CN114500783B - 具有差分感测结构的位置感测电路和位置控制设备以及相机模块 - Google Patents

Abstract

本公开涉及可以与位置控制设备一起使用的位置感测电路，该位置控制设备包括具有第一感测线圈和第二感测线圈的差分感测线圈单元，第一感测线圈和第二感测线圈设置成面对设置在透镜镜筒的一侧上的导体。位置感测电路包括：差分振荡电路，基于第一感测线圈的第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号，第一感测线圈的第一电感可根据导体的位置移动而变化，以及基于第二感测线圈的第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号，第二感测线圈的第二电感可根据导体的位置移动而变化；幅度检测电路，检测第一振荡信号的第一幅度和第二振荡信号的第二幅度；以及信号处理电路，计算第一幅度和第二幅度以计算位置值。本公开还涉及位置控制设备和包括该位置控制设备的相机模块。

Description

具有差分感测结构的位置感测电路和位置控制设备以及相机 模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月28日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0141217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通过引用并入本文中以用于所有目的。

技术领域

以下描述涉及具有差分感测结构的位置感测电路和位置控制设备。

背景技术

通常，相机模块可以包括：透镜镜筒，其包括多个透镜；自动对焦(AF)设备，其在光轴方向(通常为Z轴方向)上驱动透镜镜筒；以及光学图像稳定器(下文中称为“OIS”)设备，其在与光轴(Z轴)正交的两个方向(通常为X方向和Y方向，下文中称为“X-Y垂直轴”)上驱动透镜镜筒并校正手抖动。

为了增加OIS设备的驱动精确度的程度，需要用于光轴(例如，Z轴)和垂直轴(例如，X轴和/或Y轴)中的每一个的位置测量传感器来测量透镜镜筒的位置。

作为示例，霍尔传感器或光反射器(PR)传感器可以用作位置测量传感器，并且近来，可以采用使用线圈电感的感测方法来代替霍尔传感器或光反射器(PR)传感器。

传统的线圈电感感测方法是通过根据线圈电感的变化对振荡器的频率变化进行计数来检测透镜镜筒的位置的方法。

然而，为了提高传统线圈电感感测方法的感测能力，当使用两个感测线圈时，需要两个振荡电路来彼此不干扰地处理两个感测线圈中的每一个的电感，从而存在设备变得更加复杂的问题。

此外，当在现有的位置感测设备中使用两个振荡电路时，由两个振荡电路产生的振荡信号之间存在频率差，并且两个振荡信号相互分离，从而在温度补偿期间出现误差。

同时，在使用一个单线圈和一个振荡电路的位置感测设备中，当单线圈的电感(L)相对于导体的位置移动而改变时，振荡频率以振荡频率等式改变，因此，如果测量改变的振荡频率，则可以确认可变的位置值。

然而，如上所述，这种传统的单线圈感测方法需要两个振荡电路，两个频率计数器、两个操作电路等，使得该电路复杂，并且因此，存在制造成本和设备占用面积增加的问题。

此外，在使用两个线圈和两个振荡器结构的传统位置感测设备中，为了避免由两个振荡器产生的差分信号的相互干扰，两个振荡信号的振荡频率彼此不同。在这种情况下，存在噪声和温度特性在两个线圈之间不相同的问题，从而可能具有在温度补偿期间可能发生误差的问题。

发明内容

提供本发明内容部分旨在以简要的形式介绍对发明构思的选择，而在下面的具体实施方式部分中将进一步描述这些发明构思。本发明内容部分目的不在于确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不籍此帮助确定所要求保护的主题的范围。

公开了具有差分感测结构的位置感测电路和位置控制设备。可以通过根据设置在透镜镜筒中的导体的位置移动检测电感的变化来检测透镜镜筒的位置，并且因此，可以消除公共噪声，并且可以执行温度补偿。

在一个总的方面，位置感测电路与位置控制设备一起使用，该位置控制设备包括具有第一感测线圈和第二感测线圈的差分感测线圈单元，第一感测线圈和第二感测线圈设置成与设置在透镜镜筒的一侧上的导体间隔开，位置感测电路包括：差分振荡电路，基于第一感测线圈的第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号，第一感测线圈的第一电感可根据导体的位置移动而变化，以及基于第二感测线圈的第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号，第二感测线圈的第二电感可根据导体的位置移动而变化；幅度检测电路，用于检测第一振荡信号的第一幅度和第二振荡信号的第二幅度；以及信号处理电路，用于通过计算第一幅度和第二幅度来计算位置值。

