CN113219781A - 位置检测装置及相机模块 - Google Patents

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CN113219781A CN202010640610.3A CN202010640610A CN113219781A CN 113219781 A CN113219781 A CN 113219781A CN 202010640610 A CN202010640610 A CN 202010640610A CN 113219781 A CN113219781 A CN 113219781A
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柳济贤
林俊亨
千知汎
金知焕
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Abstract

本发明提供一种位置检测装置及相机模块，所述位置检测装置包括：第一霍尔器件和第二霍尔器件；减法器，从由所述第一霍尔器件产生的第一霍尔电压减去由所述第二霍尔器件产生的第二霍尔电压，以产生减法电压；加法器，将所述第一霍尔电压与所述第二霍尔电压相加，以产生加法电压；以及除法器，根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述减法电压的放电时间来计算所述加法电压与所述减法电压的比。

Description

位置检测装置及相机模块
本申请要求于2020年1月20日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0007300号韩国专利申请的优先权的权益，该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
以下描述涉及一种光圈模块的位置检测装置。
背景技术
通常，诸如移动电话、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已经被设计为发送文本数据或语音数据并且还发送图像数据。因此，相机模块已经被安装在便携式通信终端中以允许图像数据的传输并提供视频聊天功能。
相机模块可包括用于调节入射到镜筒的光的量的光圈模块。光圈模块可通过线圈和磁体之间的电磁相互作用将光圈移动到目标点。光圈模块可通过使用霍尔器件感测磁体的位置来检测光圈的当前位置。
然而，霍尔器件的霍尔电压可根据温度的改变而改变。因此，可能有必要补偿由温度的改变引起的霍尔电压的改变，以检测磁体或光圈的准确位置。
发明内容
提供本发明内容以按照简化的形式介绍所选择的构思，并在以下具体实施方式中进一步描述这些构思。本发明内容既不意在明确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。
光圈模块的位置检测装置可补偿由于温度的改变引起的霍尔电压的改变。
在一个总体方面，一种位置检测装置包括：第一霍尔器件和第二霍尔器件；减法器，从由所述第一霍尔器件产生的第一霍尔电压减去由所述第二霍尔器件产生的第二霍尔电压，以产生减法电压；加法器，将所述第一霍尔电压与所述第二霍尔电压相加，以产生加法电压；以及除法器，根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述减法电压的放电时间来计算所述加法电压与所述减法电压的比。
所述除法器可包括双斜率积分模-数转换器(ADC)。
所述除法器可根据所述充电时间与所述放电时间的比来计算所述加法电压与所述减法电压的所述比。
在所述电容器具有第一电压电平且根据所述加法电压被充电的情况下，所述除法器可通过测量所述电容器的电压达到第二电压电平所花费的时间来计算所述充电时间。
在所述电容器具有所述第二电压电平且根据所述减法电压被放电的情况下，所述除法器可通过测量所述电容器的电压达到所述第一电压电平所花费的时间来计算所述放电时间。
所述电容器的使用所述加法电压的所述充电时间可与所述电容器的使用所述减法电压的所述放电时间不同。
所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的根据温度的电压的改变可根据所述加法电压与所述减法电压的比来去除。
所述位置检测装置可包括：第一差分放大器，将所述第一霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产生所述第一霍尔电压；以及第二差分放大器，将所述第二霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产生所述第二霍尔电压。
在另一总体方面，一种位置检测装置包括：第一霍尔器件和第二霍尔器件；加法器，将由所述第一霍尔器件产生的第一霍尔电压与由所述第二霍尔器件产生的第二霍尔电压相加，以产生加法电压；补偿电压产生器，产生具有与所述加法电压的温度特性相同的温度特性的补偿电压；以及除法器，根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述补偿电压的放电时间来计算所述加法电压与所述补偿电压的比。
所述除法器可根据所述充电时间与所述放电时间的比来计算所述加法电压与所述补偿电压的所述比。
在所述电容器具有第一电压电平且根据所述加法电压被充电的情况下，所述除法器可通过测量所述电容器的电压达到第二电压电平所花费的时间来计算所述充电时间。
