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CN109839787B - 致动器 - Google Patents

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CN109839787B CN201811312358.2A CN201811312358A CN109839787B CN 109839787 B CN109839787 B CN 109839787B CN 201811312358 A CN201811312358 A CN 201811312358A CN 109839787 B CN109839787 B CN 109839787B
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

本公开提供一种致动器。所述致动器包括：检测目标，设置在透镜镜筒的表面上；位置检测单元，包括两个或更多个感测线圈并被构造为检测所述检测目标在与光轴垂直的第一方向上的位移，其中，当所述检测目标在与所述光轴垂直的第二方向上运动时，所述两个或更多个感测线圈中的每个与所述检测目标之间的重叠的面积保持恒定，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。

Description

致动器
本申请要求于2017年11月24日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0158296号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国申请的全部公开内容出于所有的目的通过引用包含于此。
技术领域
本申请涉及一种致动器和包括该致动器的相机模块。
背景技术
近来，诸如蜂窝电话、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通常已被实现为具有执行视频数据的传输以及文本或音频数据的传输的能力。根据这样的趋势，近来，相机模块已成为便携式通信终端中的标准，以能够进行视频数据的传输、允许视频聊天等。
通常，相机模块包括透镜镜筒(透镜镜筒具有设置于其中的透镜)、将透镜镜筒容纳于其中的壳体以及将被摄体的图像转换为电信号的图像传感器。用于以固定焦点捕捉被摄体的图像的单焦型相机模块可用作相机模块。然而，近来，根据技术的发展，已使用包括能够自动聚焦(AF)的致动器的相机模块。此外，相机模块可包括用于光学图像稳定(OIS)的致动器，以抑制由于手抖动导致的分辨率降低现象。
以上信息作为背景信息呈现，以仅帮助理解本公开内容。对于以上信息中的任何信息是否可适用作为针对本公开内容的现有技术，没有做出确定，也没有做出断言。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的选择的构思。本发明内容不意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
在一个总体方面，一种致动器包括：检测目标，设置在透镜镜筒的表面上；以及位置检测单元，包括两个或更多个感测线圈并被构造为检测所述检测目标在与光轴垂直的第一方向上的位移。当所述检测目标在与所述光轴垂直的所述第二方向上运动时，所述两个或更多个感测线圈中的每个与所述检测目标之间的重叠的面积保持恒定，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。
所述第一方向可对应于与设置有所述两个或更多个感测线圈的表面垂直的方向。
所述第二方向可对应于与设置有所述两个或更多个感测线圈的表面平行的方向。
所述两个或更多个感测线圈可包括主感测线圈和子感测线圈。
所述主感测线圈的电感可大于所述子感测线圈的电感。
所述主感测线圈和所述子感测线圈可被设置为面对所述检测目标。
所述检测目标在第二方向上可运动的范围可被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，所述子感测线圈可设置在所述主感测线圈的所述中空部的内部。
所述主感测线圈可被设置为面对所述检测目标，并且所述子感测线圈可设置在所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围之外。
所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围可被定位为所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈可设置在所述主感测线圈的所述中空部的外部。
在另一总体方面，一种致动器包括：检测目标，设置在透镜镜筒的表面上；振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，所述两个或更多个振荡电路中的每个包括感测线圈；以及检测单元，被构造为响应于分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率之间的差，计算所述检测目标在与光轴垂直的第一方向上的位置。当所述检测目标在与所述光轴垂直的第二方向上运动时，所述两个或更多个振荡信号的所述频率保持恒定，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。
所述两个或更多个感测线圈可包括主感测线圈和子感测线圈，并且当所述检测目标在所述第二方向上运动时，所述主感测线圈和所述子感测线圈中的每个与所述检测目标之间的重叠的面积可保持恒定。
所述主感测线圈的电感可大于所述子感测线圈的电感。
所述主感测线圈和所述子感测线圈可被设置为面对所述检测目标。
所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围可被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈可设置在所述主感测线圈的所述中空部的内部。
