影响。如图4的(b)所示，通过转换为数字信号后发送给致动器驱动器300，能够进一步减小噪声的影响。
图5的(a)、(b)是图4的(a)的图像传感器200A的以虚线205围住的位置的局部剖视图。图5的(a)表示背面照射型的图像传感器。在像素阵列202的表面，形成有微透镜阵列230。在像素201的下侧，设置有多个布线层232，利用其中的至少一个布线层，形成位置检测线圈204。
图5的(b)是表面照射型的图像传感器，在像素阵列202的上侧设置有多个布线层232，利用其中的至少一个布线层，形成位置检测线圈204。
图6是可以与图5的图像传感器200A组合使用的致动器驱动器300A的电路图。致动器驱动器300A是被集成在一个半导体基板上的功能IC。此处的“集成”包括在半导体基板上形成电路的所有构成要素的情况以及一体集成电路的主要构成要素的情况，也可以是为了调节电路常数而将一部分电阻或电容器等设置在半导体基板的外部。通过将电路集成在一个芯片上，可以削减电路面积，并且可以均匀地保持电路元件的特性。
接口电路302从处理器接收表示透镜102的目标位置的位置指令信号PREF。另外，接口电路303接收位置检测电路208生成的位置检测信号PFB。接口电路302或303可以使用I2C(Inter IC：集成电路)接口或UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)接口等，但并不限定于此。
控制器304生成以位置检测信号PFB接近位置指令信号PREF的方式被调节了占空比的控制脉冲S5。例如控制器304包括PID控制器310和脉冲转换电路312。
PID控制器310检测位置指令信号PREF和位置检测信号PFB的误差ΔP，通过对误差ΔP实施PID(比例、积分、微分)运算而生成控制指令值S6。此外，也可以代替PID控制而使用PI控制或P控制，或者非线性控制。控制指令值S6是占空比指令值。
脉冲转换电路312将PID控制器310生成的控制指令值S6转换为控制脉冲S5。例如可以是，在控制脉冲S5的一周期中，控制指令值S6所示的导通时间的区间，脉冲转换电路312生成高电平的控制脉冲S5，在剩余的期间，脉冲转换电路312生成低电平的控制脉冲S5。例如脉冲转换电路312可以由数字计数器构成。
为了抑制画质劣化，控制器304可以接收转变许可信号S4。控制器304仅在转变许可信号S4为高电平(转变许可)的期间，使控制脉冲S5转变。
图7是示出对应于与转变许可信号S4不同的控制指令值S6(占空比)的控制脉冲S5的一个示例的波形图。T0表示读取控制电路206的读取处理的一周期，TRESET、TP、TEXP、TD对应于上述的复位期间、P相期间、曝光期间、D相期间。
控制器304在转变许可信号S4为高电平的期间，调度控制脉冲S5的上升沿和下降沿，同时使控制脉冲S5的高电平的长度(导通时间)接近控制指令值S6所示的值。
在图7中，在读取控制电路206的读取处理的一周期T0中包含两个PWM周期TPWM。PWM周期TPWM是控制指令值S6被更新的周期。
也可以使读取处理的一周期T0与PWM周期TPWM’相等。此时，可以理解为在一个PWM周期TPWM’的区间，控制脉冲S5包含多个子脉冲。读取控制电路206可以根据控制指令值S6改变多个子脉冲的导通时间(高电平)的总和时间TON。
根据控制指令值S6和转变许可信号S4生成控制脉冲S5的方法、算法没有特别的限定。最简单地，设定TP＝TD、TRESET＝TEXP，将TRESET/(TRESET+TP)×100(％)作为占空比的阈值DRTH。在图7的例子中，该阈值DRTH为40％。而且，控制指令值S6表示的占空比指令值小于DRTH时，将控制脉冲S5的导通时间TON配置在转变许可信号S4的高电平区间，控制指令值S6表示的占空比指令值大于DRTH时，将控制脉冲S5的导通时间TON配置在转变许可信号S4的低电平区间即可。
在TRESET/(TRESET+TP)≠TEXP/(TEXP+TD)的情况下，在前半PWM周期和后半PWM周期，设定不同的占空比的阈值DRTH即可。
PWM周期TPWM’可以长于读取处理的一周期T0。此时，可以是，在复位期间TRESET产生一个控制脉冲S5的上升沿，在曝光期间TEXP产生下降沿。
驱动器部306将与通过这样的方式所生成的控制脉冲S5对应的脉冲状的驱动信号S2施加给致动器104的线圈106。
图6的致动器驱动器300A与图4的图像传感器200A一起能够正确地控制透镜102的位置。另外，可以防止由于伴随PWM驱动的辐射噪声而画质劣化的情况。