在所述电容器具有所述第二电压电平且根据所述补偿电压被放电的情况下，所述除法器可通过测量所述电容器的电压达到所述第一电压电平所花费的时间来计算所述放电时间。
所述电容器的使用所述加法电压的所述充电时间可与所述电容器的使用所述补偿电压的所述放电时间不同。
所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的根据温度的电压的改变可根据所述加法电压与所述补偿电压的所述比而被去除。
所述位置检测装置可包括：第一差分放大器，将所述第一霍尔器件的两个输出电压差分放大以产生所述第一霍尔电压；以及第二差分放大器，将所述第二霍尔器件的两个输出电压差分放大以产所述第二霍尔电压。
在另一总体方面，一种相机模块包括镜筒和光圈模块，所述光圈模块调节入射到所述镜筒的光的量。所述光圈模块包括：线圈；磁体，沿着垂直于光轴的第一方向与所述线圈相对；第一霍尔器件，产生第一霍尔电压；第二霍尔器件，被配置为产生第二霍尔电压；以及位置检测装置，通过基于所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的和与所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压之间的差的比感测所述磁体的位置来检测所述光圈模块的光圈的当前位置，其中，所述位置检测装置包括除法器，所述除法器被配置为根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述减法电压的放电时间来计算所述加法电压与所述减法电压的比。
所述第一霍尔器件可沿着第二方向设置在所述线圈的第一侧上，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述光轴，并且所述第二霍尔器件可沿着所述第二方向设置在所述线圈的第二侧上。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据示例的相机模块的透视图。
图2是示出根据示例的相机模块的分解透视图。
图3是示出根据示例的相机模块所采用的光圈模块的框图。
图4是示出根据示例的位置检测装置的框图。
图5是示出根据示例的位置检测装置的框图。
在所有的附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、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在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物对于本领域普通技术人员将是显而易见的。在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须按照特定顺序发生的操作之外，可做出对于本领域普通技术人员将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对于本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述。
在此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在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，使得本公开将是彻底的和完整的，且将把本公开的全部范围传达给本领域普通技术人员。
在此，注意的是，关于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)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而全部示例和实施例不限于此。
在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“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，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。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、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，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”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。这样的空间相对术语意在除了包含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在“上方”或“上面”的元件于是将相对于所述另一元件在“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式(例如，旋转90度或者处于其他方位)定位，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”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，附图中所示出的形状可能发生变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。
