CN113330729A - Pwm同步的改进及其相关改进 - Google Patents

Abstract

公开了一种使图像传感器与PWM驱动器同步的方法，该PWM驱动器可操作来驱动与图像传感器相关联的布置，其中由图像传感器产生的至少一个同步信号用于复位PWM驱动器，并且该至少一个同步信号在用于复位PWM驱动器之前被延迟，使得该至少一个同步信号的接通或断开发生在相对于图像传感器的操作的敏感周期的限定时间处。

Description

PWM同步的改进及其相关改进

本申请总体上涉及向形状记忆合金(SMA)致动器输送功率。具体而言，本发明涉及在采用SMA致动器的系统中以受控方式输送功率，该系统还包括图像传感器。

包括图像传感器的系统往往特别容易受到与电磁干扰(EMI)相关联的问题的影响。在这个方面，由暴露于EMI的图像传感器产生的图像可能会遇到问题，这些问题可能包括生成的图像上的噪声。噪声可以采取图像中可见的一条或更多条线的形式。在某些模式下，一条或更多条线能够以分散用户注意力的方式在图像上移动，并且这可能极大地使图像降质且降低用户体验。

这一问题在电池供电的设备中尤为突出，因为这些设备往往以有限的功率预算操作。这导致了脉宽调制(PWM)技术的广泛使用，它可以提高效率，但会导致增加的EMI。

采用PWM技术和图像传感器的设备的一个特定但非限制性的示例是配备有照相机的移动电话，由此图像稳定和/或聚焦借助于形状金属合金致动器来实现。

这种系统在图1中示出，图1示出了致动器10中的形状记忆合金(SMA)致动器导线的布置的平面图。致动器10可以结合到包括在操作期间需要移动的至少一个部件的任何装置中。例如，致动器10可以用于移动图像捕获设备的光学元件，但是这是非限制性示例。致动器10可以结合到例如智能手机、移动计算设备、膝上型电脑、平板计算设备、安全系统、游戏系统、增强现实系统、增强现实设备、可穿戴设备、医疗设备、药物输送设备、无人机(空中、水上、水下等)、交通工具(例如，汽车、飞机、宇宙飞船、潜水器等)以及自主车辆中。应当理解，这是本致动器可以结合到其中的示例设备的非穷举列表。在某些情况下，小型化可以是用于致动器的重要设计标准。

在使用中，致动器10可以包括需要移动的部件2。部件2可以通过悬挂系统以如下方式支撑在支撑结构4上：允许部件2相对于支撑结构4在两个正交方向上移动，每个方向垂直于主轴线P。在操作中，部件2可以在两个正交方向上垂直于主轴线P移动，如X和Y所示。

在实施例中，致动器10可以包括各自连接到支撑结构4的四根形状记忆合金(SMA)致动器导线11至14和用于移动需要移动的部件2的可移动部件15。(应当理解，这只是SMA致动器的一种示例布置，本技术适用于具有至少两根SMA致动器导线的致动器)。SMA致动器导线11至14中的每一个都保持张紧，从而在垂直于主轴线P的方向上在可移动平台15和支撑块16之间施加力。在操作中，SMA致动器导线11至14在垂直于主轴线P的两个正交方向上相对于支撑块16移动部件2。SMA致动器导线11至14各自垂直于主轴线P延伸。在该致动器10中，SMA致动器导线11至14可以在公共平面中延伸，这可以有利于最小化致动器10沿着主轴线P的尺寸(例如，致动器10的总高度或深度)。

无论SMA致动器导线11至14是垂直于主轴线P还是相对于垂直于主轴线P的平面以小角度倾斜，致动器10都可以制造得非常紧凑，特别是在沿着主轴线P的方向上。在一些实施例中，SMA致动器导线11至14可以非常细，典型地直径为25μm左右，以确保快速加热和冷却。SMA致动器导线11至14的布置不会增加致动器10的占用区，并且可以在沿着主轴线P的方向上做得非常细，因为SMA致动器导线11至14基本上放置在垂直于主轴线P的平面中，在该平面中它们保持操作。然后，沿着主轴的高度可以取决于其他部件(诸如，压接构件17和18)的厚度以及允许制造所需的高度。在实践中，已经发现，SMA致动器导线11至14的致动器布置可以制造成小于1mm的高度。在智能手机照相机的示例中，SMA致动器导线11至14的尺寸通常将SMA致动器导线11至14与垂直于主轴线P的平面之间的角度限制为小于20度，并且更优选地小于10度。