图8是包括图4的图像传感器200A和图6的致动器驱动器300A的相机模块100的布局图。
透镜筒116在其内部容纳透镜102。在透镜筒116中设置有致动器104的线圈106。透镜筒116被壳体118所覆盖，在其内部设置有与线圈106一起形成致动器104的永磁铁(未图示)。
图像传感器200A、致动器驱动器300A与EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory：可擦可编程只读存储器)112一起安装在柔性基板110上。在柔性基板110的端部设置连接器114，与电子设备2的印刷基板(未图示)连接。EEPROM112中非易失性地存储有校准信息、致动器驱动器300A、图像传感器200A的控制参数等。
图9是包括相机模块100的电子设备2的立体图。电子设备2例示出智能手机、平板PC、数码相机等，但并不限定于此。图9的电子设备2是智能手机，除相机模块100之外，还包括电池500、电源电路502、印刷基板504、应用处理器506、缆线508等。此外，电子设备2上搭载有液晶面板或音频用IC等，但将其省略。
在印刷基板504上，安装有电源电路502或应用处理器506。应用处理器506是综合控制电子设备2的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)，对应于上述的像素处理用的处理器4。相机模块100的连接器114经由缆线508与印刷基板504连接。
通过使用实施方式的相机模块100，可以实现高精度的自动对焦。另外，由于相机模块100可以低成本化、小型化，故有助于电子设备2的低成本化、小型化。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明。本领域技术人员应当理解：该实施方式是例示，在所述各构成要素或各处理过程的组合中可能会存在各种变形例，这些变形例也属于本发明的范围。以下，对这些变形例进行说明。
(第一变形例)
图10是示出第一变形例的图像传感器200B的立体图。在该变形例中，图像传感器200B内置有致动器驱动器300B。具体而言，致动器驱动器300B被集成在图像传感器200B的第二芯片222上。
在图4的图像传感器200A和图6的致动器驱动器300A的组合中，需要将转变许可信号S4或位置检测信号PFB迂回至IC的外部。与此不同，根据图10的图像传感器200B，不需要这些信号的迂回。另外，也不需要图6中的接口电路303。
(第二变形例)
图4的图像传感器200A的用途不限定于图1的相机模块100。例如图像传感器200A还可以与线性驱动线圈106的致动器驱动器300B一起使用。图11是第二变形例的致动器驱动器300B的框图。控制器304包括AC信号重叠电路314。AC信号重叠电路314在控制指令值S6上重叠交流信号。交流信号可以是脉冲信号(矩形信号)，也可以是正弦波、伪正弦波、三角波、梯形波、锯齿波等。优选交流信号不对透镜的位置控制施加影响，为此，优选比用于线性驱动的信号成分小。
在驱动器306B中输入重叠了交流信号的控制指令值S7。驱动器306B将数字的控制指令值S7转换为模拟的驱动信号S2，供给至线圈106。线圈106产生被重叠的交流信号引起的磁场。通过该磁场，在图像传感器200A的位置检测线圈204产生感应电动势。AC信号重叠电路314可以根据转变许可信号S4，控制脉冲状的交流信号的边缘的时刻。
在图11的变形例中，也可以是，在将控制指令值S6转换为模拟信号后，重叠模拟的交流信号。
此外，在静止画面的拍摄中(读取时序中)还存在不允许透镜的位置控制的控制(自动对焦锁定)。在线性驱动致动器的情况下，由于在拍摄中不需要透镜的位置信息，因此不需要重叠交流信号，不会产生辐射噪声导致的画质的劣化。因此转变许可信号S4为选择项。
(第三变形例)
也可以是，在使用图像传感器200A的另一相机模块100中，在致动器104的可动部，区别于线圈106地设置磁场产生用线圈，向该磁场产生用线圈施加交流信号。
(第四变形例)
在图1的相机模块100中，可以将任意的构成要素与任意的构成要素集成化或模块化。或者相反地，也可以将作为一个构成要素而示出的块分割为物理上分开的多个块。
(第五变形例)
在实施方式中，说明了位置检测线圈204被配置为围着像素阵列202的情况，但并不限定于此，位置检测线圈204也可以小于像素阵列202。
(第六变形例)
在实施方式中，作为摄像装置，说明了相机模块100，但并不是必须被模块化。或者，也可以将相机模块100作为带透镜的图像传感器构成。