在此描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容之后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其他构造是可行的。
图1是示出根据示例的相机模块的透视图。图2是示出根据示例的相机模块的分解透视图。
参照图1和图2，相机模块100可包括镜筒210、用于移动镜筒210的致动器、外壳110和用于容纳镜筒210和致动器的壳体120、将通过镜筒210入射的光转换为电信号的图像传感器模块700以及调节入射到镜筒210的光的量的光圈模块800。
镜筒210可具有圆柱形中空形状，从而可将用于将物体成像的多个透镜容纳在镜筒210中，并且可沿着光轴(图1和图2中的Z轴)在镜筒210上安装多个透镜。在各种示例中可设置期望数量的透镜，并且透镜可具有相同的折射率和相同的光学性质，或者可具有不同的折射率和不同的光学性质。
致动器可移动镜筒210。作为示例，致动器可通过在光轴(Z轴)的方向上移动镜筒210来调节焦点，并且当通过在垂直于光轴(Z轴)的方向(X轴或Y轴)上移动镜筒210来对物体成像时，致动器可执行图像抖动校正功能。致动器可包括用于调节焦点的调焦单元400和用于校正图像抖动的抖动校正单元500。
图像传感器模块700可将通过镜筒210入射的光转换成电信号。作为示例，图像传感器模块700可包括图像传感器710和连接到图像传感器710的印刷电路板720，并且还可包括红外滤光器。红外滤光器可阻挡通过镜筒210入射的光中的红外光。图像传感器710可将通过镜筒210入射的光转换成电信号。作为示例，图像传感器710可包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。由图像传感器710转换的电信号可通过便携式电子装置的显示单元输出为图像。图像传感器710可固定到印刷电路板720，并且可通过引线接合电连接到印刷电路板720。
镜筒210和致动器可容纳在壳体120中。作为示例，壳体120的上部和下部可被构造为敞开的，并且镜筒210和致动器可被容纳在壳体120中。图像传感器模块700可设置在壳体120下方。
外壳110可结合到壳体120以包围壳体120的外表面，并且可保护相机模块100的内部组件。外壳110还可屏蔽电磁波。外壳110可利用金属材料形成并且可通过设置在印刷电路板720中的接地焊盘接地，并且可屏蔽电磁波。
在示例中，致动器可移动镜筒210以聚焦在物体上。作为示例，致动器可包括用于在光轴(Z轴)的方向上移动镜筒210的调焦单元400。
调焦单元400可包括磁体410和线圈420，磁体410用于产生驱动力以使镜筒210、容纳有镜筒210的承载件300在光轴(Z轴)的方向上移动。
磁体410可安装在承载件300上。作为示例，磁体410可安装在承载件300的第一表面上。线圈420可安装在壳体120上并且可与磁体410相对。作为示例，线圈420可设置在基板600的第一表面上，并且基板600可安装在壳体120上。
磁体410可安装在承载件300上并且可与承载件300一起在光轴(Z轴)的方向上移动，并且线圈420可固定到壳体120。在各种示例中，磁体410和线圈420的位置可彼此交换。
当驱动信号施加到线圈420时，承载件300可由于磁体410和线圈420之间的电磁相互作用而在光轴(Z轴)的方向上移动。
镜筒210可容纳在承载件300中，并且镜筒210还可随着承载件300移动而在光轴(Z轴)的方向上移动。框架310和透镜保持件320也可容纳在承载件300中，并且框架310、透镜保持件320和镜筒210可随着承载件300移动而一起在光轴(Z轴)的方向上移动。
当承载件300移动时，滚动构件B1可设置在承载件300与壳体120之间，以减少承载件300与壳体120之间的摩擦。滚动构件B1可具有单个球或多个球的形式。滚动构件B1可设置在磁体410的两侧上。
轭440可设置在壳体120中。作为示例，轭440可安装在基板600上并且可设置在壳体120中。轭440可布置在基板600的另一表面上。因此，轭440可与磁体410相对且线圈420介于轭440与磁体410之间。吸引力可在垂直于光轴(Z轴)的方向上在轭440和磁体410之间起作用。通过轭440和磁体410之间的吸引力，滚动构件B1可与承载件300和壳体120保持接触的状态。此外，轭440可使磁体410的磁力集中并且可防止漏磁通。作为示例，轭440和磁体410可形成磁路。
在示例中，在调节焦点的过程中，可使用感测镜筒210的位置并提供反馈的闭环控制方法。因此，调焦单元可包括用于闭环控制的位置检测装置。作为示例，位置检测装置可包括AF霍尔器件430。从AF霍尔器件430检测到的通量值可根据与AF霍尔器件430相对的磁体410的移动而改变。位置检测装置可根据由磁体410的在光轴(Z轴)的方向上的移动引起的AF霍尔器件430的通量值的改变来检测镜筒210的位置。
抖动校正单元500可用于校正当捕获图像或视频时由诸如用户的手的抖动的因素引起的图像的模糊或视频的抖动。例如，当在捕获图像的同时，图像由于用户的手的抖动而抖动时，抖动校正单元500可将与抖动对应的相对位移提供给镜筒210以校正抖动。作为示例，抖动校正单元500可通过在垂直于光轴(Z轴)的方向上移动镜筒210来校正抖动。
