CN114002894A - 相机光圈的控制器和驱动设备及电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种相机光圈的控制器和驱动设备及一种电子设备。所述控制器包括：信号处理电路，其被配置为基于分别从第一位置传感器和第二位置传感器接收的第一检测信号和第二检测信号，产生与所述光圈的当前位置相对应的检测位置值，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器被配置为检测光圈的孔径位置；控制电路，其被配置为将第一孔径位置和第二孔径位置之间的区间设置为多个控制区间，并且在接收到改变所述光圈的孔径位置的命令时，基于所述检测位置值对所述多个控制区间中的每一个执行相应的控制操作以控制所述光圈的移动操作；以及驱动电路，其被配置为产生驱动电流，并将所产生的驱动电流提供给线圈，所述线圈被配置为在所述控制器的控制下驱动所述光圈。

Description

相机光圈的控制器和驱动设备及电子设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0086315的优先权，出于所有目的将其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

以下描述涉及一种控制电路和一种相机光圈驱动设备。

背景技术

通常，在移动设备等中实现的相机可以利用光圈来调节照明。通过使用光圈，可以调整入射到相机中的光的量。

由于在车辆受到的强冲击时和在车辆正常行驶期间产生的外力下，机动车辆中实施的战地相机的光圈应当稳定地保持当前光圈位置，因此在移动设备的相机光圈组件中，可以在光圈的宽孔径位置和窄孔径位置中的每一个中设置强磁体，以保持光圈的位置。

然而，在使用这种强磁体的光圈组件中，当光圈从宽孔径位置改变到窄孔径位置时，或者当光圈从窄孔径位置改变到宽孔径位置时，存在这样的问题，即，由于磁轭和磁体之间的吸力，光圈的组件可能在物理上相互碰撞。

因此，可能发生光圈寿命的可靠性的问题以及在改变光圈的孔径时发生碰撞之后光圈会长时间振动的问题，这可能导致图像信号质量的恶化。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一般方面，相机光圈的控制器包括：信号处理电路，其被配置为基于分别从第一位置传感器和第二位置传感器接收的第一检测信号和第二检测信号，产生与所述光圈的当前位置相对应的检测位置值，第一位置传感器和第二位置传感器被配置为检测光圈的孔径位置的；控制电路，其被配置为将第一孔径位置和第二孔径位置之间的区间设置为多个控制区间，并且在接收到改变所述光圈的孔径位置的命令时，基于所述检测位置值对所述多个控制区间中的每一个执行相应的控制操作以控制所述光圈的移动操作；以及驱动电路，其被配置为产生驱动电流，并将所产生的驱动电流提供给线圈，所述线圈被配置为在所述控制器的控制下驱动所述光圈。

所述控制器可以包括：软着陆控制器，其被配置为基于所述检测位置值来检测所述多个控制区间中与所述光圈的当前位置对应的相应控制区间，并执行与检测到的控制区间对应的相应控制操作；比例-积分-微分(PID)控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第一控制操作在所述多个控制区间中的第一控制区间和第二控制区间中操作，并且执行闭环PID控制操作，使得所述检测位置值跟随目标值，并且在相应控制区间中控制正向驱动电流的产生或反向驱动电流的产生；开环控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第二控制操作在所述多个控制区间中的第三控制区间中操作，并且执行开环控制，并控制正向驱动电流的产生；以及选择器，其被配置为基于所述软着陆控制器的选择控制来从所述PID控制器和所述开环控制器中的每一者输入的控制码中选择一个控制码，并且将所选择的控制码输出到所述驱动电路。

当所述检测位置值低于第一阈值时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第一控制区间，并且可以被配置为通过所述PID控制器控制正向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最大目标值。

当所述检测位置值高于第一阈值并且没有所述检测位置值超过第二阈值的历史时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第二控制区间，并且可以被配置为通过所述PID控制器控制反向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最小目标值。

当所述检测位置值高于第二阈值时，或者当所述检测位置值低于所述第二阈值，并且存在所述检测位置值超过所述第二阈值的历史时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第三控制区间，并且通过执行所述开环控制的所述开环控制器来控制正向驱动电流的产生。

所述PID控制器可以被配置为在所述第一控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第一驱动电流的产生，以便为所述光圈的所述叶片产生大于起始位置的静磁力的移动磁力。

所述PID控制器可以被配置为在所述第二控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的反向的第二驱动电流的产生，以降低所述光圈的所述叶片朝向到达位置的移动速度。

所述开环控制器可以被配置为在所述第三控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第三驱动电流的产生，以使所述光圈的所述叶片在所述到达位置中就位。

当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片未在反向移动方向上移动时，所述开环控制器可以被配置为控制正向的第三驱动电流的产生，其中所述第三驱动电流低于所述叶片的正向移动方向的参考电流，并且当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片在反向移动方向上移动时，所述开环控制器可以被配置为控制所述正向的第三驱动电流的产生，其中所述第三驱动电流高于所述叶片的正向移动方向的参考电流。