位置感测电路可以包括位置控制器，位置控制器配置成基于位置值来控制导体的位置。

第一电感可以是第一感测线圈的电感，其一端连接到差分振荡电路的一端，并且其另一端连接到差分振荡电路的接地端子，以及第二电感可以是第二感测线圈的电感，其一端连接到差分振荡电路的另一端，并且其另一端连接到接地端子。不管导体的位置移动如何，第一电感和第二电感之和可以保持恒定值。

差分振荡电路可以包括：电容器电路，其连接到第一感测线圈的一端和第二感测线圈的一端，以与第一感测线圈和第二感测线圈一起形成谐振电路；以及振荡电路，其连接到电容器电路，并且配置成生成具有相反相位的第一振荡信号和第二振荡信号。

幅度检测电路可以包括幅度解调器和下变频混频器中的一个。

信号处理电路可以包括：A/D转换器，配置成将第一幅度和第二幅度分别转换为数字第一幅度和数字第二幅度；以及操作电路，配置成补偿公共失真并通过计算从A/D转换器输入的数字第一幅度和数字第二幅度来计算位置值。

操作电路可以配置成根据PV＝(VOP-VON)/(VOP+VON)来计算位置值(PV)，其中，VOP是数字第一幅度，以及VON是数字第二幅度。

位置感测电路可以包括校准电路，该校准电路配置成通过监测差分感测线圈单元的电感、电容和电阻中的至少一个的变化来校正相应值的变化。

在另一个总的方面，位置控制设备包括：差分感测线圈单元，具有第一电感和第二电感，第一电感和第二电感可根据设置在透镜镜筒的一侧上的导体的位置移动而彼此相对地变化(增大或减小)；差分振荡电路，连接到差分感测线圈单元，并且基于第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号以及基于第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号；幅度检测电路，用于检测第一振荡信号的第一幅度和第二振荡信号的第二幅度；以及信号处理电路，用于通过计算第一幅度和第二幅度来计算位置值。

位置控制设备可以包括位置控制器，其配置成基于位置值控制导体的位置。

中间连接节点可以在第一感测线圈和第二感测线圈之间的中间连接位置处连接到接地端子。

在另一个总的方面，相机模块包括：透镜镜筒；透镜模块，容纳在透镜镜筒内；导体，设置在透镜镜筒的一侧上；第一感测线圈，设置为面对导体并且配置成生成第一电感，第一电感可根据导体的位置移动而变化；第二感测线圈，设置为面对导体并且配置成生成第二电感，第二电感可根据导体的位置移动而变化，使得第一电感和第二电感之和保持恒定；电路，配置成基于第一电感和第二电感产生与导体相关联的位置值；以及控制器，配置成基于位置值来控制导体的位置。

该电路可配置成基于第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号，基于第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号，以及基于第一幅度和第二幅度计算位置值。

第一感测线圈和第二感测线圈可以连接到公共连接节点，并且公共连接节点可以接地。

第一感测线圈和第二感测线圈可以沿着与第一感测线圈和第二感测线圈面向导体的方向正交的方向彼此间隔开。

根据下面的具体实施方式、附图和所附权利要求，其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例的相机模块的配置框图。

图2是根据示例的位置控制设备的示例性视图。

图3是图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的图。

图4是示出图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的结构的视图。

图5是示出图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的结构的视图。

图6是图2的幅度检测电路和信号处理电路的图。

图7是图6的幅度检测电路的图。

图8是图2的幅度检测电路和信号处理电路的图。

图9是图8的幅度检测电路的视图。

图10的曲线(a)、(b)和(c)是第一振荡信号和第二振荡信号的幅度的图。

图11是示出第一线圈的Δ电感(ΔL)-第一幅度以及第二线圈的Δ电感(ΔL)-第二幅度之间的关系的曲线图。

图12是用于差分振荡信号的校准电路的图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指代相同的元件。出于清楚、说明和方便的目的，附图可能未按照比例绘制，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可能被夸大。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对本申请中所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，本申请中所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。本申请中所描述的操作的顺序仅仅是示例，并且除了必须以特定顺序发生的操作之外，不限于在本申请中所阐述的顺序，而是可以改变的，这对本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。另外，为了更加清楚和简洁，可省略对本领域的普通技术人员来说将为公知内容的功能和构造的描述。

本申请中所描述的特征可以以不同的形式实施，而不应被理解为受限于本申请中所描述的示例。更确切地，已经提供了本申请中所描述的示例，以使得本公开将是透彻和完整的，并将本公开的范围完全传达给本领域的普通技术人员。