抖动校正单元500可包括多个磁体510a和520a以及多个线圈510b和520b，多个磁体510a和520a产生用于使引导的构件在垂直于光轴(Z轴)的方向上移动的驱动力。框架310和透镜保持件320可插入承载件300中并且可设置在光轴(Z轴)方向上，并且可引导镜筒210的移动。框架310和透镜保持件320可包括镜筒210插入其中的空间。镜筒210可插入并固定到透镜保持件320。
框架310和透镜保持件320可通过由多个磁体510a和520a与多个线圈510b和520b之间的磁相互作用产生的驱动力而相对于承载件300在垂直于光轴(Z轴)的方向上移动。在多个磁体510a和520a以及多个线圈510b和520b中，第一磁体510a可设置在透镜保持件320的第二表面上，并且第一线圈510b可设置在基板600的第二表面上，使得第一磁体510a和第一线圈510b可产生在垂直于光轴(Z轴)的第一轴(Y轴)的方向上的驱动力。此外，第二磁体520a可设置在透镜保持件320的第三表面上并且第二线圈520b可设置在基板600的第三表面上，并且第二磁体520a和第二线圈520b可产生在垂直于第一轴(Y轴)的第二轴(X轴)的方向上的驱动力。第二轴(X轴)可指垂直于光轴(Z轴)和第一轴(Y轴)两者的轴。多个线圈510b和520b可被构造为在垂直于光轴(Z轴)的平坦表面上彼此正交。
多个磁体510a和520a可安装在透镜保持件320上，与多个磁体510a和520a相对的多个线圈510b和520b可设置在基板600上并可安装在壳体120上。
多个磁体510a和520a可与透镜保持件320一起在垂直于光轴(Z轴)的方向上移动，并且多个线圈510b和520b可固定到壳体120。在各种示例中，多个磁体510a和520a以及多个线圈510b和520b的位置可相对于彼此交换。
在示例中，在抖动校正的过程中，可使用感测镜筒210的位置并提供反馈的闭环控制方法。因此，抖动校正单元500可包括用于闭环控制的位置检测装置。位置检测装置可包括OIS霍尔器件510c和520c。OIS霍尔器件510c和520c可设置在基板600上，并且可安装在壳体120上。OIS霍尔器件510c和520c可在垂直于光轴(Z轴)的方向上与多个磁体510a和520a相对。作为示例，第一OIS霍尔器件510c可设置在基板600的第二表面上，并且第二OIS霍尔器件520c可设置在基板600的第三表面上。
OIS霍尔器件510c和520c的通量值可根据与OIS霍尔器件510c和520c相对的磁体510a和520a的移动而改变。位置检测装置可根据由磁体510a和520a的在垂直于光轴的两个方向(X轴方向和Y轴方向)上的移动引起的OIS霍尔器件510c和520c的通量值的改变来检测镜筒210的位置。
相机模块100可包括支撑抖动校正单元500的多个球构件。多个球构件可被构造为引导框架310、透镜保持件320和镜筒210的移动，并且还保持承载件300、框架310和透镜保持件320之间的间隙。
多个球构件可包括第一球构件B2和第二球构件B3。第一球构件B2可引导框架310、透镜保持件320和镜筒210的在第一轴(Y轴)的方向上的移动，并且第二球构件B3可引导透镜保持件320和镜筒210的在第二轴(X轴)的方向上的移动。
作为示例，当出现作用在第一轴(Y轴)的方向上的驱动力时，第一球构件B2可在第一轴(Y轴)的方向上滚动。因此，第一球构件B2可引导框架310、透镜保持件320和镜筒210的在第一轴(Y轴)的方向上的移动。此外，当出现作用在第二轴(X轴)的方向上的驱动力时，第二球构件B3可在第二轴(X轴)的方向上滚动。因此，第二球构件B3可引导透镜保持件320和镜筒210的在第二轴(X轴)的方向上的移动。
第一球构件B2可包括设置在承载件300与框架310之间的多个球构件，第二球构件B3可包括设置在框架310与透镜保持件320之间的多个球构件。
用于容纳第一球构件B2的第一引导槽部301可设置在承载件300和框架310的在光轴(Z轴)的方向上相对的表面中的每个表面上。第一引导槽部301可包括与第一球构件B2中的多个球构件对应的多个引导槽。第一球构件B2可容纳在第一引导槽部301中，并且可介于承载件300与框架310之间。当第一球构件B2容纳在第一引导槽部301中时，可防止第一球构件B2的在光轴(Z轴)和第二轴(X轴)的方向上的移动，并且可仅在第一轴(Y轴)的方向上移动。作为示例，第一球构件B2可仅在第一轴(Y轴)的方向上滚动。为此，第一引导槽部301的多个引导槽中的每个的平坦表面可具有长度在第一轴(Y轴)的方向上的矩形形状。
用于容纳第二球构件B3的第二引导槽部311可形成在框架310和透镜保持件320的在光轴(Z轴)的方向上彼此相对的表面中的每个表面上。第二引导槽部311可包括与第二球构件B3中的多个球构件对应的多个引导槽。
第二球构件B3可容纳在第二引导槽部311中，并且可介于框架310与透镜保持件320之间。当第二球构件B3容纳在第二引导槽部311中时，可防止第二球构件B3的在光轴(Z轴)和第一轴(Y轴)的方向上的移动，并且可仅在第二轴(X轴)的方向上移动。作为示例，第二球构件B3可仅在第二轴(X轴)的方向上滚动。为此，第二引导槽部311中的多个引导槽中的每个的平坦表面可具有长度在第二轴(X轴)的方向上的矩形形状。
可设置用于支撑透镜保持件320的在承载件300与透镜保持件320之间的移动的第三球构件B4。第三球构件B4可引导透镜保持件320的在第一轴(Y轴)和第二轴(X轴)的方向上的移动。