所述信号处理电路被配置为使用所述第一传感信号和所述第二传感信号来根据以下等式获得所述检测位置值：

SP＝(SH1+SH2)/(SH1-SH2)，

其中SH1是所述第一传感信号，SH2是所述第二传感信号，SP是所述检测位置值。

所述驱动电路可以包括电流设置寄存器，所述电流设置寄存器针对从宽孔径到窄孔径以及从窄孔径到宽孔径的每一个变化分别独立地设置，以在所述控制电路的控制下为所述多个控制区间中的每一个产生不同的驱动电流。

所述多个控制区间中的第一控制区间的控制操作可以独立于所述多个控制区间中的第二控制区间的控制操作。

在一般方面，一种相机光圈的驱动设备包括：第一位置传感器，其被配置为当光圈在第一孔径位置和第二孔径位置之间移动时，基于第一光圈位置检测第一传感信号；第二位置传感器，其被配置为当所述光圈在所述第一孔径位置和所述第二孔径位置之间移动时，基于第二光圈位置检测第二传感信号；信号处理电路，其被配置为基于所述第一传感信号和所述第二传感信号产生与所述光圈的当前位置对应的检测位置值；控制电路，其被配置为将所述第一孔径位置和所述第二孔径位置之间的区间设置为多个控制区间，并且在接收到改变所述光圈的孔径位置的命令时，基于所述检测位置值对所述多个控制区间中的每一个执行相应的控制操作以控制光圈的移动操作；以及驱动电路，其被配置为产生驱动电流，并将所产生的驱动电流提供给线圈，所述线圈被配置为在所述控制器的控制下驱动所述光圈。

所述控制电路可以包括：软着陆控制器，其被配置为基于所述检测位置值来检测所述多个控制区间中与所述光圈的当前位置对应的相应控制区间，并执行与检测到的相应控制区间对应的相应控制操作；比例-积分-微分(PID)控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第一控制操作在所述多个控制区间中的第一控制区间和第二控制区间中操作，并且执行闭环PID控制操作，使得所述检测位置值跟随目标值，并且在相应控制区间中控制正向驱动电流或反向驱动电流的产生；开环控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第二控制操作在所述多个控制区间中的第三控制区间中操作，并且执行开环控制，并控制正向驱动电流的产生；以及选择器，其被配置为基于所述软着陆控制器的选择控制来从所述PID控制器和所述开环控制器中的每一者输入的控制码中选择一个控制码，并且将所选择的控制码输出到所述驱动电路。

当所述检测位置值低于第一阈值时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第一控制区间，并且被配置为通过所述PID控制器控制正向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最大目标值。

当所述检测位置值高于第一阈值并且没有所述检测位置值超过第二阈值的历史时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第二控制区间，并且可以被配置为通过所述PID控制器控制反向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最小目标值。

当所述检测位置值高于第二阈值时，或者当所述检测位置值低于所述第二阈值，并且存在所述检测位置值超过所述第二阈值的历史时，所述软着陆控制器可以被配置为确定所述检测位置值对应于所述第三控制区间，并且通过执行所述开环控制的所述开环控制器来控制正向驱动电流的产生。

所述PID控制器可以被配置成在所述第一控制区间中操作，并控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第一驱动电流的产生，以便为所述光圈的所述叶片产生大于起始位置的静磁力的移动磁力。

所述PID控制器可以被配置成在所述第二控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的反向的第二驱动电流的产生，以降低所述光圈的所述叶片朝向到达位置的移动速度。

所述开环控制器可以被配置成在所述第三控制区间中操作，并控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第三驱动电流的产生，以使所述光圈的所述叶片在到达位置处就位。

当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片不在反向移动方向上移动时，所述开环控制器可以被配置为控制正向的第三驱动电流的产生，其中针对所述光圈的所述叶片的所述第三驱动电流低于所述叶片的正向移动方向的参考电流，并且当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片在反向移动方向上移动时，所述开环控制器可以被配置为控制所述正向的第三驱动电流的产生，其中针对所述光圈的所述叶片的所述第三驱动电流高于所述叶片的正向移动方向的参考电流。

所述信号处理电路被配置为使用所述第一传感信号和所述第二传感信号来根据以下等式获得所述检测位置值：

SP＝(SH1+SH2)/(SH1-SH2)，

其中SH1所述第一传感信号，SH2是所述第二传感信号，SP是检测位置值。

所述驱动电路可以包括电流设置寄存器，所述电流设置寄存器针对从宽孔径到窄孔径以及从窄孔径到宽孔径的每一个变化分别独立地设置，以在所述控制电路的控制下针对所述多个控制区间中的每一个产生不同的驱动电流。