SMA致动器导线11至14在一端通过各自的压接构件17连接到可移动平台15，并且在另一端通过压接构件18连接到支撑块16。压接构件17和18压接导线以机械地保持该导线(可选地通过使用粘合剂来加强)。压接构件17和18还向SMA致动器导线11至14提供电气连接。然而，可以可选地使用用于连接SMA致动器导线11至14的任何其他合适的装置。

SMA材料具有这样的性质，即SMA材料在加热时经历固态相变，这导致SMA材料收缩。当加热SMA致动器导线11至14中的一根SMA致动器导线时，其中的应力增大，且其收缩。这导致部件2的移动。相反地，当冷却SMA致动器导线11至14中的一根SMA致动器导线使得其中的应力降低时，该SMA致动器导线在力的作用下从SMA致动器导线11至14中的相对的SMA致动器导线膨胀。这使得部件2在相反方向上移动。

如图1所示，SMA致动器导线11至14围绕主轴线P具有如下布置。SMA致动器导线11至14中的每一条沿着部件2的一侧布置。因此，SMA致动器导线11至14围绕主轴线P以不同的角位置布置成环形。因此，四条SMA致动器导线11至14由布置在主轴线P的相对侧上的第一对SMA致动器导线11和13以及布置在主轴线P的相对侧的第二对SMA致动器导线12和14组成。第一对SMA致动器导线11和13能够选择性地驱动以在所述平面中的第一方向上相对于支撑结构4移动部件2，并且第二对SMA致动器导线12和14能够选择性地驱动以在所述平面中的横向于第一方向的第二方向上相对于支撑结构4移动部件2。可以通过对这些对的SMA致动器导线11至14的致动的组合来驱动除平行于SMA致动器导线11至14以外的方向上的移动，以提供横向方向上的移动的线性组合。观察这种移动的另一种方式是，彼此相邻的SMA致动器导线11至14中的任何一对SMA致动器导线的同时收缩将驱动部件2在将SMA致动器导线11至14中的这两个SMA致动器导线平分(bisecting)的方向上(在图1中对角地，如箭头X和Y所示)移动。

因此，SMA致动器导线11至14能够被选择性地驱动以相对于支撑结构4将部件2移动到在垂直于主轴线P的两个正交方向上的移动范围内的任何位置。移动范围的大小取决于SMA致动器导线11至14在其正常操作参数内的几何形状和收缩范围。

通过选择性地改变SMA致动器导线11至14的温度来控制部件2相对于支撑结构4垂直于主轴线P的位置。这是通过使提供电阻加热的选择性驱动电流经由SMA致动器导线11到14来实现的。加热通过驱动电流直接提供。通过减小或停止驱动电流来提供冷却，以允许部件2通过传导、对流和辐射到其周围环境而冷却。

供应给SMA致动器导线的驱动信号是使用PWM技术获得的，并且SMA致动器导线与图像传感器的紧密接近会导致前面提到的EMI问题。

本技术的实施例的目的是解决上述问题和其他问题。

根据本技术的第一种方法，提供了一种使图像传感器与PWM驱动器同步的方法，该PWM驱动器可操作来驱动与图像传感器相关联的布置，其中由图像传感器产生的至少一个同步信号用于复位PWM驱动器，并且至少一个同步信号在用于复位PWM驱动器之前被延迟，使得至少一个同步信号的接通或断开发生在相对于图像传感器的操作的敏感周期的限定时间处。

在实施例中，至少一个同步信号被延迟，使得其接通或断开发生在图像传感器的操作的敏感周期之外。

在实施例中，延迟量根据至少一个同步信号的占空比而变化。

在实施例中，至少一个同步信号的持续时间不变。

在实施例中，至少一个同步信号的脉冲被缩短或被延长，使得其接通或断开发生在图像传感器的操作的敏感周期之外。

在实施例中，至少一个同步信号的后续脉冲分别被延长或缩短一个时间段，该时间段基本上分别对应于前一脉冲的缩短或延长的时间段。

在实施例中，至少一个同步信号被延迟，使得其接通或断开发生在图像传感器的操作的敏感周期之内。

在实施例中，至少一个同步信号是帧同步信号VSYNC和行同步信号HSYNC中的一个或更多个。

在实施例中，由图像传感器产生的至少一个同步信号在被用于复位PWM驱动器之前被分频(divide)。

根据本技术的第二种方法，提供了一种非暂时性数据载体，该非暂时性数据载体携带控制代码以实现第一种方法的方法。

根据本技术的第三种方法，提供了一种装置，该装置被布置成执行第一种方法的方法。

如将由本领域技术人员理解的，本技术可以被体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本技术可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或组合软件和硬件方面的实施例的形式。