作为示例，当出现在第一轴(Y轴)的方向上的驱动力时，第三球构件B4可在第一轴(Y轴)的方向上滚动。因此，第三球构件B4可引导透镜保持件320的在第一轴(Y轴)的方向上的移动。
此外，当出现在第二轴(X轴)的方向上的驱动力时，第三球构件B4可在第二轴(X轴)的方向上滚动。因此，第三球构件B4可引导透镜保持件320的在第二轴(X轴)的方向上的移动。第二球构件B3和第三球构件B4可与透镜保持件320接触并且可支撑透镜保持件320。
用于容纳第三球构件B4的第三引导槽部302可形成在承载件300和透镜保持件320的在光轴(Z轴)的方向上彼此相对的表面中的每个表面上。第三球构件B4可容纳在第三引导槽部302中，并且可介于承载件300与透镜保持件320之间。当第三球构件B4容纳在第三引导槽部302中时，可防止第三球构件B4的在光轴(Z轴)的方向上的移动，并且可仅在第一轴(Y轴)和第二轴(X轴)的方向上滚动。为此，第三引导槽部302的平坦表面可具有圆形形状。因此，第一引导槽部301、第二引导槽部311和第三引导槽部302的平坦表面可具有不同的形状。
第一球构件B2可在第一轴(Y轴)的方向上滚动，第二球构件B3可在第二轴(X轴)的方向上滚动，并且第三球构件B4可在第一轴(Y轴)和第二轴(X轴)的方向上滚动。
当出现作用在第一轴(Y轴)的方向上的驱动力时，框架310、透镜保持件320和镜筒210可在第一轴(Y轴)的方向上移动。第一球构件B2和第三球构件B4可在第一轴(Y轴)的方向上滚动。可防止第二球构件B3的在第一轴(Y轴)的方向上的移动。
当出现作用在第二轴(X轴)的方向上的驱动力时，透镜保持件320和镜筒210可在第二轴(X轴)的方向上移动。第二球构件B3和第三球构件B4可在第二轴(X轴)的方向上滚动。可防止第一球构件B2的在第二轴(X轴)的方向上的移动。
在示例中，可设置多个轭510d和520d，使得抖动校正单元500以及第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4可保持它们之间接触的状态。多个轭510d和520d可固定到承载件300，并且可在光轴(Z轴)的方向上与多个磁体510a和520a相对。因此，在多个轭510d和520d与多个磁体510a和520a之间可出现吸引力。通过多个轭510d和520d与多个磁体510a和520a之间的吸引力，可在Z轴的方向上对抖动校正单元500加压，因此，抖动校正单元500的框架310和透镜保持件320可保持与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态。多个轭510d和520d可利用可在多个轭510d和520d与多个磁体510a和520a之间产生吸引力的材料形成。作为示例，多个轭510d和520d可利用磁性材料形成。
在示例中，多个轭510d和520d可设置为使得框架310和透镜保持件320可保持与第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4接触的状态，并且可设置止挡件330以防止第一球构件B2、第二球构件B3和第三球构件B4、框架310和透镜保持件320从承载件300脱离。止挡件330可结合到承载件300以覆盖透镜保持件320的上表面的至少一部分。
光圈模块800可包括光圈810、磁体820、线圈830、霍尔器件840和基板850。
光圈模块800的光圈810可通过外壳110的上部结合到镜筒210。作为示例，光圈810可安装在透镜保持件320上，并且可结合到镜筒210，镜筒210固定地插入到透镜保持件320。因此，光圈810可与镜筒210和透镜保持件320一起移动。
磁体820可布置在光圈810的一侧上。作为示例，磁体820可安装在布置在光圈810的一侧上的基板850上，并且可设置在光圈810的一侧上。磁体820可布置在光圈810的一侧上，并且可设置在透镜保持件320的第四表面上。作为示例，磁体820可包括彼此极化的两种磁性材料。
基板850可结合到光圈810以在第一轴(Y轴)的方向上移动。基板850可包括连接构件，连接构件可插入到光圈810中并且可在第一轴(Y轴)的方向上移动，使得基板850可结合到光圈810以在第一轴(Y轴)的方向上移动。光圈810的上部的入射孔的直径可根据基板850的连接构件的插入程度(即，基板850和光圈810的在第一轴(Y轴)的方向上的长度)而改变，从而可确定通过光圈810入射的光的量。
线圈830可设置在基板600的第四表面上以与磁体820相对。线圈830可设置在基板600的第四表面上，并且可产生在第一轴(Y轴)的方向上的驱动力。当通过磁体820和线圈830产生在第一轴(Y轴)的方向上的驱动力时，磁体820和线圈830的在第一轴(Y轴)的方向上截取的距离可改变。
霍尔器件840可在基板600的第四表面上与磁体820相对。霍尔器件840可包括第一霍尔器件841和第二霍尔器件842且设置有线圈830，线圈830介于第一霍尔器件841和第二霍尔器件842之间。霍尔器件840的通量值可根据磁体820的移动而改变。可从霍尔器件840的通量值检测磁体820的位置。
图3是示出根据示例的相机模块所采用的光圈模块的框图。图3中所示的示例中的光圈模块1000可与图2中所示的光圈模块800对应。
光圈模块1000可包括驱动器1100、线圈1200、磁体1300和位置检测装置1400。