所述多个控制区间中的第一控制区间的控制操作可以独立于所述多个控制区间中的第二控制区间的控制操作。

所述第一孔径位置可以是宽孔径位置，所述第二孔径位置可以是窄孔径位置。

在一般方面，一种电子设备包括：相机模块，其包括照相机光圈孔径控制***；其中所述相机光圈控制***包括：位置传感器，其被配置为检测第一光圈孔径位置并产生第一传感信号，检测第二光圈孔径位置并产生第二传感信号；信号处理电路，其被配置为基于所述第一传感信号和所述第二传感信号来检测当前光圈位置；控制电路，其被配置为在所述第一光圈孔径位置和第二光圈孔径位置之间设置多个控制区间；以及驱动电路，其被配置为基于来自所述控制电路的控制信号将所述第一光圈孔径位置和所述第二光圈孔径位置分别移动到所述多个控制区间中的一个。

所述第一光圈孔径位置可以是宽光圈孔径位置，并且所述第二光圈孔径位置是窄光圈孔径位置。

可以基于由所述驱动电路产生的驱动电流的方向来改变所述光圈孔径的移动方向。

所述多个区间可以包括第一控制区间、第二控制区间和第三控制区间，并且其中，基于第一阈值确定第一控制区间，并且基于第二阈值确定第二控制区间和第三控制区间。

根据以下详细描述，附图和权利要求书，其它特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1示出了根据一个或多个实施例的相机光圈的示例控制器。

图2示出了根据一个或多个实施例的用于相机光圈的示例驱动设备。

图3是光圈的宽孔径位置和光圈的窄孔径位置的示意图。

图4A示出了驱动电流的示例，图4B的上侧视图示出了磁体、磁轭、移动构件和突起柱的布置，图4B的下侧视图示出了线圈以及第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的布置。

图5示出了示例性的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器、第一磁轭和第二磁轭、驱动线圈、磁体、叶片和突起柱。

图6示出了示例性的信号处理电路。

图7示出了示例性的控制电路。

图8示出了多个控制区间的示例。

图9示出了用于控制区间的确定示例。

图10A是示出在第一阈值最优的示例中的每个区间的检测位置的曲线图。

图10B是示出当第一阈值低时每个区间的检测位置的曲线图，而图10C是示出当第一阈值高时每个区间的检测位置的曲线图。

在整个附图和详细描述中，除非另外描述或提供，否则相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。附图可能不是按比例绘制的，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对尺寸、比例和描述可能被夸大。

具体实施方式

提供以下详细描述以帮助读者全面理解本文所述的方法、设备和/或***。然而，在理解本申请的公开内容之后，本文描述的方法、设备和/或***的各种改变、修改和等同形式将是显而易见的。例如，除了必须以特定顺序发生的操作之外，本文描述的操作序列仅仅是示例，并且不限于本文阐述的那些，而是可以改变，如在理解本申请的公开之后将显而易见的。此外，为了增加清晰度和简洁性，可以省略在理解本申请的公开内容之后已知的特征的描述，注意，特征及其描述的省略不旨在承认它们是常识。

本文描述的特征可以以不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文描述的示例。相反，本文描述的示例仅被提供来说明本文描述的方法、设备和/或***的许多可能的方式中的一些，这些许多可能的方式在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的。

在整个说明书中，当诸如层、区域或晶片(衬底)的元件被称为在另一元件“上”、“连接到”另一元件或“耦接到”另一元件时，它可以直接在另一元件“上”、“连接到”另一元件或“耦接到”另一元件，或者可以存在介于它们之间的其他元件。当元件被称为“直接”在另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接耦接到”另一元件时，可能不存在介于它们之间的元件或层。全文中，相同的数字表示相同的元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

应当理解，尽管这里可以使用诸如“第一”、“第二”、“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一个构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在本文所描述的示例中提到的第一构件、部件、区域、层或部分也可以被称为第二构件、组件、区域、层或部分，而不偏离示例的教导。

为了便于描述，本文可以使用诸如“上方”、“上侧”、“下方”和“下侧”等的空间相对术语，以便描述一个元件与另一个(或多个)元件的关系，如图所示。应当理解，除了附图中所示的取向之外，相对术语旨在涵盖所使用或操作的设备的不同取向。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件的“上方”或“上侧”的元件将被取向为在其它元件或特征的“下方”或“下侧”。因此，取决于附图的特定方向，术语“上方”可以涵盖上方和下方两种取向。可以以其他方式确定设备的方向(旋转90度或其他取向)，并且可以相应地解释本文中使用的空间相对描述语。

本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，且本发明不限于此。如本文中所使用的，“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。例如，“一个元素”具有与“至少一个元素”相同的含义，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解，在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或群组的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或群组的存在或添加。