所述主感测线圈可被设置为面对所述检测目标，并且所述子感测线圈可设置在所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围之外。
所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围可被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈可设置在所述主感测线圈的所述中空部的外部。
在另一总体方面，一种致动器，包括：第一检测目标和第二检测目标，所述第一检测目标设置在主体的第一表面上，第二检测目标设置在所述主体的第二表面上；以及检测单元，包括两个或更多个第一感测线圈和两个或更多个第二感测线圈，所述两个或更多个第一感测线圈被构造为检测所述第一检测目标的与所述第一表面垂直的位移，所述两个或更多个第二感测线圈被构造为检测第二检测目标的与所述第二表面垂直的位移。当所述主体在与所述第一表面垂直的方向上运动时，所述第一检测目标与所述第一感测线圈的重叠面积保持恒定，当所述主体在与所述第二表面垂直的方向上运动时，所述第二检测目标与所述第二感测线圈的重叠面积保持恒定。
所述主体可包括透镜镜筒，所述透镜镜筒具有与所述第一表面和所述第二表面平行的光轴。
所述两个或更多个第一感测线圈可包括不同电感的线圈。所述两个或更多个第二感测线圈可包括不同电感的线圈。
所述致动器还可包括：计算单元，被构造为从包括所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的电路接收振荡信号，并输出与每个接收的信号对应的频率。所述检测单元还可被构造为响应于与所述两个或更多个第一感测线圈对应的频率之间的差计算所述主体在与所述第一表面垂直的方向上的位置，并响应于与所述两个或更多个第二感测线圈对应的频率之间的差计算所述主体在与所述第二表面垂直的方向上的位置。
通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将显而易见。
附图说明
图1是示出相机模块的示例的分解透视图。
图2是示出图1的相机模块中使用的致动器的示例主要单元的框图。
图3是示出示例位置检测单元的框图。
图4至图7是示出根据各种示例的感测线圈和检测目标的设置的示图。
图8是示出主感测线圈的电感的示例的曲线图。
贯穿附图和具体实施方式，相同的参考标号表示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
提供以下具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解了本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并不限于在此阐述的示例，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，在理解本申请的公开内容之后可进行将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域中已知的特征的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式实现，并且将不被解释为受限于在此描述的示例。更确切的说，已提供在此描述的示例，仅仅为了示出在理解了本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的很多可行方式中的一些可行方式。
在此，应注意，针对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……)表示存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，然而所有的示例和实施例不限于此。
本公开的一方面提供一种能够在不使用霍尔传感器的情况下精确地检测磁体的位置的相机模块的致动器。
图1是示出相机模块的示例的分解透视图。
参照图1，根据在此公开的示例的相机模块100包括壳体单元110、致动器120、透镜模块130和球支承部140。
相机模块100被构造为执行自动聚焦功能和光学图像稳定功能中的一个或更多个。作为示例，为了使相机模块100执行自动聚焦功能和光学图像稳定功能，透镜模块130在壳体单元110中在光轴方向(Z轴方向)和与光轴垂直的方向(X轴方向和Y轴方向)上运动。
壳体单元110包括壳体111和屏蔽外壳112。壳体111可利用易于模塑的材料形成。例如，壳体111可利用塑料形成。一个或更多个致动器120安装在壳体111中。作为示例，第一致动器121的一些组件安装在壳体111的第一侧表面上，第二致动器122的一些组件安装在壳体111的第二侧表面和第三侧表面上。壳体111被构造为将透镜模块130容纳于其中。作为示例，将透镜模块130完全地或部分地容纳于其中的空间形成在壳体111中。
壳体111的六个表面是开口的。作为示例，用于图像传感器的孔形成在壳体111的底表面中，安装透镜模块130的矩形孔形成在壳体111的顶表面中。此外，壳体111的第一侧表面是以这样的方式开口的：使得第一致动器121的第一驱动线圈121a可被插入到开口中；壳体111的第二侧表面和第三侧表面是以这样的方式开口的：使得第二致动器122的第二驱动线圈122a可被插入到开口中。
屏蔽外壳112被构造为覆盖壳体111的部分。作为示例，屏蔽外壳112被构造为覆盖壳体111的顶表面和四个侧表面。可选地，屏蔽外壳112可被构造为仅覆盖壳体111的四个侧表面或者可被构造为部分地覆盖壳体111的顶表面和四个侧表面。屏蔽外壳112阻挡在驱动相机模块期间产生的电磁波。电磁波可在驱动相机模块时产生，并且当电磁波被发射到相机模块的外部时，该电磁波可影响其他电子组件，引起通信错误或故障。为了防止这样的问题，屏蔽外壳112可利用金属形成并可接地到安装在壳体111的底表面上的基板的接地焊盘，以阻挡电磁波。同时，当屏蔽外壳112利用塑料注塑制品形成时，导电涂料可被涂覆到屏蔽外壳112的内表面，或者导电膜或导电胶带可被附着到屏蔽外壳112的内表面，以阻挡电磁波。在这种情况下，导电涂料可以是导电环氧树脂，但不限于此。也就是说，可使用具有导电性的各种材料作为导电涂料。
