音圈電機傳感器和控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音圈電機位移傳感器。本發(fā)明也涉及一種音圈電機控制器。本發(fā)明也涉及一種用于相機的鏡頭聚焦音圈電機控制器。更進一步地，本發(fā)明涉及一種確定音圈電機的位移的方法。
【背景技術】
[0002]許多消費電子產品，如移動電話，包括照相功能。一般的，該種相機包括自動聚焦(AF)功能。自動聚焦要求對鏡頭組精確的目標控制，以使得照相機能聚焦在目標對象上并提供清晰的影象。對于AF系統(tǒng)，使用音圈電機(Voice Coil Motors (VCM))來控制鏡頭組的位置是非常常見的。音圈電機由于其小尺寸、低成本和易實現的優(yōu)點被廣泛的使用。應當理解的是，音圈電機也廣泛應用于其他電子設備中的定位或啟動元件。

【發(fā)明內容】

[0003]根據本發(fā)明的第一個方面，提供一種音圈電機位移傳感器，所述傳感器被配置為將預定頻率下的交替的測量信號施加于音圈電機，該傳感器被配置為用音圈電機兩端的電壓和流經音圈電機的電流的測量來確定預定頻率下該音圈電機的阻抗，以及用該阻抗和預定的位移-阻抗函數來估算該音圈電機的位移。
[0004]用交替的測量信號和音圈電機的電壓和電流參數的測量值可以確定音圈電機的位移，是有益的。音圈電機通常是由直流電輸入信號驅動的，已經發(fā)現應用交替的測量信號能夠更精確的確定電機的位移，而不會對電機的操作帶來不利的影響。傳感器因此能使用測量信號和預定函數來確定音圈電機的阻抗和電感，從而確定電機的位移的估計值。
[0005]該測量信號可能包含低振幅(也許與施加到電機的輸入信號相比)和高頻率(超過2kHz)信號，除輸入信號之外，該測量信號被施加到音圈電機或者驅動電路。該測量信號提供交替的信號，用于傳感器的測量，目的是確定音圈電機在特定位移的阻抗。
[0006]該測量信號可能包含預定頻率的聲調。該測量信號可能具有可聽范圍之外的頻率。該測量信號可能具有大于2kHz的頻率。該測量信號可能具有大于音圈電機諧振頻率四倍頻程的頻率。該頻率的測量信號可能對于避免不需要的VCM運動是有利的。例如，VCM的諧振頻率通常是在50到150Hz之間的范圍內。應當理解的是，阻抗-位移關系必須在為測量信號選擇的頻率范圍內被可靠測量。
[0007]該測量信號可能包含多個音調，每個音調具有不同的頻率。測量信號可以包含噪音，該噪音在預定頻率范圍內被引入到輸入信號。
[0008]根據本發(fā)明的第二個方面，提供一種用于控制相機的音圈電機的音圈電機控制器，所述控制器包括本發(fā)明的第一個方面所述的音圈電機位移傳感器，該控制器被配置為用該傳感器確定的估計的位移來控制音圈電機的位移。
[0009]電機控制器可以使用閉環(huán)反饋技術來控制音圈電機，是有利的。它改進了操作的準確度和速度。電機控制器僅僅要求傳感器的使用，該傳感器測量音圈電機兩端的電壓和流過音圈電機的電流，以確定估計的位移，這樣的成本效益是好的。電機控制器不需要其他傳感器的輸入，例如霍爾傳感器或者位置傳感器，能夠通過傳感器測量的電壓和電流的值得到估計的位置。已經發(fā)現，通過使用音圈電機的電感對于用交替測量信號得到的位移的依賴性，可以改進音圈電機位置的控制。操作中，音圈電機基本由直流電或者低頻驅動電流驅動，因此用于各個音圈電機的位移-阻抗函數的特性可以預先被執(zhí)行和存儲。位移-阻抗函數可能包含位移和音圈阻抗的查找表，當控制器確定阻抗時，它可能參考此查找表。可以理解的是，音圈電機可能被用于控制相機的音圈電機，它也可能同樣的被用于其他電子設備中用于安置元件的其他VCM。
[0010]音圈電機控制器可能被配置為施加輸入信號到音圈電機，以驅動它到目標位移。該輸入信號可能包含直流電輸入信號。因而，該電機控制器可能初步確定例如距離自動聚焦控制器的目標位移，其包括把與音圈電機相關聯的鏡頭組移動到特別的位置的指令。這可能把圖像帶入到焦點或者用于尋找能使圖片進入焦點的鏡頭組的位置。
[0011]音圈電機控制器可能被配置為結合輸入信號和傳感器的交替的測量信號，用于提供到音圈電機。因此，由傳感器確定的估計位移可能發(fā)生在VCM的正常操作中。