除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员在理解本申请的公开内容之后通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术和本申请的公开内容的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过度正式的含义来解释，除非在本文中明确地如此限定。

下文中，将参考示出本公开的实施例的示意图来描述示例。在图中，例如，由于制造技术和/或公差，可以估计所示形状的修改。因此，本发明的实施例不应被解释为限于本文中所示的区域的特定形状，例如，以包括制造中的形状变化。以下实施例也可以由其中一个或其组合构成。

下面描述的本公开的内容可以具有多种配置，并且在这里仅提出所需的配置，但不限于此。

图1示出了根据一个或多个实施例的相机光圈的控制电路的示例。

参照图1，根据一个或多个实施例的相机光圈的控制器80可以包括信号处理电路100、控制电路200和驱动电路300。

信号处理电路100可以基于从相应的第一位置传感器HS1和第二位置传感器HS2输出的第一传感信号SH1和第二传感信号SH2来产生对应于光圈60(图2)的当前位置的检测位置值SP，其中第一位置传感器HS1和第二位置传感器HS2检测光圈60(图2)的孔径位置。尽管公开了第一位置传感器和第二位置传感器，但这仅是示例，并且可以实现一个或多个位置传感器。

在示例中，控制电路200可以将第一孔径位置ST1(例如，宽孔径位置)和第二孔径位置ST2(例如，窄孔径位置)之间的整个区间设置为多个控制区间，并且如果存在改变光圈60的孔径的命令，则可以基于检测位置值SP，将针对多个控制区间中的每一个彼此独立地设置的、用于相应控制操作的较低控制信号SC输出到驱动电路300，以改变光圈60的孔径。

驱动电路300可以根据控制电路200的控制产生驱动电流Id，该驱动电流Id被发送到驱动光圈60的线圈50。

图2示出了根据一个或多个实施例的相机光圈的驱动设备的示例。

参照图2，根据示例的相机光圈的驱动设备可以包括第一位置传感器HS1、第二位置传感器HS2和控制器80，控制器80可以包括信号处理电路100、控制电路200和驱动电路300。

第一位置传感器HS1可以根据对在第一孔径位置ST1(例如，宽孔径位置)和第二孔径位置ST2(例如，窄孔径位置)之间移动的光圈60的第一位置检测来检测第一传感信号SH1。

第二位置传感器HS2可以根据对光圈60的第二位置检测来检测第二传感信号SH2。在示例中，作为非限制性示例，第一位置传感器HS1和第二位置传感器HS2中的每一个可以是霍尔传感器(或霍尔效应传感器)。

信号处理电路100可以基于第一传感信号SH1和第二传感信号SH2产生与光圈60(图2)的当前位置相对应的检测位置值SP。

控制电路200可以将第一孔径位置ST1(例如，宽孔径位置)和第二孔径位置ST2(例如，窄孔径位置)之间的整个区间设置为多个控制区间，并且当存在改变光圈60的命令时，可以基于检测位置值SP，将用于执行彼此独立地设置以改变光圈60的孔径的相应的控制的控制信号SC输出到驱动电路300。

驱动电路300可以在控制电路200的控制下产生要提供给驱动光圈60的线圈50的驱动电流Id。在示例中，当驱动电流Id指的是称为第一驱动电流Id1的在第一方向上的驱动电流时，其相反方向上的驱动电流可被称为第二驱动电流Id2。在非限制性示例中，可提供第一驱动电流Id1以将孔径位置从第二孔径位置改变到第一孔径位置，且可提供第二驱动电流Id2以将孔径位置从第一孔径位置改变到第二孔径位置，或反之。

光圈60的移动方向可以根据流过线圈50的驱动电流Id的方向而改变。在一个示例中，当驱动电流处于第一方向(例如，Id1)时，光圈可以从宽孔径位置ST1移动到窄孔径位置ST2，并且可选地，对于与第一方向相反的第二方向上的驱动电流(例如，Id2)，光圈60可以从窄孔径位置ST2移动到宽孔径位置ST1。

图3是根据一个或多个实施例的光圈的宽孔径位置和光圈的窄孔径位置的示意图。

参照图2和图3，当驱动电流流过线圈50(图2)时，磁体64(图4B)、移动构件61(图4B)和突起柱62(图4B)可以移动，并且彼此同步操作的多个叶片63可以移动，因此，光圈60可以从第一孔径位置(例如，宽孔径位置)移动到第二孔径位置(例如，窄孔径位置)或从第二孔径位置(例如，窄孔径位置)移动到第一孔径位置(例如，宽孔径位置)。

在图3中，FT是固定的旋转轴线，其成为叶片63的位置移动的中心轴线，并且叶片63中的孔63-1可以容纳突起柱62，并且可以根据设置在移动构件61上的突起柱62的位置移动来执行改变叶片63的孔径位置的功能，其中移动构件61根据磁体的位置移动而移动。这将在图4和图5中更详细地描述。