应注意，在本申请中，相对于示例或实施方式使用措辞“可以”，例如关于示例或实施方式可以包括或实现的内容，意味着存在其中包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施方式，而所有示例和实施方式不限于此。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为位于另一元件“上”、“连接到”或“联接到”另一元件时，该元件可直接位于该另一元件“上”、直接“连接到”或直接“联接到”另一元件，或者可存在介于该元件与该另一元件之间的一个或多个其它元件。相反地，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件时，则不存在介于该元件与该另一元件之间的其它元件。

如本申请中所使用的，措辞“和/或”包括相关联的所列项目中的任何一项以及任何两项或更多项的任何组合。

尽管在本申请中可以使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的措辞来描述各种构件、部件、区域、层或部分，但是这些构件、部件、区域、层或部分不受这些措辞的限制。更确切地，这些措辞仅用于将一个构件、部件、区域、层或部分与另一个构件、部件、区域、层或部分区分开。因此，在不背离本申请中所描述的示例的教导的情况下，这些示例中提及的第一构件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称作第二构件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。

诸如“在……之上”、“较上”、“在……之下”和“较下”的空间相对措辞可以在本申请中为了描述便利而使用，以描述如附图中所示的一个元件相对于另一个元件的关系。除了涵盖附图中所描绘的定向之外，这些空间相对措辞旨在还涵盖设备在使用或操作中的不同的定向。例如，如果附图中的设备翻转，则描述为位于另一元件“之上”或相对于另一元件“较上”的元件将位于该另一元件“之下”或相对于该另一元件“较下”。因此，根据设备的空间定向，措辞“在……之上”涵盖“在......之上”和“在......之下”的两个定向。该设备还可以以其它方式定向(例如，旋转90度或在其它定向上)，并且本申请中使用的空间相对措辞应被相应地解释。

本申请中使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另有明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。措辞“包括”、“包含”和“具有”说明存在所述特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除一个或多个其它特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合的存在或添加。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示形状的变化。因此，本申请中描述的示例不限于附图中所示的具体形状，而是包括在制造期间出现的形状变化。

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组合本申请中描述的示例的特征。此外，尽管本申请中描述的示例具有多种配置，但是在理解本申请的公开内容之后将显而易见的其它配置也是可行的。

图1是根据示例的相机模块的配置框图。

参照图1，相机模块10可以包括外壳11、壳体12、透镜镜筒13、导体18、驱动线圈40和差分感测线圈单元50。

外壳11可以联接到壳体12，以及壳体12可以联接到外壳11，并且可以包括内部容纳空间。

例如，外壳11可以包括金属材料或者可以由金属材料制成，并且可以接地到安装在壳体12下方的基板的接地焊盘，并且因此，可以屏蔽在相机设备的驱动期间产生的电磁波。

透镜镜筒13可以设置在壳体12的容纳空间中，并且沿着光轴设置，以使包括多个透镜的透镜模块14嵌入。

导体18可以设置在透镜镜筒13的一部分的外部。例如，导体18可以是包括磁性材料的构件，或者可以是介电材料或磁体。

驱动线圈40可以安装在设置在壳体12上的基板30上，并且驱动线圈40可以面对导体18。这里，驱动线圈40可以是用于驱动的线圈。例如，当驱动电流流过驱动线圈40时，驱动力可以通过由驱动线圈40产生的电磁力传递到导体18，使得导体18的位置可以移动，并且因此，透镜模块14在透镜镜筒13(导体18附接至透镜镜筒13)中的位置可以在光轴(例如，Z轴)的方向或垂直轴(例如，X轴、Y轴)的方向上移动。

差分感测线圈单元50可以安装在与驱动线圈40相邻的基板30上，并且可以包括彼此相邻设置的第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2。

例如，第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2可以与导体18间隔开一定距离，例如，当导体18的位置移动时，由于差分感测线圈单元50和导体18之间的电磁力的相互作用，包括在差分感测线圈单元50中的第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2中的每一个的电感可以变化。

基于电感的变化，图2中的差分振荡电路100可以产生第一振荡信号S1和第二振荡信号S2，然后可以基于图2中的电路200、300和400中的第一振荡信号S1和第二振荡信号S2来检测导体18的位置。

将参考图2至图12描述导体18的位置检测操作。

对于每附图，可以省略对具有相同附图标记和相同功能的部件的不必要的冗余描述，并且可以为每附图描述可能的差异。

图2是根据示例的位置控制设备的示例性视图。

参照图2，位置控制设备可以包括差分感测线圈单元50和位置感测电路100、200、300和400。

参照图1和图2，差分感测线圈单元50可以包括第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2，第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2设置成间隔开，以面对设置在透镜镜筒13的一侧上的导体18。