[0012]電機控制器被配置為接收所需要的位置，例如透鏡組距離自動焦點控制器所需要的距離，該電機控制器被配置為確定所述輸入信號的值，以驅動所述音圈電機達到與所需要的位置相應的目標位移。
[0013]電機控制器可能被配置為被配置為基于目標位移和估計位移的差值修改輸入信號。音圈電機控制器可以使用傳感器基于最初的輸入信號來確定音圈電機的位移的準確性，是有利的。如果與目標位移有偏差，輸入信號可以基于反饋修改輸入信號，來移動音圈電機，以便更精確的采用目標位置。
[0014]電機控制器可能被配置為被配置為存儲對輸入信號所做的修改，用于后續(xù)確定輸入信號，該輸入信號包括所存儲的修改。因而，該電機控制器可能包括表格或函數，該表格或函數關聯了目標位移與施加到音圈電機或它的驅動電路的輸入信號?；趤碜怨烙嬑灰频姆答仯摫砀窕蚝瘮悼赡鼙恍薷?。當自動聚焦控制器接下來要求電機控制器移動音圈電機到特定的目標位移時，可能產生更精確的輸入信號。
[0015]電機控制器可能構成自動聚焦控制器的一部分。因而，電機控制器包括相機的自動調焦控制器，該自動調焦控制器被配置為控制用于聚焦相機的鏡頭組的位置。
[0016]根據本發(fā)明的第三個方面，提供一種確定音圈電機的位移的方法，該方法包括步驟:將預定頻率下的交替的測量信號施加于音圈電機；
[0017]測量音圈電機兩端的電壓和流經音圈電機的電流；
[0018]用所述電壓和電流的測量值來確定音圈電機的阻抗；
[0019]用所述阻抗和預定的位移-阻抗函數來確定所述音圈電機的位移。
[0020]通過該方法確定的位移是音圈電機位移的估計值，它可以被用于錯誤識別、電機控制、診斷或其他的目的。該方法可能包括步驟:向音圈電機施加直流電輸入信號，以將它驅動到目標位置。該方法可能包括步驟:結合直流電輸入信號和交替的測量信號。該方法可能包括控制音圈電機的方法，如被配置為定位相機的鏡頭組的音圈電機，該方法包括步驟:基于確定的位移來控制音圈電機的位移。
[0021]根據本發(fā)明的第四個方面，提供一種集成電路，包括本發(fā)明第一個方面所述的音圈電機位移傳感器或版本發(fā)明第二個方面所述的音圈電機控制器，或者被配置為本發(fā)明第三個方面所述的方法。
[0022]根據本發(fā)明的第五個方面，提供一種電子設備，包括本發(fā)明第二個方面所述的音圈電機控制器，該電機控制器被配置為控制與所述電子設備的相機的鏡頭組有關聯的音圈電機。
[0023]根據本發(fā)明的第六個方面，提供一種確定用于音圈電機的阻抗-位移函數的方法，該方法包括步驟:
[0024]1.施加輸入信號以驅動音圈電機到特定的位移；
[0025]i1.出輸入信號外，將交替的測量信號施加于音圈電機；
[0026]ii1.測量音圈電機兩端的電壓和流經音圈電機的電流；
[0027]iv.用所述電壓和電流的測量值來確定音圈電機的阻抗；
[0028]V.測量音圈電機的實際位移；
[0029]v1.關聯確定的阻抗與實際位移；
[0030]用不同的信號重復步驟ii到Vi。
【附圖說明】
[0031]圖1顯示了一種具有連接到音圈電機的鏡頭組的相機元件；
[0032]圖2顯示了一種與自動焦點聚焦控制器有關的電機控制器；
[0033]圖3顯不了電機控制器的一個例子；和
[0034]圖4顯示了確定指示鏡頭組的位移的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]圖1示出了具有多個鏡頭的鏡頭組2的相機元件I。鏡頭組2相對于圖像傳感器3的位置是由音圈電機控制4的。特別是，鏡頭組2是設置在轉臺5內的，轉臺5是設置在鏡筒6內的。鏡筒6從外殼7延伸，鏡筒6包括圖像傳感器。音圈電機4包括動力部件8，本例中動力部件8包括電磁體，以及靜止部件9，在本例中靜止部件9包括永久磁鐵，按照傳統(tǒng)的樣子。對電磁體施加輸入信號，產生了磁場。電流流過音圈電機，在磁場下產生反作用，音圈電機以此向轉臺提供動力。轉臺5由彈簧組10約束在默認位置。音圈電機4因而提供克服彈簧阻力的動力，以使透鏡組2從其默認位置轉移。
[0036]圖2顯示了音圈電機控制器20，它包括音圈電機位移傳感器和自動聚焦控制器21，自動聚焦控制器21為照相機元件I的音圈電機4提供控