此外，本技术可采用体现在计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以例如是但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或者前述项的任何合适的组合。

可以用一种或更多种编程语言(包括面向对象编程语言和传统的过程编程语言)的任何组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码。代码组件可以体现为过程、方法等，并且可以包括子组件，这些子组件可以采取在从本地指令集的直接机器指令到高级编译或解释语言结构的任何抽象级别处的指令或指令序列的形式。

本技术的实施例还提供了一种携带代码的非暂时性数据载体，该代码当在处理器上实施时使处理器执行本文所述的任何方法。

该技术还提供处理器控制代码以例如在通用计算机系统或数字信号处理器(DSP)上实施上述方法。该技术还提供了携带处理器控制代码的载体，以在运行时(特别是在非暂时性数据载体上)实施上述方法中的任何一种方法。可以在诸如磁盘、微处理器、CD-ROM或DVD-ROM、诸如非易失性存储器(例如，闪存)的编程存储器或只读存储器(固件)的载体上或在诸如光信号载体或电信号载体的数据载体上提供代码。实施本文描述的技术的实施例的代码(和/或数据)可以包括以(诸如C、或者汇编代码)的常规编程语言(解释或编译)的源、对象或可执行代码、用于设置或控制ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)的代码、或者用于硬件描述语言(诸如Verilog(RTM)或VHDL(超高速集成电路硬件描述语言))的代码。如技术人员将认识到的，这样的代码和/或数据可以分布在彼此通信的多个耦合的部件之间。这些技术可以包括控制器，该控制器包括微处理器、工作存储器和耦合到系统的一个或更多个部件的程序存储器。

对于本领域技术人员还将明显的是，根据本技术的实施例的逻辑方法的全部或部分可以适当地体现在包括用于执行上述方法的步骤的逻辑元件的逻辑装置中，并且这样的逻辑元件可以包括，例如，诸如可编程逻辑阵列或专用集成电路中的逻辑门的部件。这种逻辑布置可以进一步体现在启用元件以用于使用例如虚拟硬件描述符语言来在这种阵列或电路中临时或永久地建立逻辑结构，虚拟硬件描述符语言可以使用固定或可传输的载体介质被存储和传输。

在实施例中，本技术可以以数据载体的形式实现，数据载体具有在其上的功能数据，所述功能数据包括功能计算机数据结构，以当被加载到计算机系统或网络中并从而在其上被操作时使所述计算机系统能够执行上述方法的所有步骤。

现在将仅通过示例的方式参考附图描述本技术的实施方式，其中：

图1示出了本领域已知的典型SMA致动器布置；

图2示出了根据本技术的实施例的同步布置的示意图；

图3(a)至3(c)示出了说明本技术的各种实施例的时序图；和

图4(a)至4(b)示出了说明本技术的各种实施例的其他时序图；

图5示出了根据本技术的实施例的与图像传感器中的ADC的操作相关联的时序图中的特别敏感区域的典型位置；

图6示出了与利用功率核算(power accounting)的本技术的实施例相关联的时序图；和

图7示出了与利用校准技术的本技术的另一实施例相关联的时序图。

在如图1所示的系统中，采用PWM技术来产生用于SMA致动器导线的驱动信号，与驱动信号相关联的EMI会在图像信号中引起干扰/噪声，该干扰/噪声可以采取一条或更多条线的形式，这些线看起来在显示由图像传感器捕获的图像的显示屏上移动。

实施例的目的是最小化由线路引起的干扰，并且实现这一点的一种手段是将用于给图像传感器计时的主时钟(MCLK)信号与PWM驱动信号(PWM FREQ)同步。

这在图2中示出，其中示出了图像传感器100。如图1所示的SMA致动器布置10物理上紧邻图像传感器100。SMA致动器10由多条单独的线驱动，这些线向每条单独的导线11至14供应信号/功率。这些信号来自PWM驱动器110，并且是图像传感器100经历EMI的原因，如从信号线和致动器10向图像传感器100辐射的虚线箭头所示。

PWM驱动器110根据由控制器(未示出)控制的方案为致动器生成信号。用于产生这些信号的时钟信号是PWM FREQ，它是从锁相环(PLL)120得到的。PLL 120的输入是由主振荡器130产生的MCLK。MCLK也用于给图像传感器100计时。