因此，第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2可以包括第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1和第二电感L2根据导体18的位置移动而彼此相反地变化(增大或减小)。

作为示例，当第一电感L1增大时，第二电感L2可以减小。作为另一示例，当第一电感L1减小时，第二电感L2可以增大。

参照图2和图3，位置感测电路100、200、300和400可以包括差分振荡电路100、幅度检测电路200、信号处理电路300和位置控制器400。

差分振荡电路100可以连接到差分感测线圈单元50，并且可以基于第一感测线圈COL1的第一电感L1产生具有第一幅度VOP的第一振荡信号S1，第一振荡信号S1可以根据导体18的位置移动而变化，并且可以基于第二感测线圈COL2的第二电感L2产生具有第二幅度VON的第二振荡信号S2，第二振荡信号S2可根据导体18的位置移动而变化。

幅度检测电路200可以检测第一振荡信号S1的第一幅度VOP和第二振荡信号S2的第二幅度VON。

例如，可以通过整流方法或频率转换方法从第一振荡信号S1和第二振荡信号S2检测第一幅度VOP和第二幅度VON。

信号处理电路300可以通过计算第一幅度VOP和第二幅度VON来计算位置值。

例如，位置值PV可以是第一幅度VOP和第二幅度VON之间的差(VOP-VON)。作为另一示例，位置值PV可以通过计算第一幅度VOP和第二幅度VON之间的差(VOP-VON)和和(VOP+VON)来获得。

位置控制器400可以基于位置值PV来控制导体18的位置。例如，可以基于预定目标值和位置值PV之间的差值来产生控制信号。

图3是图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的图。

参照图3，差分感测线圈单元50可以包括第一感测线圈COL1、第二感测线圈COL2和中间连接节点Nm。

第一感测线圈COL1的一端连接到差分振荡电路100的一端，并且第一感测线圈COL1的另一端通过中间连接节点Nm连接到接地端子GND，并且第一感测线圈COL1可以提供第一电感L1，第一电感L1可以根据导体18的位置移动而变化。

第二感测线圈COL2的一端连接到差分振荡电路100的另一端，并且第二感测线圈COL2的另一端通过中间连接节点Nm连接到接地端子GND，并且第二感测线圈COL2可以提供第二电感L2，第二电感L2可以根据导体18的位置移动而与第一电感L1的变化相反地变化。

例如，当第一电感L1随着导体18的位置在任何一个方向上移动而增大时，第二电感L2可以减小。相反，当导体18在另一方向上移动时，当第一电感L1减小时，第二电感L2可以增大。

因此，不管导体18的位置移动如何，第一电感L1和第二电感L2的电感之和L1+L2可以保持在恒定值。基于如上所述的电感之和L1+L2确定的差分振荡电路100的振荡频率可以是恒定的。

中间连接节点Nm是位于第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2中间的连接节点，并且可以连接到接地端子GND。

差分振荡电路100可以包括电容器电路110和振荡电路120。

电容器电路110可以包括连接在第一感测线圈COL1的一端和第二感测线圈COL2的一端之间的电容器C1。电容器C1可以与第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2一起形成谐振电路105。

等式1：

振荡电路120可以包括漏极栅极交叉耦合晶体管M1和M2，以使包括由谐振电路105产生的谐振频率的信号以及连接在晶体管M1和M2的公共源极节点与地之间的电流源IS1振荡。

振荡电路120可以连接到电容器电路110，以产生具有彼此相反的相位的第一振荡信号S1和第二振荡信号S2。

第一振荡信号S1可以包括基于第一感测线圈COL1的第一电感L1的第一幅度VOP。第二振荡信号S2可以包括基于第二感测线圈COL2的第二电感L2的第二幅度VON。

例如，第一幅度VOP和第二幅度VON可以与第一电感L1和第二电感L2相关，如下面的等式2和等式3所示。

等式2：

VOP＝Ip x R1＝Ip x(L1)/[(r1+r2)x C]

等式3：

VON＝In x R2＝In x(L2)/[(r1+r2)x C]

在等式2和等式3中，Ip是流过晶体管M1的电流，而In是流过晶体管M2的电流。

R1是由第一感测线圈COL1的串联电阻r1的大小、第一电感L1和振荡电路120的电容确定的电阻分量，R2是由第二感测线圈COL2的串联电阻r2的大小、第二电感L2和振荡电路120的电容确定的电阻分量。C是电容器C1的电容。