图4A示出了驱动电流的视图，图4B的上侧视图是磁体、磁轭、移动构件和突起柱的布置的示例，图4B的下侧视图是线圈以及第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的布置的示例。

参照图4A，驱动电流可以在两个方向上流向线圈50，并且如果Id1是第一驱动电流，则Id2可以是第二驱动电流。在示例中，光圈60可以通过第一驱动电流Id1从宽孔径位置ST1移动到窄孔径位置ST2，或者，光圈60可以通过第二驱动电流Id2从窄孔径位置ST2移动到宽孔径位置ST1。

参照图4B的上侧视图，磁体64可以通过第一驱动电流Id1移动到第一孔径位置ST1，并且在该示例中，磁体64可以与固定到磁体64的移动构件61一起移动，并且设置在移动构件61上的突起柱62可以移动。当突起柱62移动时，具有***有突起柱62的孔63-1的叶片63可以移动到第一孔径位置ST1。

相反，磁体64可以通过第二驱动电流Id2移动到第二孔径位置ST2，并且在该示例中，磁体64可以与固定到磁体64的移动构件61一起移动，并且设置在移动构件61上的突起柱62可以移动。当突起柱62移动时，具有其中***突起柱62的孔63-1的叶片63可以移动到第二孔径位置ST2。

在示例中，第一孔径位置ST1可以是宽孔径位置，第二孔径位置ST2可以是窄孔径位置，或反之。

另外，参照图4B的下侧视图，线圈50可以安装在基板70(诸如第一霍尔传感器HS1和第二霍尔传感器HS2的基板70)上，并且在示例中，线圈50可以设置在第一霍尔传感器HS1和第二霍尔传感器HS2之间。

图5是根据一个或多个实施例的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器、第一磁轭和第二磁轭、驱动线圈、磁体、叶片和突起柱的布置的示例视图。

图4B中所示的结构可以如图5所示。参照图5，驱动线圈50可以安装在基板70上，第一磁轭65-1和第二磁轭65-2可以设置在驱动线圈50的两侧，并且第一霍尔传感器HS1和第二霍尔传感器HS2可以设置在第一磁轭65-1和第二磁轭65-2的两个较外侧。

磁体64可以设置在与驱动线圈50间隔开预定距离的光圈60处，并且光圈60可以包括固定到磁体64的移动构件61和设置在移动构件61中的突起柱62。

图6示出了根据一个或多个实施例的示例性的信号处理电路。

参照图6，示例性的信号处理电路100可以包括放大器110、A/D转换器120和信号处理器130。

放大器110可以放大第一检测信号SH1和第二检测信号SH2并将其输出到A/D转换器120。在示例中，从相应的第一霍尔传感器HS1和第二霍尔传感器HS2输出的第一传感信号SH1和第二传感信号SH2在幅度上可能太小，从而可能需要对信号的幅度进行放大以便在之后的阶段进行处理。

A/D转换器120可以将从放大器110输入的模拟形式的第一检测信号SH1和第二检测信号SH2转换为数字形式的信号。

信号处理器130可以使用从A/D转换器120输入的数字形式的第一检测信号SH1和第二检测信号SH2来根据下面的等式1获得检测位置值SP。

[等式1]SP＝(SH1+SH2)/(SH1-SH2)

图7示出了示例性的控制电路。

参照图7，在示例中，控制电路200可以包括软着陆控制器210、比例-积分-微分(PID)控制器220、开环控制器230和选择器240。

软着陆控制器210可以基于检测位置值SP来检测多个控制区间中与光圈60的当前位置相对应的相应控制区间，并且可以执行与该控制区间相对应的相应控制。在示例中，多个控制区间可以包括第一控制区间CP1、第二控制区间CP2和第三控制区间CP3。多个控制区间不限于上述示例。

PID控制器220可以在软着陆控制器210的控制下在多个控制区间中的第一控制区间CP1和第二控制区间CP2中操作，并且执行闭环PID控制，使得检测位置值SP跟随目标值，并且因此可以在相应的控制区间中控制正向驱动电流的产生和反向驱动电流的产生。

开环控制器230可以在软着陆控制器210的控制下在多个控制区间的第三控制区间CP3中操作，以执行开环控制来控制正向驱动电流的产生。

选择器240可根据软着陆控制器210的选择控制SS来从PID控制器220和开环控制器230中的每一者输入的选择控制码SC1、SC2、SC3和SC4中选择一个控制码，并将所选择的控制码输出到驱动电路300。

图8示出了多个控制区间的示例。

参照图7和图8，控制电路200可以将第一孔径位置ST1(例如，宽孔径位置)和第二孔径位置ST2(例如，窄孔径位置)之间的整个区域设置为多个控制区间。在图8所示的曲线图中，纵轴可以是检测位置值SP，而横轴可以是位置。这里，检测位置值SP可以是最大值MAX和最小值MIN之间的任何值。