附图标记说明
2…电子设备、3…入射光、4…处理器、5…磁场、100…相机模块、102…透镜、104…致动器、106…线圈、110…柔性基板、112…EEPROM、114…连接器、116…透镜筒、118…壳体、200…图像传感器、201…像素、202…像素阵列、204…位置检测线圈、206…读取控制电路、208…位置检测电路、210…放大器、212…A/D转换器、220…第一芯片、222…第二芯片、300…致动器驱动器、302…接口电路、304…控制器304、306…驱动器部、310…PID控制器、312…脉冲转换电路、500…电池、502…电源电路、504…印刷基板、506…应用处理器、508…缆线。
工业上的可利用性
本发明涉及摄像装置。

Claims (13)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：
像素阵列，包括呈平面状地被配置在摄像区域的多个像素；以及
位置检测线圈，被设置在围着所述摄像区域的区域中。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
在朝向所述图像传感器的入射光的光路上设置有透镜，
在所述位置检测线圈产生感应电动势，所述感应电动势对应于定位所述透镜的致动器的线圈产生的磁场。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，
所述透镜为自动对焦用的透镜。
4.根据权利要求2或3所述的图像传感器，其特征在于，
还包括读取控制电路，其控制所述多个像素，从所述多个像素读取像素值，
所述致动器被脉冲驱动，
所述读取控制电路生成表示被供给至所述致动器的线圈的脉冲状的驱动信号的转变的允许、禁止的转变许可信号。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，
还包括致动器驱动器，脉冲驱动所述致动器，使得表示所述透镜的位置的位置检测信号与表示所述透镜的目标位置的位置指令信号一致，
所述致动器驱动器在所述转变许可信号表示所述允许的期间，使向所述致动器供给的脉冲状的驱动信号转变。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的图像传感器，其特征在于，
还包括位置检测电路，根据所述位置检测线圈中产生的感应电动势，生成表示所述透镜的位置的位置检测信号。
7.根据权利要求4或5所述的图像传感器，其特征在于，
所述像素阵列和所述位置检测线圈被集成在第一芯片上，
所述读取控制电路被集成在上表面搭载有所述第一芯片的第二芯片上。
8.一种相机模块，其特征在于，包括：
图像传感器，具有包含多个像素的像素阵列；
透镜，被设置在朝向所述图像传感器的入射光的光路上；
致动器，具有线圈，根据被施加于所述线圈的驱动信号定位所述透镜；
位置检测线圈，被配置为与所述致动器的所述线圈磁耦合；
致动器驱动器，向所述致动器的线圈供给脉冲状的所述驱动信号；以及
位置检测电路，根据对应于所述驱动信号而在所述位置检测线圈产生的感应电动势，生成表示所述透镜的位置的位置检测信号，反馈至所述致动器驱动器。
9.根据权利要求8所述的相机模块，其特征在于，
所述位置检测线圈被内置在所述图像传感器中。
10.根据权利要求8或9所述的相机模块，其特征在于，
所述图像传感器与内部的动作同步地将表示所述驱动信号的转变的允许、禁止的转变许可信号供给至所述致动器驱动器。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求8至10中任一项所述的相机模块。
12.一种致动器驱动器，是驱动定位透镜的致动器的致动器驱动器，所述透镜被设置在朝向图像传感器的入射光的光路上，所述致动器驱动器的特征在于，包括：
接口电路，接收表示所述透镜的目标位置的位置指令信号；
控制器，生成占空比、频率、导通时间、断开时间的至少一个变化的控制脉冲，以使得位置检测信号与所述位置指令信号一致，所述位置检测信号是从被配置为与所述致动器的线圈磁耦合的位置检测线圈的感应电动势得到的；以及
驱动器部，根据所述控制脉冲驱动所述致动器。
13.根据权利要求12所述的致动器驱动器，其特征在于，
所述控制器从所述图像传感器接收表示所述控制脉冲的转变的允许、禁止的转变许可信号，在所述控制脉冲中反映所述转变许可信号。
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