此外，电感L1和L2以及电阻r1和r2的大小根据导体18的位置移动而不同地改变，并且通过这些变化值，R1和R2的大小在等式2和3中根据导体18的位置改变而改变。

例如，当导体18的位置移动时，随着导体18和第一感测线圈COL1之间的电磁力增大，并且导体18和第二感测线圈COL2之间的电磁力减小，通过它们之间的电磁力和涡流的作用，第一感测线圈COL1的第一电感L1可以减小(L1-ΔL)，并且第二感测线圈COL2的第二电感L2可以增大(L1+ΔL)。

同时，在图3中，已经描述了包括漏极栅极交叉耦合晶体管M1和M2以及电流源IS1的差分振荡电路作为示例，但是，由于差分振荡电路可以具有能够产生差分振荡信号的结构，因此其不限于图3所示的示例。

图4是示出图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的结构的图。

参照图4，差分感测线圈单元50的第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2可以设置成使得与导体18的重叠区域可以根据导体18的位置移动而变化(增大或减小)。

例如，随着导体18的位置移动，当导体18与第一感测线圈COL1之间的重叠区域增大并且导体18与第二感测线圈COL2之间的重叠区域减小时，由于它们之间的电磁力和涡流的作用，第一感测线圈COL1的第一电感L1可以减小(L1-ΔL)并且第二感测线圈COL2的第二电感L2可以增大(L1+ΔL)。

图5是图2的差分感测线圈单元和差分振荡电路的结构的视图。

参照图5，差分感测线圈单元50的第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2可以设置成使得与导体18的距离(空气间隙)可以根据导体18的位置移动而变化(增大或减小)。

例如，随着导体18的位置移动，当导体18与第一感测线圈COL1之间的距离增大并且导体18与第二感测线圈COL2之间的距离(空气间隙)减小时，通过它们之间的电磁力和涡流的作用，第一感测线圈COL1的第一电感L1可以减小(L1-ΔL)，并且第二感测线圈COL2的第二电感L2可以增大(L1+ΔL)。

其中电感根据导体18的位置移动而变化的结构已经作为示例参照图4和图5进行了描述，但是由于导体18和感测线圈之间的重叠区域和距离的改变，可能引起实际的电感变化，并且图4和图5所示的结构和操作仅是帮助理解本公开的示例，并且因此其示例不限于此。

幅度检测电路200可以包括幅度解调器210和下变频混频器220中的一个。这将参考图6至图9进行描述。

图6是图2的幅度检测电路和信号处理电路的图，以及图7是图6的幅度检测电路的图。

参照图6和图7，幅度检测电路200可以包括幅度解调器210。

例如，幅度解调器210可以包括第一整流电路211，其包括整流元件D20、作为无源元件的电容器C20以及电阻器R20，并且通过使用整流元件D20的整流功能和电容器C20的平滑功能，可以检测第一振荡信号S1的第一幅度VOP。同样，幅度解调器210可以包括第二整流电路212，其包括整流元件D20、作为无源元件的电容器C20以及电阻器R20，并且通过使用整流元件D20的整流功能和电容器C20的平滑功能，可以检测第二振荡信号S2的第二幅度VON。

信号处理电路300可以包括A/D转换器310和操作电路320。

A/D转换器310可以将第一幅度VOP转换为数字第一幅度VOP，并且将第二幅度VON转换为数字第二幅度VON。

操作电路320可以计算从A/D转换器310输入的数字第一幅度VOP和数字第二幅度VON，从而补偿公共失真并计算位置值PV。

例如，操作电路320可以如下面的等式4所示来计算数字第一幅度VOP和数字第二幅度VON，以计算位置值PV。

等式4：

PV＝(VOP-VON)/(VOP+VON)

如等式4所示，当通过计算数字第一幅度VOP和数字第二幅度VON来计算位置值PV时，可以计算从中移除了公共失真的位置值。

图8是图2的幅度检测电路和信号处理电路的图，以及图9是图2的幅度检测电路的图。

参照图8和图9，幅度检测电路200可以包括下变频混频器220。

下变频混频器220可以包括第一开关电路221和第二开关电路222，它们各自包括分别针对第一振荡信号S1和第二振荡信号S2中的每一个根据本地混频器时钟LO执行开关操作的开关元件SW和无源元件RL。当开关元件SW根据本地混频器时钟LO执行开关操作时，可以检测第一振荡信号S1的第一幅度VOP和第二振荡信号S2的第二幅度VON。