致动器120的数量可以是多个。作为示例，致动器120包括第一致动器121和第二致动器122，其中，第一致动器121被构造为使透镜模块130在Z轴方向上运动，第二致动器122被构造为使透镜模块130在X轴方向和Y轴方向上运动。
第一致动器121安装在壳体111和透镜模块130的第一框架131上。作为示例，第一致动器121的一些组件安装在壳体111的第一侧表面上，第一致动器121的其他组件安装在第一框架131的第一侧表面上。第一致动器121可使透镜模块130在Z轴方向上运动。作为示例，第一致动器121包括第一驱动线圈121a、第一磁体121b、第一基板121c和一个或更多个自动聚焦(AF)感测线圈121d。第一驱动线圈121a和AF感测线圈121d形成在第一基板121c上。第一基板121c安装在壳体111的第一侧表面上，并且第一磁体121b安装在第一框架131的面对第一基板121c的第一侧表面131c上。
被构造为向第一驱动线圈121a提供驱动信号的第一驱动装置(未示出)可设置在第一基板121c上。第一驱动装置将驱动信号施加到第一驱动线圈121a，以向第一磁体121b提供驱动力。第一驱动装置可包括向第一驱动线圈121a提供驱动信号的驱动器集成电路(IC)。当驱动信号从第一驱动装置施加到第一驱动线圈121a时，通过第一驱动线圈121a产生磁通量，并且该磁通量与第一磁体121b的磁场相互作用，以根据弗莱明左手定则产生使第一框架131和透镜镜筒134能够进行相对于壳体111的相对运动的驱动力。第一驱动装置可包括H桥电路，该H桥电路被双向地驱动，以将驱动信号施加到第一驱动线圈121a。
透镜镜筒134通过第一框架131的运动沿与第一框架131的运动方向相同的方向运动。第一致动器121通过AF感测线圈121d感测第一磁体121b的磁场的强度，以检测第一框架131和透镜镜筒134的位置。
AF感测线圈121d设置在第一驱动线圈121a的外部，并包括一个或更多个线圈。AF感测线圈121d的电感响应于第一磁体121b的位移而改变。当第一磁体121b沿一个方向运动时，对AF感测线圈121d具有影响的第一磁体121b的磁场的强度改变，因此AF感测线圈121d的电感改变。第一致动器121从一个或更多个AF感测线圈121d的电感的变化确定透镜镜筒134和第一框架131的位移。作为示例，第一致动器121还包括一个或更多个电容器，并且该一个或更多个电容器以及AF感测线圈121d可形成预定的振荡电路。作为示例，包括在第一致动器121中的电容器的数量对应于AF感测线圈121d的数量，并且一个电容器和一个AF感测线圈121d以诸如预定的LC振荡器的形式或以诸如任何公知的科耳皮兹振荡器(Colpittsoscillator)的形式而构造。
第一致动器121从由振荡电路产生的振荡信号的频率的变化来确定透镜镜筒134的位移。详细地讲，当形成振荡电路的AF感测线圈121d的电感改变时，由振荡电路产生的振荡信号的频率改变，因此透镜镜筒134的位移基于频率的变化来检测。
第二致动器122安装在壳体111和透镜模块130的第三框架133上。作为示例，第二致动器122的一些组件安装在壳体111的第二侧表面和第三侧表面上，第二致动器122的其他组件安装在第三框架133的第二侧表面和第三侧表面上。同时，在另一示例中，第二致动器122安装在壳体111和第三框架133的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面中的所有侧表面上，或者可安装在第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面彼此接触的拐角上。
第二致动器122使透镜模块130在X轴方向和Y轴方向上运动。作为示例，第二致动器122包括第二驱动线圈122a、第二磁体122b、第二基板122c和光学图像稳定(OIS)感测线圈122d(例如，第一OIS感测线圈122d_1、第二OIS感测线圈122d_2、第三OIS感测线圈122d_3和第四OIS感测线圈122d_4)。
第二驱动线圈122a和OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4形成在第二基板122c上。作为示例，第二驱动线圈122a的数量是二，并且该两个第二驱动线圈122a分别设置在第二基板122c的第二侧表面和第三侧表面上。此外，OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4的数量是四，并且两个OIS感测线圈122d_1和122d_2设置在第二基板122c的第二侧表面上，其他两个OIS感测线圈122d_3和122d_4设置在第二基板122c的第三侧表面上。该两个OIS感测线圈122d_1和122d_2检测透镜镜筒134在Y轴方向上的运动，其他两个OIS感测线圈122d_3和122d_4检测透镜镜筒134在X轴方向上的运动。
第二基板122c具有其一侧或更多侧敞口的大致的矩形形状，并安装为包围壳体111的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面。多个第二磁体122b分别安装在第三框架133的第二侧表面和第三侧表面上，以面对设置在第二基板122c上的第二驱动线圈122a。
被构造为向第二驱动线圈122a提供驱动信号的第二驱动装置(未示出)可设置在第二基板122c上。第二驱动装置将驱动信号施加到第二驱动线圈122a，以向第二磁体122b提供驱动力。第二驱动装置可包括向第二驱动线圈122a提供驱动信号的驱动器IC。详细地，当驱动信号从第二驱动装置提供给第二驱动线圈122a时，通过第二驱动线圈122a产生磁通量，并且该磁通量与第二磁体122b的磁场相互作用。第二驱动装置改变在第二驱动线圈122a与第二磁体122b之间产生的磁力的大小和方向，以使第二框架132或第三框架133能够进行相对于第一框架131的相对运动。第二驱动装置可包括H桥电路，该H桥电路被双向地驱动，以将驱动信号施加到第二驱动线圈122a。