PLL 120用于保持图像传感器100的主时钟输入MCLK和PWM驱动频率PWM FREQ之间的已知频率比M/N。M和N是整数。

在实践中，装置(例如，移动电话)的设计者通常不会对图像传感器100的操作有深入的了解，因此通常不可能确定哪些PWM频率最有可能对图像传感器100的操作产生不利影响。因此，一种方法是对所有可能的PWM频率进行扫频，并根据经验确定哪些频率对最终图像贡献了最多噪声。然后，考虑到这些知识，可以配置PWM频率，使得图像尽可能少地退化。

不利影响可能依赖于特定的操作模式，因此在任何特定情况下确定最佳PWM频率时都可以考虑操作模式和PWM频率。

通过采用额外的同步参考，可以获得更好的性能。在图2中，PWM驱动器110从图像传感器100的VSYNC输出端子接收VSYNC输入。应该注意的是，即使MCLK不用于同步图像传感器和PWM驱动器的操作，这在所有实施例中可能是不可能的，那么使用如下所述的VSYNC(或类似信号)会产生改进的性能。

图像传感器100在每个新图像帧的开始处产生同步脉冲VSYNC。VSYNC可以被称为帧同步信号。该VSYNC信号用于复位PWM驱动器110。这确保了供应给致动器10的PWM开关信号的边缘和图像之间的固定关系。

如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，在使用VSYNC信号来复位PWM驱动器方面，存在不同的方法。

图3中所示的上脉冲是VSYNC，并且与所示的三个实施例(a)至(c)相关。

图3(a)至3(c)中的每一个所示的定时脉冲代表从PWM驱动器110施加到形成SMA致动器10的一部分的每根导线SMA0至SMA3的信号。图1中的导线11至14对应于图3中的信号SMA0至SMA3。在每条导线上示出的信号形式的确切细节对于理解本技术的实施例并不重要。知道信号依次施加到每根导线就足够了，其中脉冲持续时间尤其根据致动器所需的移动来确定。

沿着图3(a)至3(c)中每一个的底部的虚线框中的数字表示时隙计数，即对应于施加到任何一根SMA导线的信号的各个时隙的顺序计数。

PWM子帧包括的PWM时隙的数量与致动器中的导线的数量相同。在本示例中，致动器中有四根导线，因此子帧中有四个时隙。在其他示例中，可以有其他数量(例如，八个)的导线和时隙。

在图3(a)中，使用时隙同步示出了本技术的实施例。换句话说，在接收到上升沿VSYNC信号时，当前的PWM驱动时隙(本例中为26)被复位。可以看出，这导致时隙26和相应的导线(SMA2)在VSYNC事件之后立即被再次驱动。此后，时隙的序列按顺序继续。VSYNC和接收时被驱动的导线之间没有特定的关系，因此VSYNC和接收后立即被驱动的导线之间也没有特定的关系。

图3(b)示出了本技术的另一个实施例。该实施例使用子帧同步。换句话说，在接收到VSYNC信号的上升沿时，PWM驱动被复位到当前子帧的开始。在这个示例中，通过始于时隙24的子帧部分地接收VSYNC。在接收到VSYNC后，时隙24被再次驱动，并且之后PWM驱动器110继续依次驱动时隙。

通过使用该实施例，可以确保在VSYNC事件之后总是首先驱动同一导线(在这种情况下是SMA0，但是它可以是任何导线)。实际上，由于图像传感器和致动器布置的物理布局，SMA致动器导线中每一个可以对图像噪声具有不同的影响。通过以受控方式与SMA0(或任何其他导线)同步，确保了每次VSYNC事件后的功率传输PWM序列相同，这意味着合成图像噪声在图像帧内是静态的。静态图像噪声不太容易被人眼识别，因此在实践中问题不大。

图3(c)示出了本技术的又一实施例。这个实施例使用所谓的伺服帧同步。伺服帧是一个时间段，它定义了SMA致动器系统中电阻测量事件之间的间隔。再一次地，没必要完全理解这个。知道一个伺服帧包含多个PWM子帧就足够了。

在这个示例中，通过始于时隙24的子帧部分地接收VSYNC。在接收到VSYNC脉冲时，子帧计数被复位为0，即伺服帧周期的开始。在伺服帧周期的最开始处，在时隙0中，在SMA0上发生电阻测量事件；并且在时隙1中，在SMA1上发生电阻测量事件，依此类推。对于致动器中的每根导线，这些电阻测量事件通常在每个伺服帧中发生一次。