在示例中，第一孔径位置ST1(例如，宽孔径位置)和第二孔径位置ST2(例如，窄孔径位置)之间的多个控制区间可以被分成第一控制区间CP1、第二控制区间CP2和第三控制区间CP3。

在示例中，可以基于第一阈值TH1来确定第一控制区间CP1和第二控制区间CP2，可以基于第二阈值TH2来确定第二控制区间CP2和第三控制区间CP3。

在示例中，第一控制区间CP1在位置方面可以是控制从起始位置(例如，第一孔径位置)至到达位置(例如，第二孔径位置)的强移动的区间，并且在检测位置值SP方面可以是控制从最小值(MIN)到最大值(MAX)的快速移动的区间。

第二控制区间CP2在位置方面可以控制起始位置(例如，第一孔径位置)和到达位置(例如，第二孔径位置)之间的移动的区间，并且在检测位置值SP方面可以是控制在最小值MIN和最大值MAX之间朝向最大值移动速度衰减的区间。

第三控制区间CP3在位置方面可以是控制软移动以使其在到达位置(例如，第二孔径位置)处就位的区间，并且在检测位置值SP方面是控制朝向最大值(MAX)的软移动的区间。

图9是示出根据一个或多个实施例的示例性的用于控制区间的位置确定的流程图。

参照图7、图8和图9，当检测位置值SP低于第一阈值TH1时，软着陆控制器210可以将检测位置值SP确定为第一控制区间CP1。在该示例中，软着陆控制器210可以通过PID控制器220来控制正向驱动电流的产生，使得检测位置值SP跟随最大目标值。

在示例中，PID控制器220可以在第一控制区间CP1中操作，并且可以控制在相对于叶片63的正向移动方向(例如，从起始位置至到达位置的方向)的正向的第一驱动电流的产生，以便为光圈60的叶片63产生大于起始位置ST1或ST2的静磁力的移动磁力。

此外，当检测位置值SP高于第一阈值TH1并且没有超过第二阈值TH2的历史时(例如，当没有检测位置值SP在相反方向返回的历史时)，软着陆控制器210可以将检测位置值SP确定为第二控制区间CP2。在该示例中，软着陆控制器210可以通过PID控制器220控制反向驱动电流的产生，使得检测位置值SP跟随最小目标值(min目标)。

在示例中，PID控制器220可以在第二控制区间CP2中操作，并且可以控制相对于叶片63的正向移动方向(例如，从起始位置至到达位置的方向)的反向的第二驱动电流的产生，以降低光圈60的叶片63朝向到达位置ST2或ST1的移动速度。

当检测位置值SP高于第一阈值TH1(例如，3-2控制区间CP3-2)，并且检测位置值SP低于第二阈值TH2，但是存在超过第二阈值TH2的历史(例如，3-1控制区间CP3-1)时，软着陆控制器210可以将检测位置值SP确定为第三控制区间CP3。在该示例中，软着陆控制器210可以通过执行开环控制的开环控制器230控制正向驱动电流的产生。

在示例中，开环控制器230可以在第三控制区间CP3中操作，并且可以控制在相对于光圈60的正向移动方向(例如，从起始位置至到达位置的方向)的正向的第三驱动电流的产生，以使光圈60的叶片63在到达位置ST2或ST1处就位。

此外，当在第三控制区间CP3中操作时，当光圈60的叶片63不沿反向(例如，与正向相反的方向)移动时，开环控制器230可以控制正向的第三驱动电流的产生，该第三驱动电流低于叶片63的正向移动方向(例如，从起始位置至到达位置的方向)的参考电流。

另外，当开环控制器230在第三控制区间CP3中操作并且光圈60的叶片63沿反向(例如，与正向相反的方向)移动时，开环控制器230可以控制正向的第三驱动电流的产生，该第三驱动电流高于叶片63的正向移动方向(例如，从起始位置至到达位置)的参考电流。

驱动电路300可以包括针对从宽孔径到窄孔径(从第一孔径位置ST1到第二孔径位置ST2)以及从窄孔径到宽孔径(从第二孔径位置ST2到第一孔径位置ST1)的每个孔径变化分别彼此独立地设置的电流设置寄存器，以便在控制电路200的控制下为多个控制区间中的每个控制区间产生不同的驱动电流。

同时，参照图8和图9，下面将描述第一控制区间CP1、第二控制区间CP2和第三控制区间CP3。

首先，第一控制区间CP1可以是其中光圈60开始从不同孔径位置(例如，宽孔径位置或窄孔径位置)中的第一孔径位置(例如，宽孔径位置)驱动到第二孔径位置(例如，窄孔径位置)的区间，并且可以是其中控制目标可以是通过克服在光圈60的当前位置处的磁体的吸力而快速移动到相反侧的区间。