透镜镜筒134通过第二框架132或第三框架133的运动而沿与第二框架132或第三框架133的运动方向相同的方向运动。第二致动器122利用OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4感测第二磁体122b的磁场的强度，以检测透镜镜筒134和第二框架132或第三框架133的位置。第二致动器122从OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4的电感的变化检测第二框架132或第三框架133的位置。
透镜模块130安装在壳体单元110中。作为示例，透镜模块130容纳在通过壳体111和屏蔽外壳112形成的容纳空间中，以能够在至少三个轴方向上运动。透镜模块130包括多个框架。作为示例，透镜模块130包括第一框架131、第二框架132和第三框架133。
第一框架131被构造为能够相对于壳体111运动。作为示例，第一框架131通过上述第一致动器121在壳体111的Z轴方向上运动。引导槽131a和131b形成在第一框架131中。作为示例，沿Z轴方向延伸以被拉长的第一引导槽131a形成在第一框架131的第一侧表面中，沿Y轴方向延伸以被拉长的多个第二引导槽131b分别形成在第一框架131的内底表面的四个拐角中。第一框架131被制造为使得第一框架131的三个或更多个侧表面是开口的。作为示例，第一框架131的第二侧表面和第三侧表面是开口的，使得安装在第三框架133上的第二磁体122b与安装在设置于壳体111上的第二基板122c上的第二驱动线圈122a可彼此面对。
第二框架132安装在第一框架131中。作为示例，第二框架132安装在第一框架131的内部空间中。第二框架132被构造为相对于第一框架131在Y轴方向上运动。作为示例，第二框架132沿着第一框架131的第二引导槽131b在Y轴方向上运动。
第三引导槽132a形成在第二框架132中。作为示例，沿X轴方向延伸以被拉长的四个第三引导槽132a分别形成在第二框架132的四个拐角中。第三框架133安装在第二框架132上。第三框架133安装在第二框架132的上表面上。第三框架133被构造为相对于第二框架132在与光轴垂直的X轴方向上运动。作为示例，第三框架133沿着第二框架132的第三引导槽132a在X轴方向上运动。第二磁体122b安装在第三框架133上。作为示例，两个第二磁体122b分别安装在第三框架133的第二侧表面和第三侧表面上。同时，在另一示例中，上述第三框架133与第二框架132一体地形成。在这种情况下，第三框架133被省略，并且第二框架132在X轴方向和Y轴方向上运动。
透镜模块130包括透镜镜筒134。作为示例，透镜模块130包括包含一个或更多个透镜的透镜镜筒134。透镜镜筒134可具有中空的圆柱形形状，使得用于捕捉被摄体的图像的一个或更多个透镜被容纳在其中，并且所述一个或更多个透镜沿着光轴设置在透镜镜筒134中。堆叠在透镜镜筒134中的透镜的数量取决于透镜镜筒134的选定设计，并且这些透镜具有诸如相同的折射率或不同的折射率等的光学特性。
透镜镜筒134安装在第三框架133中。作为示例，透镜镜筒134装配到第三框架133中，从而与第三框架133一体地运动。透镜镜筒134被构造为沿Z轴方向、X轴方向和Y轴方向运动。作为示例，透镜镜筒134通过第一致动器121在Z轴方向上运动，并通过第二致动器122在X轴方向和Y轴方向上运动。
球支承部140引导透镜模块130的运动。作为示例，球支承部140被构造为使得透镜模块130在光轴方向和与光轴垂直的方向上平顺地运动。球支承部140包括第一球支承件141、第二球支承件142和第三球支承件143。作为示例，第一球支承件141设置在第一框架131的第一引导槽131a中，以允许第一框架131在光轴方向上平顺地运动。作为另一示例，第二球支承件142设置在第一框架131的第二引导槽131b中，以允许第二框架132在与光轴垂直的第一方向上平顺地运动。作为另一示例，第三球支承件143设置在第二框架132的第三引导槽132a中，以允许第三框架133在与光轴垂直的第二方向上平顺地运动。
第一球支承件141和第二球支承件142中的每个可包括三个或更多个支承件，第一球支承件141和第二球支承件142中的每个的三个或更多个支承件分别设置在第一引导槽131a或第二引导槽131b中。
用于减少摩擦和噪声的润滑材料可填充在设置有球支承部140的所有部分中。作为示例，粘性流体可被注入到相应的引导槽131a、131b和132a中。可使用具有优良的粘度和润滑特性的润滑脂作为粘性流体。
图2是示出在这里公开的示例中的相机模块中使用的致动器的示例主要单元的框图。图2的示例中的致动器200可对应于图1的第二致动器122。
当图2的致动器200对应于图1的第二致动器122时，致动器200使透镜镜筒在与光轴垂直的方向上运动，以执行相机模块的OIS功能。因此，当图2的致动器200执行光学图像稳定功能时，驱动装置210将驱动信号施加到驱动线圈220，以向磁体提供在与光轴垂直的方向上的驱动力。
本示例中的致动器200包括驱动装置210、驱动线圈220、检测目标230和位置检测单元240。
驱动装置210响应于从外部源施加的输入信号Sin和由位置检测单元240产生的反馈信号Sf而产生驱动信号Sdr，并将产生的驱动信号Sdr提供给驱动线圈220。当驱动信号Sdr从驱动装置210施加到驱动线圈220时，透镜镜筒通过驱动线圈220与磁体之间的电磁相互作用而在与光轴垂直的方向上运动。