通过使用该特定实施例，可以确保在每个VSYNC事件之后总是驱动相同导线，并且电阻测量事件在每个图像帧中的已知时间处发生。这是有利的，因为图像传感器通常在特定时间段期间对EMI更敏感，这对于使用这种图像传感器的设计者来说可能是未知的。因此，延迟用于电阻测量的PWM脉冲会有将开关边缘移动到更敏感区域的风险。因此，如果此行为与VSYNC一致，则合成图像噪声在图像帧内将是静态的，因此不太明显。

在上文中，已经参考了VSYNC信号的上升沿。当然，下降沿或电平变化同样可以用来指示新图像帧的开始。

此外，将VSYNC用作指示新图像帧的开始的信号使用了图像传感器领域中常见的术语。然而，其他参考信号也是可用的，并且本技术的实施例并不旨在受这种术语的限制，或者甚至不受指示新图像帧的开始的VSYNC的限制。根据需要，可以使用其他参考信号，包括指示当前帧的结束或者帧的开始和结束之间的任何其他点的参考信号。这种参考信号可以指示图像传感器内部事件的定时。

由一些图像传感器提供的另一个参考信号的示例指示图像传感器内部的模数转换器(ADC)的图像捕获定时。

还有另一个参考信号被称为HSYNC。该信号通常指示图像中新一行的开始，并且可以被称为行同步信号。因此，对于包括n行的图像，图像传感器将为每个VSYNC信号生成n个HSYNC信号。因此，HSYNC的频率是VSYNC的频率的n倍。

HSYNC可以用于以类似于已经针对VSYNC描述的方式复位PWM驱动器。这确保了PWM信号的边缘和图像捕获之间的同步。

在典型的SMA致动器系统中，PWM频率在20kHz至500kHz的范围内，并且HSYNC频率通常在40kHz至200kHz的范围内。因此，可以将PWM的生成与图像传感器的HSYNC信号进行同步。

实现这一点有多种选择。例如，如果不能以相同的频率操作HSYNC和PWM信号，或者它们是异步的，那么PWM时隙或子帧可以基于HSYNC的下分频和延迟版本来复位。HSYNC的这种下分频和延迟版本在本文中被称为SYNC，并且图4示出了利用SYNC信号的本技术的两个实施例。

图2示出了HSYNC如何从图像传感器100输出并输入到PWM驱动器110。实际上，HSYNC的任何分频和延迟可以在PWM驱动器110内部或在诸如另一个PLL的外部设备中执行。然而，出于概念的目的，HSYNC或者它的修改版本从图像传感器被提供并被提供给PWM驱动器110。

在图4中，上面三个波形分别显示了HSYNC(其频率类似于PWM频率)、HSYNC的分频版本和该信号的延迟版本。选择延迟值δ使得可以避免在图像传感器的操作期间的任何特别敏感的时间段。在某些情况下，它可以是δ＝0，或者是从与图像传感器有关的数据或通过经验测量值所确定的值。

在实施例中，同步到VSYNC的延迟版本可能也是有用的，在这种情况下，图3所示的VSYNC事件可以被延迟，并且该延迟的信号可以用于同步目的。

图4(a)与图3(a)所示的实施例的类似之处在于，此处的SYNC脉冲用于在时隙基础上触发PWM驱动器的复位。换句话说，在接收到SYNC信号时，PWM驱动器复位，使得SYNC接收时的活动时隙被重新创建，并且后续时隙被顺序生成。

图4(b)与图3(b)所示的实施例的类似之处在于，此处的SYNC脉冲用于在子帧的基础上触发PWM驱动器的复位，使得在接收到SYNC信号时，此时的活动子帧被重新创建。这里，在接收到SYNC信号时，重新创建始于时隙24的子帧，并顺序生成后续时隙。

前面提到了ADC的内部操作，并且在某些点处，ADC可以比平时更容易受到EMI的影响。这些点可以与ADC的某些操作有关，图5对此进行了说明。

一般来说，图像传感器的用户可能不太了解设备的内部操作，尤其是不太了解发生的各种操作的内部定时。在某些情况下，用户可能不想了解这样的内部操作。然而，如本文所述，在某些情况下，希望理解内部操作，使得可以以可以避免或至少减轻任何不利影响的方式来控制图像传感器附近的信号的定时，这可能不利地影响其性能。