驱动器1100可根据从外部实体施加的输入信号Sin和由位置检测装置1400产生的反馈信号Sf来产生驱动信号Sdr，并且可将产生的驱动信号Sdr提供到线圈1200。输入信号Sin可包括与相机模块的外部照度信息对应的关于磁体1300的目标位置的信息。可根据磁体1300的目标位置来确定通过光圈入射的光的量。作为示例，输入信号Sin可由图像处理器提供，图像处理器对由图像传感器产生的图像信号执行图像处理。作为另一示例，输入信号Sin可由布置在相机模块中的照度传感器提供。
当由驱动器1100提供的驱动信号Sdr被施加到线圈1200时，光圈的直径可通过线圈1200和磁体1300之间的电磁相互作用来确定。
位置检测装置1400可检测磁体1300的由于线圈1200与磁体1300之间的电磁相互作用而移动的位置并且可产生反馈信号Sf，并且可将反馈信号Sf提供到驱动器1100。作为示例，位置检测装置1400可包括用于检测通量值的霍尔器件。
当反馈信号Sf被提供到驱动器1100时，驱动器1100可将输入信号Sin与反馈信号Sf进行比较，并且可再次产生驱动信号Sdr。因此，驱动器1100可基于闭环型将输入信号Sin与反馈信号Sf进行比较而被驱动。闭环型驱动器1100可在减小磁体1300的包括在输入信号Sin中的目标位置与磁体1300的包括在反馈信号Sf中的当前位置之间的误差的方向上被驱动。与开环方法相比，基于闭环方法的驱动可具有改善的线性度、准确度和可重复性。
图4是示出根据示例的位置检测装置的框图。
参照图4，位置检测装置1400可包括第一霍尔器件1410a、第二霍尔器件1410b、第一差分放大器1420a、第二差分放大器1420b、减法器1430a、加法器1430b和除法器1440。
当驱动电压VDD被施加到第一霍尔器件1410a时，第一霍尔器件1410a可输出两个输出电压Va1和Va2。第一差分放大器1420a可将由第一霍尔器件1410a输出的两个输出电压Va1和Va2差分放大，并可产生第一霍尔电压Vha(Vha＝Va1-Va2)。类似地，当驱动电压VDD被施加到第二霍尔器件1410b时，第二霍尔器件1410b可输出两个输出电压Vb1和Vb2。第二差分放大器1420b可将由第二霍尔器件1410b输出的两个输出电压Vb1和Vb2差分放大，并可产生第二霍尔电压Vhb(Vhb＝Vb1-Vb2)。
减法器1430a可将第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb相减并可输出减法电压Vdiff(Vdiff＝Vha-Vhb)，加法器1430b可将第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb相加并可输出加法电压Vsum(Vsum＝Vha+Vhb)。
除法器1440可根据加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比来输出除法电压Vdiv(Vdiv＝Vsum/Vdiff)。
当第一霍尔器件1410a的第一霍尔电压Vha和第二霍尔器件1410b的第二霍尔电压Vhb受温度系数T影响时，除法电压Vdiv可由如下式1表示：
【式1】
Figure BDA0002570949190000131
参照式1，即使当第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb受温度系数T影响时，也可根据加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比来去除温度系数T。因此，在示例中，位置检测装置1400可提供根据加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比确定的除法电压Vdiv作为反馈信号Sf，并且可去除根据温度而改变的霍尔电压的改变。此外，位置检测装置可被配置为通过根据加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比确定的除法电压Vdiv来感测磁体的位置，从而可检测光圈模块的光圈的当前位置。
除法器1440可包括双斜率积分模-数转换器(ADC)。
除法器1440的双斜率积分ADC可根据电容器的使用加法电压Vsum的充电时间和电容器的使用减法电压Vdiff的放电时间来计算加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比。
除法器1440的双斜率积分ADC可根据电容器的使用加法电压Vsum的充电时间与电容器的使用减法电压Vdiff的放电时间之间的比来计算加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比。
作为示例，当具有第一电压电平的电容器根据加法电压Vsum而充电时，除法器1440的双斜率积分ADC可通过测量电容器的电压达到第二电压电平所花费的时间来计算充电时间，并且当具有第二电压电平的电容器根据减法电压Vdiff而放电时，双斜率积分ADC可通过测量电容器的电压达到第一电压电平所花费的时间来计算放电时间。
加法电压Vsum可通过将第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb相加来获得，减法电压Vdiff可通过将第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb相减来获得。因此，使用加法电压Vsum的充电时间可与使用减法电压Vdiff的放电时间不同。