位置检测单元240被构造为经由检测目标230计算通过磁体与驱动线圈220之间的电磁相互作用而运动的透镜镜筒的位置，以产生反馈信号Sf，并将反馈信号Sf提供给驱动装置210。检测目标230设置在透镜镜筒的一侧，以在与透镜镜筒的运动方向相同的方向上运动。作为示例，检测目标230设置在透镜镜筒的第一表面和第二表面中的每个上并面对位置检测单元240的感测线圈。例如，检测目标230包括设置在透镜镜筒的所述第一表面上的第一检测目标和设置在透镜镜筒的所述第二表面上的第二检测目标。在另一示例中，除了透镜镜筒之外，检测目标230还设置在结合到透镜镜筒的框架上。这里，透镜镜筒的第一表面和第二表面指的是透镜镜筒的分别与垂直于光轴方向的两个方向正交的两个表面。
检测目标230可利用磁性材料和导体中的一种或更多种形成。作为示例，检测目标230对应于包括在图1的第二致动器122中的第二磁体122b。然而，在另一示例中，除了第二磁体122b之外，检测目标230还使用另外的元件来构造。
位置检测单元240包括感测线圈，并被构造为响应于感测线圈的电感来计算透镜镜筒的位置。当设置在透镜镜筒的一侧的检测目标230运动时，感测线圈与检测目标之间的距离改变，因此位置检测单元240响应于感测线圈的电感来计算透镜镜筒在X轴方向和Y轴方向上的位置，其中，感测线圈的电感响应于检测目标230的运动而改变。在这种情况下，包括在位置检测单元240中的感测线圈可对应于包括在图1的第二致动器122中的OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4。
图3是示出示例位置检测单元的框图。将在下文中参照图1至图3描述通过位置检测单元240计算透镜镜筒的位置的操作。
示例中的位置检测单元240包括振荡单元241、计算单元243和检测单元245。
振荡单元241包括用于产生振荡信号的第一振荡电路单元241X和第二振荡电路单元241Y。第一振荡电路单元241X和第二振荡电路单元241Y中的每个包括两个或更多个振荡电路。第一振荡电路单元241X被设置为面对透镜镜筒的第一表面，第二振荡电路单元241Y被设置为面对透镜镜筒的第二表面。这里，透镜镜筒的第一表面和第二表面指的是透镜镜筒的分别与垂直于光轴方向的两个方向正交的两个表面。
第一振荡电路单元241X包括第一主振荡电路241a和第一子振荡电路241b，第二振荡电路单元241Y包括第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d。
第一主振荡电路241a、第一子振荡电路241b、第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d中的每个包括用于构成预定的LC振荡器的感测线圈和电容器。详细地，第一主振荡电路241a包括第一主感测线圈ML1和第一主电容器MC1，第一子振荡电路241b包括第一子感测线圈SL1和第一子电容器SC1，第二主振荡电路241c包括第二主感测线圈ML2和第二主电容器MC2，第二子振荡电路241d包括第二子感测线圈SL2和第二子电容器SC2。
分别包括在第一主振荡电路241a、第一子振荡电路241b、第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d中的第一主感测线圈ML1、第一子感测线圈SL1、第二主感测线圈ML2、第二子感测线圈SL2可对应于包括在图1的第二致动器122中的OIS感测线圈122d_1、122d_2、122d_3和122d_4。作为示例，第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1对应于设置在第二基板122c的第二侧表面上的两个OIS感测线圈122d_1和122d_2，第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2可对应于设置在第二基板122c的第三侧表面上的另两个OIS感测线圈122d_3和122d_4。
第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1被设置为面对透镜镜筒的第一表面，第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2被设置为面对透镜镜筒的第二表面。
设置第一主感测线圈ML1以用于检测透镜镜筒在Y轴方向上的位置，设置第一子感测线圈SL1来去除由于温度等引起的噪声。第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1二者的电感响应于透镜镜筒在Y轴方向上的运动而改变，但是由于透镜镜筒在Y轴方向上的运动而引起的第一子感测线圈SL1的电感的变化需要被尽可能多的限制。因此，作为示例，第一子感测线圈SL1的直径是第一主感测线圈ML1的直径的1/20至1/5。因此，第一子感测线圈SL1的电感是第一主感测线圈ML1的电感的1/20至1/5。此外，作为另一示例，第一子感测线圈SL1不与检测目标重叠。
为了去除噪声，从由第一主感测线圈ML1产生的频率减去由第一子感测线圈SL1产生的频率。
此外，设置第二主感测线圈ML2以用于检测透镜镜筒在X轴方向上的位置，设置第二子感测线圈SL2来去除由于温度等引起的噪声。第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2二者的电感响应于透镜镜筒在X轴方向上的运动而改变，但是由于透镜镜筒在X轴方向上的运动引起的第二子感测线圈SL2的电感的变化需要被尽可能多的限制。因此，作为示例，第二子感测线圈SL2的直径是第二主感测线圈ML2的直径的1/20至1/5。因此，第二子感测线圈SL2的电感是第二主感测线圈ML2的电感的1/20至1/5。此外，作为另一示例，第二子感测线圈SL2不与检测目标重叠。
为了去除噪声，从由第二主感测线圈ML2产生的频率减去由第二子感测线圈SL2产生的频率。
可以以各种类型的公知的振荡器的形式来构造示意性示出的图3的第一主振荡电路241a、第一子振荡电路241b、第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d。