图5示出了图像传感器100内部的ADC的操作。某些图像传感器中使用的ADC的类型被称为相关双采样(CDS)ADC。这种类型的设备采用两个样本。第一个是校准阶段，其中特定像素处于复位状态，第二个是测量阶段，其中特定像素处于曝光状态。传感器可操作来从曝光值中减去复位值，以计算落在像素上的光的实际强度。

上面的迹线(CDS ADC斜坡)显示了两个样本以及与如第二条迹线所示的HSYNC的关联。HSYNC以确定的方式与CDS ADC的操作相关联。

第三条迹线显示了特别敏感的区域，这些区域与CDS ADC的斜坡操作对齐。为了避免对ADC的操作产生不利影响，期望的是在这些时段期间避免PWM切换。

图5中下面的三条迹线说明了根据所讨论的PWM脉冲的相对占空比来布置PWM切换的各种方法。在这些迹线的第一条中，显示了低占空比脉冲(占空比<a，其中a是预定义值)。这里，期望脉冲被延迟时间δ，使得脉冲的上升沿刚好出现在敏感区域之外。在这种情况下，下降沿也落在敏感区域之外。

下面三条迹线中的第二条显示了中占空比脉冲，其中占空比＝a。这里，包括上升沿和下降沿在内的整个脉冲被布置成出现在敏感区域中的两个之间。这避免了敏感时段期间的任何切换(即，边沿)。

在下面三条迹线的第三条中，显示了高占空比脉冲(其中占空比>a)。在这种情况下，脉冲被布置成跨在至少一个敏感区域上。在所示示例中，脉冲的上升沿出现在第一敏感区域之前，并且脉冲继续，使得它总共与两个敏感区域重叠，并且它的下降沿出现在第三敏感区域之前。

假设能够在敏感区域中避免切换，那么与敏感区域同时具有高状态的脉冲是无关紧要的。

如图5所示，无论特定脉冲的绝对长度(或占空比)如何，它总是可以通过适当的延迟(如果需要)来定位，使得其上升沿或下降沿避开敏感区域。

图6示出了另一个实施例，该实施例利用被称为“功率核算”的技术。在本技术的实施例中，特定致动器导线被激活的时间长度是重要的，但是该激活的相对定时可以改变，而不会不利地影响整个系统操作。以这种方式，如果脉冲边沿被计划在敏感时段期间出现，则所讨论的边沿被延迟直到敏感时段之后为止。讨论中的脉冲仍然在最初计划的时间结束。因此，脉冲持续时间相比于计划的要短。这将导致特定导线上的功率借记(power debit)。在施加到该导线的后续功率脉冲中，可以通过施加一个脉冲来结清该借记，该脉冲被延长以核算先前的借记。

在图6中，迹线(a)示出了希望施加到致动器导线上的多个脉冲。这些脉冲的边沿都不在敏感区域中，因此迹线(e)显示了施加到该导线的实际脉冲。这些与所需脉冲相同。

迹线(b)示出了希望施加到致动器导线上的多个脉冲。可以看出，这些脉冲中的第四个脉冲具有位于敏感区域中的下降沿。因此，在迹线(f)所示的实际脉冲中，施加由“+1”表示的功率信贷(power credit)，这导致所讨论的脉冲被延长，使得下降沿避开敏感区域。为了核算对于该导线现在存在的功率信贷，序列中的下一个脉冲被缩短一个时间，该时间等于施加到第四个脉冲的增加时间。这由第五个脉冲显示的“0”表示，该脉冲表示功率信贷已被取消。

迹线(c)显示了所需脉冲序列中的第一个脉冲的下降沿位于敏感区域。因此，在迹线(g)中，该脉冲如前所述被延长。该功率信贷的结果再次由迹线(g)中第一个脉冲的“+1”显示。为了核算这种信贷，迹线(c)中的第二个脉冲在迹线(g)中被完全去除，如“0”所示，否则它会出现在该处。

迹线(d)显示了脉冲序列，其中第三个脉冲的上升沿位于敏感区域。因此，上升沿被延迟，如迹线(h)中第三个脉冲的“-1”所示。这意味着这条导线上的功率借记。为了核算这一点，下一个脉冲被延长的量与前一个脉冲被缩短的量相同。这由迹线(h)中的第四个脉冲的“0”指示，可以看出该脉冲比迹线(d)中的相应脉冲长。

这些示例显示了如何应用和核算功率信贷和借记。在这些示例中，任何借记或信贷都在下一个可能的脉冲中被考虑，但是这并不总是可能的，并且可能有必要在稍后的脉冲中考虑任何借记或信贷。理想情况下，任何此类核算应在借记或信贷后尽快进行，因为相关导线的预期加热(以及长度)可能会以其他方式受到影响。