图10的曲线(a)、(b)和(c)是第一振荡信号和第二振荡信号的幅度的图。

图10的曲线图(a)是当导体18位于中间位置P0时第一振荡信号S1和第二振荡信号S2的波形的图。在中间位置，第一振荡信号S1和第二振荡信号S2的幅度相同，并且其谐振频率(freq＝fo)相同。

图10的曲线(b)是当导体18位于第一位置P1时第一振荡信号S1和第二振荡信号S2的波形的图。在第一位置P1，第一振荡信号S1的幅度VOP大于第二振荡信号S2的幅度VON，并且两个信号的谐振频率(freq＝fo)相同。

图10的曲线图(c)是当导体18位于第二位置P2时第一振荡信号S1和第二振荡信号S2的波形的图。在第二位置P2，第一振荡信号S1的幅度VOP低于第二振荡信号S2的幅度VON，并且两个信号的谐振频率(freq＝fo)相同。

如上所述，在根据导体18的位置的第一位置P1，第一振荡信号S1的幅度VOP和第二振荡信号S2的幅度VON发生变化，从而可以通过使用第一振荡信号S1的幅度VOP和第二振荡信号S2的幅度VON来检测导体18的位置。

图11是示出第一线圈的Δ电感(ΔL)-第一幅度和第二线圈的Δ电感(ΔL)-第二幅度之间的关系的曲线图。

在图11中，G1是根据导体18的位置(例如，第一位置P1、中间位置P0和第二位置P2)的第一线圈的Δ电感(ΔL)和第一线圈的第一幅度VOP之间的关系的曲线图。G2是根据导体18的位置(例如，第一位置P1、中间位置P0和第二位置P2)的第二线圈的Δ电感(ΔL)和第二幅度VON之间的关系的曲线图。

例如，Δ电感(ΔL)可以是根据导体18在第一感测线圈COL1中的位置(例如，第一位置P1、中间位置P0、第二位置P2)可变的电感。此外，如果中间位置P0的重叠区域的尺寸在中间，则在第一位置P1，可能存在第一感测线圈COL1和导体18的重叠区域大于中间位置P0的重叠区域，并且第二感测线圈COL2和导体18的重叠区域可以小于中间位置P0的重叠区域的情况。可以假定，在第二位置P2，第一感测线圈COL1和导体18的重叠区域小于第二感测线圈COL2和导体18的重叠区域，并且第二感测线圈COL2和导体18的重叠区域大于中间位置P0的重叠区域。

参照图11所示的G1，随着Δ电感ΔL增大，第一幅度VOP可以根据第一感测线圈COL1和导体18之间的重叠区域的改变而减小。

参照G2，根据第二感测线圈COL2和导体18之间的重叠区域的改变，随着Δ电感ΔL增大，第二幅度VON可以增大。

换句话说，根据面对第一感测线圈COL1和第二感测线圈COL2的导体18的位置移动，可以将电感变化量(Δ电感)作为差分变化量添加到第一电感L1和第二电感L2中或者从第一电感L1和第二电感L2中减去电感变化量(Δ电感)。因此，第一幅度VOP和第二幅度VON可以增大或减小，并且在相反的位置移动中，第一幅度VOP和第二幅度VON可以减小或增大。

图12是用于差分振荡信号的校准电路的图。

参照图12，位置控制设备还可以包括校准电路500。

校准电路500可以监测差分感测线圈单元50的电感Ls、电容Cs和电阻Rs中的至少一个的变化，以校正相应值的变化。

例如，校准电路500可以包括频率计数器510、存储器单元520、比较单元530和校准计算器540。

频率计数器510可以对第一振荡信号S1和第二振荡信号S2中的每一个的振荡频率进行计数，以提供第一频率计数值和第二频率计数值。

存储器单元520可以存储在预定参考位置处获得的第一频率计数值和第二频率计数值以及第一幅度VOP和第二幅度VON作为在驱动开始时的参考值。

在周期性感测检查模式或感测检查模式周期期间，比较单元530可接收在预定参考位置处获得的第一频率计数值和第二频率计数值以及第一幅度值和第二幅度值，以与存储在存储器单元520中的相应参考值进行比较，以确定其间是否存在变化。

当由于比较单元530的比较结果而发生预定值或更大的变化时，校准计算器540可以校准由位置控制器400检测到的位置值PV。

因此，即使由于长期使用差分感测线圈单元50而使第一感测线圈和第二感测线圈的初始模型值波动一定量，也可对其进行监测，使得在位置控制器的控制操作中不存在问题，并且因此可将校正值提供给位置控制器，从而可校正位置值的波动。