第一主振荡电路241a、第一子振荡电路241b、第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d的振荡信号的频率分别通过第一主感测线圈ML1、第一子感测线圈SL1、第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感来确定。
当通过包括感测线圈和电容器的LC振荡器来实现振荡电路时，振荡信号的频率“f”可通过等式1来表示。在等式1中，“l”指示第一主感测线圈ML1、第一子感测线圈SL1、第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的各自的电感，“c”指示第一主电容器MC1、第一子电容器SC1、第二主电容器MC2和第二子电容器SC2的各自的电容。
等式1
Figure BDA0001855128600000131
当透镜镜筒运动时，对第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的电感产生影响的第一检测目标2301的磁场的强度改变，并且对第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感产生影响的第二检测目标2302的磁场的强度改变。第一主感测线圈ML1、第一子感测线圈SL1、第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感因而改变。因此，分别从第一主振荡电路241a、第一子振荡电路241b、第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d输出的第一主振荡信号SoscM1、第一子振荡信号SoscS1、第二主振荡信号SoscM2和第二子振荡信号SoscS2的频率响应于检测目标2301和检测目标2302的运动而改变。在本示例中，具有高磁导率的磁性材料可分别设置在第一检测目标2301与第一主振荡电路241a之间以及第二检测目标2302与第二主振荡电路241c之间，以提高第一主感测线圈ML1和第二主感测线圈ML2响应于检测目标2301和检测目标2302的运动而改变的电感的变化比率。
第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的电感通过透镜镜筒在Y轴方向上的运动而改变。当透镜镜筒在Y轴方向上运动的同时也在X轴方向上运动时，为了限制第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的电感由于透镜镜筒在X轴方向上的运动而引起的变化，第一检测目标2301与第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1之间的重叠的面积保持恒定。因此，当透镜镜筒在X轴方向上运动时，第一主振荡信号SoscM1和第一子振荡信号SoscS1的频率保持恒定。
同样地，第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感通过透镜镜筒在X轴方向上的运动而改变。当透镜镜筒在X轴方向上运动的同时也在Y轴方向上运动时，为了限制第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感由于透镜镜筒在Y轴方向上的运动而引起的变化，第二检测目标2302与第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2之间的重叠的面积保持恒定。因此，当透镜镜筒在Y轴方向上运动时，第二主振荡信号SoscM2和第二子振荡信号SoscS2的频率保持恒定。
图4至图7是示出根据各种示例的感测线圈和检测目标的布置的示图。参照图4至图7，示出第一主感测线圈ML1、第一子感测线圈SL1和第一检测目标2301的示例，但是下面提供的说明和示例描述也可应用于第二主感测线圈ML2、第二子感测线圈SL2和第二检测目标2302。在图4至图7中，X1和X2指示第一检测目标2301在X轴方向上可运动的范围。
参照图4，第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的全部区域与第一检测目标2301重叠。这里，为了限制为了去除由于温度等引起的噪声而设置的第一子感测线圈SL1的电感由于第一检测目标2301在Y轴方向上的运动而引起的变化，第一子感测线圈SL1被制造为具有与第一主感测线圈ML1的电感的1/20至1/5对应的电感。在本示例中，第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1设置在驱动线圈的中空部中。
参照图5，第一主感测线圈ML1的全部区域与第一检测目标2301重叠，第一子感测线圈SL1不与第一检测目标2301重叠。因此，为了去除由于温度等引起的噪声而设置的第一子感测线圈SL1的电感由于第一检测目标2301在Y轴方向上的运动而引起的变化被限制。在本示例中，第一主感测线圈ML1设置在驱动线圈的中空部中，第一子感测线圈SL1设置在驱动线圈的外部。
参照图6，第一主感测线圈ML1不与第一检测目标2301重叠，第一子感测线圈SL1的全部区域与第一检测目标2301重叠。这里，为了限制为了去除由于温度等引起的噪声而设置的第一子感测线圈SL1的电感由于第一检测目标2301在Y轴方向上的运动而引起的变化，第一子感测线圈SL1被制造为具有与第一主感测线圈ML1的电感的1/20至1/5对应的电感。在本示例中，驱动线圈设置在第一主感测线圈ML1的中空部中，第一子感测线圈SL1设置在驱动线圈的中空部中。
参照图7，第一主感测线圈ML1不与第一检测目标2301重叠，第一子感测线圈SL1也不与第一检测目标2301重叠。因此，为了去除由于温度等引起的噪声而设置的第一子感测线圈SL1的电感由于第一检测目标2301在Y轴方向上的运动而引起的变化被限制。在本示例中，驱动线圈设置在第一主感测线圈ML1的中空部中，第一子感测线圈SL1设置在第一主感测线圈ML1的外部。