施加到特定导线的借记或信贷的量可以是自由可变量，或者其也可以用时间单位来定义。在这两种情况下，累积的借记或信贷的每个导线都保存一个记录(tally)，以便在后续脉冲中进行核算。

图7示出了本技术的另一个实施例，其利用不同的方法在敏感区域中进行切换。在该实施例中，不是避免在敏感区域中切换，而是脉冲被生成为强制在敏感区域中切换。尽管乍一看，这似乎是矛盾的，但是通过利用CDS周期(其是CDS ADC的校准阶段和测量阶段之间的周期)并确保在这些阶段中的每一个阶段发生切换，可以抵消敏感区域中的切换效果。实际上，校准阶段引入的任何误差也会在测量阶段被引入，并且由于最终输出是这两个读数之间的差值，因此切换引入的误差不会影响结果。

在多导线致动器系统中，不可能或不希望所有导线都在敏感周期中进行切换，因此可能只有导线的一个子集以这种方式进行切换，而其他导线利用前述技术之一。当然，组成子集的导线可能会随着时间而变化。

在图7中，这种方法首先在第一条导线上采用，由第一条迹线表示。这里，序列中前两个脉冲的下降沿落在敏感区域中。对于后来的脉冲，脉冲落在敏感区域之外，因此没有问题。然而，如图7中的第二条迹线所示，第二条导线上的脉冲时序使得在两个连续的敏感区域中出现上升沿。

在这两种情况下，校准阶段引入的任何误差都会在测量阶段中被有效消除，因此不会引起问题。

这可以通过确保CDS周期和PWM周期(如所示)配置相同来实现。

在前述实施例中，可以基于传感器制造商提供的信息来执行对敏感区域要避免还是最小化切换的确定。这种信息可以在给定传感器的数据表中提供。然而，在大多数情况下，预计敏感区域更有可能根据经验确定。

为此，需要利用已知输入(即，向传感器提供输入的对象)操作传感器。这可以采取平面区域或测试卡的形式，两者都应该从传感器产生已知输出。通常，这将发生在非常(但不是完全)黑暗的环境中，因为这是最有可能检测到噪声的环境。理想情况下，应该相应地控制光照水平。

然后，将致动器或其模拟器放置在传感器附近，以模拟现实生活场景，并施加切换脉冲，使得可以在传感器的输出上观察到它们的效果。以此方式，可以在传感器的输出中观察到特定脉冲的相互作用。切换脉冲可以参考传感器的一个或更多个输出信号，诸如HSYNC或VSYNC。可以提供其他输出信号，并且可以为此目的使用任何一个或更多个。

附加地或替代地，传感器的操作和敏感区域的确定可以通过数学/物理模型来执行。

一旦已经执行了对敏感区域的确定，则该数据可以用于控制如图4至图7中的任何一个或更多个所示的本技术的实施例的操作。

传感器能够在多于一种模式下可操作，可能提供不同的灵敏度或像素计数。敏感区域可以因模式而异，因此敏感区域的确定可以取决于模式。如上所述，对于传感器的不同操作模式，应重复进行任何测试或模拟。

本技术的实施例利用VSYNC和HSYNC信号来提高图像传感器的性能。如上所阐述，已经描述了独立使用VSYNC或HSYNC的实施例。然而，VSYNC和HSYNC都被使用的实施例产生了额外的优点。HSYNC可以如上所述使用，且尤其是与图4相关。然后，可以使用VSYNC来复位PWM驱动器，使得伺服帧被复位。如前所提及的，伺服帧是定义SMA致动器系统中电阻测量事件之间的间隔的时间段。通过重新同步使用VSYNC的伺服帧和使用HSYNC的PWM驱动器，可以实现图像传感器和PWM驱动器的操作之间更高程度的确定性。

通过使用本技术的实施例，可以减轻来自PWM部件的EMI对图像传感器的不利影响。特别地，PWM信号与图像传感器的任何重要定时信号的不同步会产生多条线或条纹，这些线或条纹看起来在由图像传感器馈送的显示器上移动。至少，本技术的实施例使得任何这样的线或条纹是静态的，因此，它们的侵入性小得多，并且倾向于被用户忽略，而移动的干涉图案则不能被用户忽略。