在示例中，在第一控制区间CP1中，当执行从宽孔径位置到窄孔径位置的控制操作时，PID控制的目标值可以被设定为相反的光圈位置(例如，窄孔径位置或宽孔径位置)的最大位置值(max)。当由于在第一控制区间CP1中产生的正向大电流而导致正向驱动力逐渐增加时，磁体的吸力可以被克服，使得光圈向前移动到相反侧，并且在该示例中，当对应于光圈60的当前位置的检测位置值超过第一阈值TH1时，光圈可以进入第二控制区间CP2。

接下来，第二控制区间CP2可以是这样的区间，其中进行控制以便通过将向目标位置高速移动的光圈60的移动速度减慢来执行软着陆是控制目标。在第二控制区间CP2中，PID控制的目标值可以被设置为比对应于当前位置的检测位置值小得多的值(例如，最小(min)值)。在示例中，由于光圈60从宽孔径位置向窄孔径位置前进，误差值可能会逐渐增加，因此在驱动线圈中反向电流增加，并且由此产生的反向力会降低由于在正向前进的惯性力和在窄孔径位置上产生的磁体吸力的合力而在正向上快速前进的光圈60的移动速度。

通过该过程，当在第二控制区间CP2中增大在相对于正向的反向上的力的同时速度降低时，当光圈60的位置从窄孔径位置(即，最终目标窄孔径位置(图8中的最大位置值))达到第二阈值TH2时，光圈60进入第三控制区间CP3。

这里，可能出现这样的示例，在该示例中，在相反方向上产生的力很大，以致光圈60的位置不会达到进入第三控制区间CP3的第二阈值TH2，然后就返回到相反方向。在该示例中，即使检测到光圈60的位置停止，并且然后返回正向移动方向的相反方向，光圈也可以进入第三控制区间CP3。

第三控制区间CP3可以是就位区间，其控制目标是使对软着陆到最终目标位置(例如，窄孔径位置或宽孔径位置)的物理冲击最小化，但也确保稳定的就位。

根据进入情况，第三控制区间CP3是3-1控制区间CP3-1和3-2控制区间CP3-2的示例，并且可以通过划分两个示例来不同地控制。

首先，在3-1控制区间CP3-1的示例中，可以检测到在第二控制区间CP2中沿反向的力太大而返回到正向移动方向的反向，然后光圈进入第三控制区间CP3。在3-2控制区间CP3-2的示例中，在第二控制区间CP2中沿反向上的力可能不会太大，因此，光圈60的位置在正向上前进，然后满足第二阈值TH2，以控制光圈进入第三控制区间CP3。

在3-1控制区间(CP3-1)的示例中，光圈将返回到其来时的方向，从而要尽可能快地在正向上产生较大的力，以控制光圈位置朝向目标小孔径方向前进。

在3-2控制区间CP3-2中，随着速度的降低，即使没有施加力，或者仅在正向上施加较小的力，光圈也可以在正向上前进，并且可以超过第二阈值，因此，通过与磁体的吸力相结合，光圈在作为期望的最终位置的窄孔径位置上就位。

图10A是示出当第一阈值为最优时每个区间的检测位置的曲线图。图10B是示出当第一阈值较低时每个区间的检测位置的曲线图，而图10C是示出当第一阈值较高时每个区间的检测位置的曲线图。

参照图10A，当第一阈值TH1为最优时，可以看出执行了最优软着陆控制，如通过参照每个区间的检测位置可以看出的。

参照图10B，当第一阈值较低时，如通过参照每个区间的检测位置可以看到的，可以看到存在反向移动，从而未执行最优软着陆控制。

参照图10C，当第一阈值较高时，如通过参照每个区间的检测位置可以看到的，可以看到反向减速不充分，并且因此在光圈组件中会在磁体和磁轭之间产生轻微的冲击，并且附接到磁体的叶片由于受到冲击的斥力而从预定位置弹出，从而未执行最优软着陆控制。

同时，根据示例的相机光圈的控制电路200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))、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、无线频率发射机/接收机、红外端口、USB连接设备等)被互连(例如，经由外设组件互连(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***、消费电子设备、小型计算机、大型计算机以及包括上述任意***或设备的分布式计算环境，但是其示例性的实施例不限于此。

如上所述，根据示例，通过将宽孔径位置和窄孔径位置之间分成多个控制区间，并且依次执行针对多个控制区间中的每一个彼此独立地设置的相应的控制，以在宽孔径位置和窄孔径位置之间实现软着陆。