参照图4至图7，第一检测目标2301可在与透镜镜筒的运动方向相同的方向上沿着X轴或Y轴运动。当第一检测目标2301沿着Y轴运动时，第一检测目标2301在与设置有第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的表面垂直的方向上运动，因此第一检测目标2301与第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1之间的重叠的面积可以是恒定的。此外，当第一检测目标2301沿着X轴运动时，第一检测目标2301可运动到达位置X1和位置X2，因此第一检测目标2301与第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1之间的重叠的面积可保持恒定。也就是说，当第一检测目标2301沿着X轴运动时，第一检测目标2301在X轴方向上可运动的范围被定位为在第一主感测线圈ML1的中空部中重叠。因此，当透镜镜筒在X轴方向上运动时，第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的电感由于透镜镜筒在X轴方向上的运动而引起的变化被限制。
图8是示出主感测线圈的电感的示例的曲线图。
在图8中，横轴“R”指示主感测线圈与检测目标之间的距离与主感测线圈的直径的比率，纵轴指示主感测线圈的电感。这里，主感测线圈与检测目标之间的距离指的是当检测目标在与设置有主感测线圈的表面垂直的方向上运动时主感测线圈与检测目标之间的距离。
参照图8，当主感测线圈与检测目标之间的距离与主感测线圈的直径的比率“R”是0.5或者比0.5小时，主感测线圈的电感的变化比率大，因此检测目标的位置可被精确地检测到。然而，当主感测线圈与检测目标之间的距离与主感测线圈的直径的比率“R”大于0.5时，主感测线圈的电感的变化比率变小，因此检测目标的位置可能无法被精确地检测到。
当与图4和图5的所示示例相比时，在图6和图7的所示示例中，主感测线圈的直径增加，使得即使在主感测线圈与检测目标之间的最大距离的附近，也可精确地检测到检测目标。
再次参照图3，由于如上所述第一主感测线圈ML1和第一子感测线圈SL1的电感由于透镜镜筒在X轴方向上的运动引起的变化被限制，所以从分别从第一主振荡电路241a和第一子振荡电路241b输出的第一主振荡信号SoscM1和第一子振荡信号SoscS1来检测透镜镜筒在Y轴方向上的位置。同样地，由于第二主感测线圈ML2和第二子感测线圈SL2的电感由于透镜镜筒在Y轴方向上的运动而引起的变化被限制，所以从分别从第二主振荡电路241c和第二子振荡电路241d输出的第二主振荡信号SoscM2和第二子振荡信号SoscS2来检测透镜镜筒在X轴方向上的位置。
计算单元243可计算由第一主振荡电路241a产生的第一主振荡信号SoscM1的频率f_SoscM1、第一子振荡电路241b产生的第一子振荡信号SoscS1的频率f_SoscS1、第二主振荡电路241c产生的第二主振荡信号SoscM2的频率f_SoscM2和第二子振荡电路241d产生的第二子振荡信号SoscS2的频率f_SoscS2。作为示例，计算单元243可使用参考时钟来计算第一主振荡信号SoscM1的频率f_SoscM1、第一子振荡信号SoscS1的频率f_SoscS1、第二主振荡信号SoscM2的频率f_SoscM2和第二子振荡信号SoscS2的频率f_SoscS2。详细地，计算单元243可对对应于振荡信号的参考时钟的数进行计数，并可使用计数的参考时钟的数和参考时钟的频率来计算频率。作为示例，计算单元243可利用参考时钟对参考区间期间的振荡信号进行计数。
检测单元245可从计算单元243接收第一主振荡信号SoscM1的频率f_SoscM1、第一子振荡信号SoscS1的频率f_SoscS1、第二主振荡信号SoscM2的频率f_SoscM2和第二子振荡信号SoscS2的频率f_SoscS2，并响应于频率f_SoscM1、f_SoscS1、f_SoscM2和f_SoscS2来确定透镜镜筒在X轴方向和Y轴方向上的位置。
检测单元245被构造为从第一主频率f_SoscM1与第一子频率f_SoscS1之间的差来计算透镜镜筒在Y轴方向上的位置，并从第二主频率f_SoscM2与第二子频率f_SoscS2之间的差来计算透镜镜筒在X轴方向上的位置。根据本示例，通过从第一主频率f_SoscM1减去第一子频率f_SoscS1或者从第二主频率f_SoscM2减去第二子频率f_SoscS2来从主频率去除噪声，因此可确保抗噪声的感测特性。
检测单元245可包括存储器，并且与振荡信号的频率对应的透镜镜筒的位置信息被存储在存储器中。可通过包括闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和铁电随机存取存储器(FeRAM)中的一种或更多种的非易失性存储器来实现存储器。检测单元245可通过将基于第一主频率f_SoscM1与第一子频率f_SoscS1之间的差和/或第二主频率f_SoscM2与第二子频率f_SoscS2之间的差的计算结果与存储在存储器中的透镜镜筒的位置信息进行比较来确定透镜镜筒的位置。
同时，参照图5和图7，第一子感测线圈SL1被设置为使得不与第一检测目标2301重叠，图3的与第一子感测线圈SL1类似地设置的第二子感测线圈SL2也可被设置为使得不与面对第二子感测线圈SL2的第二检测目标2302重叠。
在在此公开的示例中，第一子感测线圈SL1和第二子感测线圈SL2可被彼此集成为单个集成的子感测线圈，以降低相机模块的致动器的制造成本。作为示例，集成的子感测线圈设置在第一主感测线圈ML1和第二主感测线圈ML2中的在不与检测目标重叠的区域中的一个的一侧。作为另一示例，集成的子感测线圈设置在透镜镜筒的在第一主感测线圈ML1与第二主感测线圈ML2之间的拐角区域中。因此，为了去除由于温度等引起的噪声而设置的集成的子感测线圈的电感由于检测目标在X轴方向和Y轴方向上的运动的检测的干扰而引起的变化被限制。
如上所阐述的，在在此公开的示例中的相机模块的致动器可从感测线圈的电感的变化来精确地检测透镜镜筒的位置。此外，相机模块的致动器不使用单独的霍尔传感器，从而可降低相机模块的致动器的制造成本，并且可提高相机模块的致动器的空间效率。