除法器1440的双斜率积分ADC可包括积分器、计数器等，积分器用于执行上述充电操作和放电操作，计数器用于测量充电时间和放电时间，并且可通过与上述示例不同的通常使用的双斜率ADC来实现。
示例中的位置检测装置1400可对减法电压Vdiff和加法电压Vsum进行数字转换，并且与数字方法相比，可通过使用除法器1440的双斜率积分ADC的模拟方法进行操作，而不是通过计算加法电压Vsum与减法电压Vdiff的比的数字方法进行操作，从而增加了位置的检测精度，并且减小了其尺寸和体积。
此外，示例中的位置检测装置1400可确保第一霍尔器件1410a和第二霍尔器件1410b的电压净空(voltage head room)。
电压净空可以是可提高第一霍尔器件1410a和第二霍尔器件1410b的灵敏度的主要性质。
霍尔器件的N阱系统电阻器可具有与绝对温度成比例(PTAT)的性质，其中电阻随着温度增加而增加。因此，当温度增加时，电压净空可根据增加的电阻而减小。
此外，用于检测位置的霍尔器件的钕可具有与绝对温度互补(CTAT)的性质，其中磁场随着温度升高而减小。因此，当温度增加时，随着磁场减小，可通过增大偏置电流来驱动霍尔器件。
然而，当偏置电流增大时，减小的电压净空可根据增大的电阻而进一步减小。
因此，与控制偏置电流的方法相比，示例中的位置检测装置1400可充分确保第一霍尔器件1410a和第二霍尔器件1410b的电压净空。
图5是示出根据示例的位置检测装置的框图。
图5中所示的示例中的位置检测装置与图4中所示的示例中的位置检测装置类似，因此，将不提供重复的描述，并且将主要描述不同之处。
参照图5，位置检测装置1400可包括第一霍尔器件1410a、第二霍尔器件1410b、第一差分放大器1420a、第二差分放大器1420b、加法器1430b、补偿电压产生器1430c和除法器1440。
补偿电压产生器1430c可产生具有与加法电压Vsum的温度特性相同的温度特性的补偿电压Vcom。
加法电压Vsum的温度特性可与第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb的温度特性相同，因此，由补偿电压产生器1430c产生的补偿电压Vcom可具有与第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb的温度特性相同的温度特性。
除法器1440可根据加法电压Vsum与补偿电压Vcom的比来输出除法电压Vdiv(Vdiv＝Vsum/Vcom)。
因此，即使当第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb受温度系数T影响时，补偿电压Vcom也可具有与加法电压Vsum、第一霍尔电压Vha和第二霍尔电压Vhb的温度特性相同的温度特性，从而可根据加法电压Vsum与补偿电压Vcom的比来去除温度系数T。因此，在示例中，位置检测装置1400可提供根据加法电压Vsum与补偿电压Vcom的比的除法电压Vdiv作为反馈信号Sf，并且可去除霍尔电压中的由温度改变引起的改变。
示例中的除法器1440可包括双斜率积分ADC。
除法器1440的双斜率积分ADC可根据电容器的使用加法电压Vsum的充电时间和电容器的使用补偿电压Vcom的放电时间来计算加法电压Vsum与补偿电压Vcom的比。
当加法电压Vsum等于补偿电压Vcom时，位置的检测精度可能降低。因此，补偿电压Vcom可被配置为具有与加法电压Vsum的电压电平不同的电压电平，因此，使用加法电压Vsum的充电时间可与使用补偿电压Vcom的放电时间不同。
根据前述示例，光圈模块的位置检测装置可补偿由温度的改变引起的霍尔电压的改变。
虽然本公开包括具体示例，但是对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在形式和细节上对这些示例做出各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性含义，而非出于限制的目的。在每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。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，和/或由其他组件或其等同物来替换或者添加所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，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，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部变型将被解释为被包含在本公开中。

Claims (18)

1.一种位置检测装置，包括：
第一霍尔器件和第二霍尔器件；
减法器，被配置为从由所述第一霍尔器件产生的第一霍尔电压减去由所述第二霍尔器件产生的第二霍尔电压，以产生减法电压；
加法器，被配置为将所述第一霍尔电压与所述第二霍尔电压相加，以产生加法电压；以及
除法器，被配置为根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述减法电压的放电时间来计算所述加法电压与所述减法电压的比。