此外，通过选择如本文所述的一种或更多种同步方案，可以有意地将由EMI引起的任何线或条纹定位在不会显著干扰所得图像的位置。例如，可以将一条或更多条线或条纹定位在图像的极端边缘处或附近，在这些边缘处它们不太可能扰乱图像或惹恼用户。

本领域的技术人员将认识到，虽然前面已经描述了被认为是执行本技术的最佳模式和适当的其他模式，但是本技术不应该局限于在优选实施例的这种描述中公开的特定配置和方法。本领域技术人员将认识到，本技术具有广泛的应用范围，并且在不脱离如所附权利要求中限定的任何发明概念的情况下，实施例可以进行广泛的修改。

此外，在一些实施例中，至少一个同步信号在用于复位PWM驱动器之前不需要被延迟。因此，在以下编号的条款中阐述了本技术的其他方面：

1.一种使图像传感器与PWM驱动器同步的方法，该PWM驱动器可操作来驱动与图像传感器相关联的布置，其中由图像传感器产生的至少一个同步信号用于复位该PWM驱动器。

2.根据条款1所述的方法，其中，由图像传感器产生的同步信号是指示图像传感器中的内部事件的信号。

3.根据条款1或2所述的方法，其中，至少一个同步信号是帧同步信号VSYNC和行同步信号HSYNC中的一个或更多个。

4.根据任一前述条款所述的方法，其中，至少一个同步信号在被用于复位PWM驱动器之前被延迟。

5.根据条款3或4中任一项所述的方法，其中，同步信号是帧同步信号，并且在PWM驱动器已经复位之后，该PWM驱动器通过驱动用于以下之一的信号来继续：前一时隙；前一子帧；或者前一伺服帧。

6.根据条款3或4中任一项所述的方法，其中，同步信号是行同步信号，并且在PWM驱动器已经复位之后，该PWM驱动器通过驱动用于以下之一的信号来继续：前一时隙；或者前一子帧。

7.根据条款5或条款6所述的方法，其中，该行同步信号用于基于前一时隙或前一子帧复位该PWM驱动器，并且该帧同步信号用于基于伺服帧复位该PWM驱动器。

8.根据任一前述条款所述的方法，其中，主时钟信号MCLK用于驱动图像传感器，并且相同的主时钟信号用于驱动PWM驱动器。

9.根据条款8所述的方法，其中，该PWM驱动器使用锁相环来生成PWM驱动信号，该锁相环可操作来维持该主时钟信号和该PWM驱动信号之间的固定频率关系。

10.根据条款9所述的方法，其中，该主时钟信号和该PWM驱动信号之间的固定频率关系是M/N，其中M和N是整数。

11.一种非暂时性数据载体，所述非暂时性数据载体携带控制代码以实施条款1至10中任一项所述的方法。

12.一种被布置成执行任一前述条款的方法的装置。

13.一种包括图像传感器和PWM驱动器的装置，其中，该PWM驱动器可操作来驱动与图像传感器相关联的布置，其中由图像传感器产生的至少一个同步信号用于复位该PWM驱动器。

14.根据条款13所述的装置，其中，与图像传感器相关联的布置是形状记忆合金SMA致动器，其可操作来稳定图像或聚焦图像。

Claims (11)

1.一种使图像传感器与PWM驱动器同步的方法，所述PWM驱动器可操作来驱动与所述图像传感器相关联的布置，其中由所述图像传感器产生的至少一个同步信号用于复位所述PWM驱动器，并且所述至少一个同步信号在用于复位所述PWM驱动器之前被延迟，使得所述至少一个同步信号的接通或断开发生在相对于所述图像传感器的操作的敏感周期的限定时间处。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个同步信号被延迟，使得其接通或断开发生在所述图像传感器的操作的敏感周期之外。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，延迟量根据所述至少一个同步信号的占空比而变化。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个同步信号的持续时间不变。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个同步信号的脉冲被缩短或延长，使得其接通或断开发生在所述图像传感器的操作的敏感周期之外。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个同步信号的后续脉冲分别被延长或缩短一时间段，所述时间段基本上分别对应于前一脉冲的缩短或延长的时间段。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个同步信号被延迟，使得其接通或断开发生在所述图像传感器的操作的敏感周期内。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述至少一个同步信号是帧同步信号VSYNC和行同步信号HSYNC中的一个或更多个。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，由所述图像传感器产生的至少一个同步信号在被用于复位所述PWM驱动器之前被分频。

10.一种非暂时性数据载体，所述非暂时性数据载体携带控制代码以实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

11.一种布置成实现根据权利要求1-9中任一项所述的方法的装置。

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