虽然本公开包括特定的示例，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被理解为描述性含义，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。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及它们的等同物限定，并且在权利要求及它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。

Claims (20)

1.一种致动器，包括：
检测目标，设置在透镜镜筒的表面上；以及
位置检测单元，包括两个或更多个感测线圈并被构造为检测所述检测目标在与光轴垂直的第一方向上的位移，
其中，当所述检测目标在与光轴垂直的第二方向上运动时，所述两个或更多个感测线圈中的每个与所述检测目标之间的重叠的面积保持恒定，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。
2.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述第一方向对应于与设置有所述两个或更多个感测线圈的表面垂直的方向。
3.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述第二方向对应于与设置有所述两个或更多个感测线圈的表面平行的方向。
4.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述两个或更多个感测线圈包括主感测线圈和子感测线圈。
5.根据权利要求4所述的致动器，其中，所述主感测线圈的电感大于所述子感测线圈的电感。
6.根据权利要求5所述的致动器，其中，所述主感测线圈和所述子感测线圈被设置为面对所述检测目标。
7.根据权利要求5所述的致动器，其中，所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，所述子感测线圈设置在所述主感测线圈的所述中空部的内部。
8.根据权利要求4所述的致动器，其中，所述主感测线圈被设置为面对所述检测目标，并且所述子感测线圈设置在所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围之外。
9.根据权利要求4所述的致动器，其中，所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈设置在所述主感测线圈的所述中空部的外部。
10.一种致动器，包括：
检测目标，设置在透镜镜筒的表面上；
振荡单元，包括两个或更多个振荡电路，所述两个或更多个振荡电路中的每个包括感测线圈；以及
检测单元，被构造为响应于分别从所述两个或更多个振荡电路输出的两个或更多个振荡信号的频率之间的差，计算所述检测目标在与光轴垂直的第一方向上的位置，
其中，当所述检测目标在与光轴垂直的第二方向上运动时，所述两个或更多个振荡信号的所述频率保持恒定，其中，所述第二方向不同于所述第一方向。
11.根据权利要求10所述的致动器，其中，所述两个或更多个感测线圈包括主感测线圈和子感测线圈，并且
当所述检测目标在所述第二方向上运动时，所述主感测线圈和所述子感测线圈中的每个与所述检测目标之间的重叠的面积保持恒定。
12.根据权利要求11所述的致动器，其中，所述主感测线圈的电感大于所述子感测线圈的电感。
13.根据权利要求12所述的致动器，其中，所述主感测线圈和所述子感测线圈被设置为面对所述检测目标。
14.根据权利要求12所述的致动器，其中，所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈设置在所述主感测线圈的所述中空部的内部。
15.根据权利要求11所述的致动器，其中，所述主感测线圈被设置为面对所述检测目标，并且所述子感测线圈设置在所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围之外。
16.根据权利要求11所述的致动器，其中，所述检测目标在所述第二方向上可运动的范围被定位为在所述主感测线圈的中空部中重叠，并且所述子感测线圈设置在所述主感测线圈的所述中空部的外部。
17.一种致动器，包括：
第一检测目标和第二检测目标，所述第一检测目标设置在主体的第一表面上，所述第二检测目标设置在所述主体的第二表面上，以及
检测单元，包括两个或更多个第一感测线圈和两个或更多个第二感测线圈，所述两个或更多个第一感测线圈被构造为检测所述第一检测目标的与所述第一表面垂直的位移，所述两个或更多个第二感测线圈被构造为检测所述第二检测目标的与所述第二表面垂直的位移，
其中，当所述主体在与所述第一表面垂直的方向上运动时，所述第一检测目标与所述第一感测线圈的重叠面积保持恒定，当所述主体在与所述第二表面垂直的方向上运动时，所述第二检测目标与第二感测线圈的重叠面积保持恒定。
18.根据权利要求17所述的致动器，其中，所述主体包括透镜镜筒，所述透镜镜筒具有与所述第一表面和所述第二表面平行的光轴。
19.根据权利要求17所述的致动器，其中，所述两个或更多个第一感测线圈包括不同电感的线圈，并且
其中，所述两个或更多个第二感测线圈包括不同电感的线圈。
20.根据权利要求17所述的致动器，还包括：计算单元，被构造为从包括所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的电路接收振荡信号，并输出与每个接收的信号对应的频率，
其中，所述检测单元还被构造为响应于与所述两个或更多个第一感测线圈对应的频率之间的差计算所述主体在与所述第一表面垂直的方向上的位置，并响应于与所述两个或更多个第二感测线圈对应的频率之间的差计算主体在与所述第二表面垂直的方向上的位置。
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