同时，根据各种示例的位置控制设备的位置控制器可以在计算环境中实现，在该计算环境中，处理器(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理器(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA))、存储器(易失性存储器(例如，RAM)、非易失性存储器(例如，ROM和闪存RAM))、输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备、红外相机、视频输入设备等)、输出设备(例如，显示器、扬声器、打印机等)和通信连接设备(例如，调制解调器、网络接口卡(NIC)、集成网络接口、无线频率发射器/接收器、红外端口，USB连接设备等)互连(例如，外围组件互连(PCI)、USB、固件(IEEE 1394)、光总线结构，网络等)。

计算环境可以被实现为个人计算机、服务器计算机、手持或膝上型设备、移动设备(移动电话、PDA、媒体播放器等)、多处理器系统、消费电子设备、小型计算机、大型计算机以及包括上述随机系统或设备的分布式计算环境，但不限于此。

如上所述，根据各种示例，包括差分感测结构，并且通过使用根据设置在透镜镜筒中的导体的位置移动在差分感测结构中产生的差分振荡信号的幅度，可以感测透镜镜筒的位置，并且因此，不存在频率干扰，可以消除公共噪声，并且可以执行温度补偿。

另外，由于一个差分振荡电路共用两个线圈，因此可以通过计算差分振荡信号来降低频率干扰，并且可以有效地消除公共噪声。

具体地，通过使用两个线圈和差分振荡电路，即使当导体的位置移动时两个线圈的电感是可变的，振荡频率也是不可变的，因此两个线圈之间没有频率干扰，并且两个线圈的电感的变化量可以反映在差分振荡信号的幅度的变化中，并且可以感测差分振荡信号的幅度的变化以检测导体的位置移动。

此外，由于用于两个线圈的振荡器被实现为一个差分振荡电路，所以两个线圈的振荡频率是相同的，这有利于补偿公共失真，并且由于使用差分振荡信号的幅度，所以可以消除公共噪声和温度变化量，并且因此具有可以在失真中检测到精确的位置值的优点。

虽然本公开包括具体的示例，但是对于本领域的普通技术人员来说将显而易见的是，在不背离权利要求及其等同方案的精神和范围的情况下，可对这些示例作出形式和细节上的各种改变。本申请中描述的示例应仅以描述性的意义进行理解，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述应理解为可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术被执行为具有不同的顺序，和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的部件以不同的方式组合和/或由其它部件或其等同物替换或补充，则仍可实现适当的结果。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方案限定，并且在权利要求及其等同方案的范围内的所有变型都应被理解为包括在本公开中。

Claims (20)

1.位置感测电路，用于与位置控制设备一起使用，所述位置控制设备包括差分感测线圈单元，所述差分感测线圈单元具有第一感测线圈和第二感测线圈，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈设置成与设置在透镜镜筒的一侧上的导体间隔开，所述位置感测电路包括：

差分振荡电路，配置成基于所述第一感测线圈的第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号，所述第一感测线圈的第一电感根据所述导体的位置移动而变化，以及基于所述第二感测线圈的第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号，所述第二感测线圈的第二电感根据所述导体的位置移动而变化，

幅度检测电路，配置成检测所述第一振荡信号的所述第一幅度，以及检测所述第二振荡信号的所述第二幅度；以及

信号处理电路，配置成通过计算所述第一幅度和所述第二幅度来检测位置值。

2.根据权利要求1所述的位置感测电路，还包括位置控制器，所述位置控制器配置成基于所述位置值来控制所述导体的位置。

3.根据权利要求1所述的位置感测电路，其中，所述第一电感是所述第一感测线圈的电感，所述第一感测线圈的一端连接到所述差分振荡电路的一端，并且所述第一感测线圈的另一端连接到所述差分振荡电路的接地端子，以及

所述第二电感是所述第二感测线圈的电感，所述第二感测线圈的一端连接到所述差分振荡电路的另一端，并且所述第二感测线圈的另一端连接到所述接地端子，

其中，所述第一电感和所述第二电感之和保持恒定值，而与所述导体的所述位置移动无关。

4.根据权利要求3所述的位置感测电路，其中，所述差分振荡电路包括：

电容器电路，所述电容器电路连接到所述第一感测线圈的一端和所述第二感测线圈的一端，以与所述第一感测线圈和所述第二感测线圈一起形成谐振电路；以及

振荡电路，连接到所述电容器电路，并且配置成生成具有相反相位的所述第一振荡信号和所述第二振荡信号。

5.根据权利要求1所述的位置感测电路，其中，所述幅度检测电路包括幅度解调器和下变频混频器中的一个。

6.根据权利要求1所述的位置感测电路，其中，所述信号处理电路包括：

A/D转换器，配置成将所述第一幅度和所述第二幅度分别转换为数字第一幅度和数字第二幅度；以及

操作电路，配置成补偿公共失真并通过计算从所述A/D转换器输入的所述数字第一幅度和所述数字第二幅度来计算所述位置值。

7.根据权利要求6所述的位置感测电路，其中，所述操作电路配置成根据PV＝(VOP-VON)/(VOP+VON)来计算所述位置值，其中，PV是所述位置值，VOP是所述数字第一幅度，以及VON是所述数字第二幅度。