2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述除法器包括双斜率积分模-数转换器。
3.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述除法器被配置为根据所述充电时间与所述放电时间的比来计算所述加法电压与所述减法电压的比。
4.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，在所述电容器具有第一电压电平且根据所述加法电压被充电的情况下，所述除法器被配置为通过测量所述电容器的电压达到第二电压电平所花费的时间来计算所述充电时间。
5.根据权利要求4所述的位置检测装置，其中，在所述电容器具有所述第二电压电平且根据所述减法电压被放电的情况下，所述除法器被配置为通过测量所述电容器的电压达到所述第一电压电平所花费的时间来计算所述放电时间。
6.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述电容器的使用所述加法电压的所述充电时间与所述电容器的使用所述减法电压的所述放电时间不同。
7.根据权利要求1所述的位置检测装置，其中，所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的根据温度的电压的改变根据所述加法电压与所述减法电压的比来去除。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的位置检测装置，所述位置检测装置还包括：
第一差分放大器，被配置为将所述第一霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产生所述第一霍尔电压；以及
第二差分放大器，被配置为将所述第二霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产生所述第二霍尔电压。
9.一种位置检测装置，包括：
第一霍尔器件和第二霍尔器件；
加法器，被配置为将由所述第一霍尔器件产生的第一霍尔电压与由所述第二霍尔器件产生的第二霍尔电压相加，以产生加法电压；
补偿电压产生器，被配置为产生补偿电压，所述补偿电压具有与所述加法电压的温度特性相同的温度特性；以及
除法器，被配置为根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述补偿电压的放电时间来计算所述加法电压与所述补偿电压的比。
10.根据权利要求9所述的位置检测装置，其中，所述除法器包括双斜率积分模-数转换器。
11.根据权利要求9所述的位置检测装置，其中，所述除法器被配置为根据所述充电时间与所述放电时间的比来计算所述加法电压与所述补偿电压的比。
12.根据权利要求9所述的位置检测装置，其中，在所述电容器具有第一电压电平且根据所述加法电压被充电的情况下，所述除法器被配置为通过测量所述电容器的电压达到第二电压电平所花费的时间来计算所述充电时间。
13.根据权利要求12所述的位置检测装置，其中，在所述电容器具有所述第二电压电平且根据所述补偿电压被放电的情况下，所述除法器被配置为通过测量所述电容器的电压达到所述第一电压电平所花费的时间来计算所述放电时间。
14.根据权利要求9所述的位置检测装置，其中，所述电容器的使用所述加法电压的所述充电时间与所述电容器的使用所述补偿电压的所述放电时间不同。
15.根据权利要求9所述的位置检测装置，其中，所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的根据温度的电压的改变根据所述加法电压与所述补偿电压的比而被去除。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的位置检测装置，所述位置检测装置还包括：
第一差分放大器，被配置为将所述第一霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产生所述第一霍尔电压；以及
第二差分放大器，被配置为将所述第二霍尔器件的两个输出电压差分放大，以产所述第二霍尔电压。
17.一种相机模块，包括：
镜筒；以及
光圈模块，被配置为调节入射到所述镜筒的光的量，所述光圈模块包括：
线圈；
磁体，沿着垂直于光轴的第一方向与所述线圈相对；
第一霍尔器件，被配置为产生第一霍尔电压；
第二霍尔器件，被配置为产生第二霍尔电压；以及
位置检测装置，被配置为通过基于所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压的和与所述第一霍尔电压和所述第二霍尔电压之间的差的比感测所述磁体的位置来检测所述光圈模块的光圈的当前位置，
其中，所述位置检测装置包括除法器，所述除法器被配置为根据电容器的使用所述加法电压的充电时间和所述电容器的使用所述减法电压的放电时间来计算所述加法电压与所述减法电压的比。
18.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述第一霍尔器件沿着第二方向设置在所述线圈的第一侧上，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述光轴，并且所述第二霍尔器件沿着所述第二方向设置在所述线圈的第二侧上。
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