8.根据权利要求1所述的位置感测电路，还包括校准电路，所述校准电路配置成通过监测所述差分感测线圈单元的电感、电容和电阻中的至少一个的变化来校正相应值的变化。

9.位置控制设备，包括：

差分感测线圈单元，具有第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感根据设置在透镜镜筒的一侧上的导体的位置移动而彼此相反地变化；

差分振荡电路，连接到所述差分感测线圈单元，并且配置成基于所述第一电感生成具有第一幅度的第一振荡信号，以及基于所述第二电感生成具有第二幅度的第二振荡信号；

幅度检测电路，配置成检测所述第一振荡信号的所述第一幅度以及检测所述第二振荡信号的所述第二幅度；以及

信号处理电路，配置成通过计算所述第一幅度和所述第二幅度来检测位置值。

10.根据权利要求9所述的位置控制设备，还包括位置控制器，所述位置控制器配置成基于所述位置值来控制所述导体的位置。

11.根据权利要求9所述的位置控制设备，其中，所述差分感测线圈单元包括：

第一感测线圈，所述第一感测线圈的一端连接到所述差分振荡电路的一端，并且所述第一感测线圈的另一端连接到接地端子，所述第一感测线圈具有所述第一电感；

第二感测线圈，所述第二感测线圈的一端连接到所述差分振荡电路的另一端，并且所述第二感测线圈的另一端连接到所述接地端子，所述第二感测线圈具有所述第二电感；以及

中间连接节点，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈之间的中间连接位置处连接到所述接地端子。

12.根据权利要求11所述的位置控制设备，其中，所述差分振荡电路包括：

电容器电路，连接到所述第一感测线圈的一端和所述第二感测线圈的一端，以与所述第一感测线圈和所述第二感测线圈一起形成谐振电路；以及

振荡电路，连接到所述电容器电路，并且配置成生成具有相反相位的所述第一振荡信号和所述第二振荡信号。

13.根据权利要求9所述的位置控制设备，其中，所述幅度检测电路包括幅度解调器和下变频混频器中的一个。

14.根据权利要求9所述的位置控制设备，其中，所述信号处理电路包括：

A/D转换器，配置成将所述第一幅度和所述第二幅度分别转换为数字第一幅度和数字第二幅度；以及

操作电路，配置成补偿公共失真并基于所述数字第一幅度和所述数字第二幅度计算所述位置值。

15.根据权利要求14所述的位置控制设备，其中，所述操作电路配置成根据PV＝(VOP-VON)/(VOP+VON)来计算所述位置值，其中，PV是所述位置值，VOP是所述数字第一幅度，以及VON是所述数字第二幅度。

16.根据权利要求9所述的位置控制设备，还包括校准电路，所述校准电路配置成通过监测所述差分感测线圈单元的电感、电容和电阻中的至少一个的变化来校正相应值的变化。

17.相机模块，包括：

透镜镜筒；

透镜模块，容纳在所述透镜镜筒内；

导体，设置在所述透镜镜筒的一侧上；

第一感测线圈，设置为面对所述导体并且配置成生成第一电感，所述第一电感根据所述导体的位置移动而变化；

第二感测线圈，设置为面对所述导体并且配置成生成第二电感，所述第二电感根据所述导体的位置移动而变化使得所述第一电感和所述第二电感之和保持恒定；

电路，配置成基于所述第一电感和所述第二电感产生与所述导体相关联的位置值；以及

控制器，配置成基于所述位置值来控制所述导体的位置。

18.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述电路配置成基于所述第一电感产生具有第一幅度的第一振荡信号，基于所述第二电感产生具有第二幅度的第二振荡信号，以及基于所述第一幅度和所述第二幅度计算所述位置值。

19.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈连接到公共连接节点，并且所述公共连接节点接地。

20.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈沿着与所述第一感测线圈和所述第二感测线圈面向所述导体的方向正交的方向彼此间隔开。