另外，可以防止由于光圈的碰撞而引起光圈的长时间振动，并可以确保光圈寿命的可靠性。在示例中，当应用根据示例的软着陆控制方法时，可以确保延长光圈寿命和电场的足够寿命可靠性的效果。可以解决这样一个问题，即，由于典型光圈改变时的影响而引起的跳动现象，在一段时间内会出现额外的光圈抖动，从而出现图像质量恶化现象。

另外，如果为每个样本(或每个产品)优化地设置阈值，则可以优化每个样本的软着陆控制。在示例中，物理产品的制造分散是不可避免的，并且当使用外部检查设备执行检查和校准时，制造成本会增加，但是当设置和应用根据本公开的用于软着陆的最优参数时，可以为每个样品优化软着陆控制，同时使制造成本的增加最小化，从而获得最佳性能。

虽然本公开包括特定示例，但是在理解本申请的公开之后，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以在这些示例中进行形式和细节上的各种改变是显而易见的。这里所描述的示例仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为可应用于其它示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序执行，并且/或者如果所描述的***、架构、设备或电路中的组件以不同的方式组合，并且/或者由其它组件或其等同物替换或补充，也可以获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由详细描述来限定，而是由权利要求及其等同物来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化将被解释为包括在本公开中。

Claims (29)

1.一种相机光圈的控制器，所述控制器包括：

信号处理电路，其被配置为基于分别从第一位置传感器和第二位置传感器接收的第一检测信号和第二检测信号，产生与所述光圈的当前位置相对应的检测位置值，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器被配置为检测光圈的孔径位置；

控制电路，其被配置为将第一孔径位置和第二孔径位置之间的区间设置为多个控制区间，并且在接收到改变所述光圈的孔径位置的命令时，基于所述检测位置值对所述多个控制区间中的每一个执行相应的控制操作以控制所述光圈的移动操作；以及

驱动电路，其被配置为产生驱动电流，并将所产生的驱动电流提供给线圈，所述线圈被配置为在所述控制器的控制下驱动所述光圈。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器包括：

软着陆控制器，其被配置为基于所述检测位置值来检测所述多个控制区间中与所述光圈的当前位置对应的相应控制区间，并执行与检测到的控制区间对应的相应控制操作；

比例-积分-微分PID控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第一控制操作在所述多个控制区间中的第一控制区间和第二控制区间中操作，并且执行闭环PID控制操作，使得所述检测位置值跟随目标值，并且在相应控制区间中控制正向驱动电流的产生或反向驱动电流的产生；

开环控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第二控制操作在所述多个控制区间中的第三控制区间中操作，并且执行开环控制，并控制正向驱动电流的产生；以及

选择器，其被配置为基于所述软着陆控制器的选择控制来从所述PID控制器和所述开环控制器中的每一者输入的控制码中选择一个控制码，并且将所选择的控制码输出到所述驱动电路。

3.根据权利要求2所述的控制器，其中，当所述检测位置值低于第一阈值时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第一控制区间，并且被配置为通过所述PID控制器控制正向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最大目标值。

4.根据权利要求2所述的控制器，其中，当所述检测位置值高于第一阈值并且没有所述检测位置值超过第二阈值的历史时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第二控制区间，并且被配置为通过所述PID控制器控制反向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最小目标值。

5.根据权利要求2所述的控制器，其中，当所述检测位置值高于第二阈值时，或者当所述检测位置值低于所述第二阈值，并且存在所述检测位置值超过所述第二阈值的历史时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第三控制区间，并且通过执行所述开环控制的所述开环控制器来控制正向驱动电流的产生。

6.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述PID控制器被配置为在所述第一控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第一驱动电流的产生，以便为所述光圈的所述叶片产生大于起始位置的静磁力的移动磁力。

7.根据权利要求4所述的控制器，其中，所述PID控制器被配置为在所述第二控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的反向的第二驱动电流的产生，以降低所述光圈的所述叶片朝向到达位置的移动速度。

8.根据权利要求5所述的控制器，其中，所述开环控制器被配置为在所述第三控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第三驱动电流的产生，以使所述光圈的所述叶片在所述到达位置中就位。

9.根据权利要求8所述的控制器，其中，当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片不在反向移动方向上移动时，所述开环控制器被配置为控制正向的第三驱动电流的产生，其中所述第三驱动电流低于所述叶片的正向移动方向的参考电流，并且

当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片在反向移动方向上移动时，所述开环控制器被配置为控制所述正向的第三驱动电流的产生，其中所述第三驱动电流高于所述叶片的正向移动方向的参考电流。

10.根据权利要求1所述的控制器，其中所述信号处理电路被配置为使用所述第一传感信号和所述第二传感信号来根据以下等式获得所述检测位置值：

SP＝(SH1+SH2)/(SH1-SH2)，

其中SH1是所述第一传感信号，SH2是所述第二传感信号，SP是所述检测位置值。

11.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述驱动电路包括电流设置寄存器，所述电流设置寄存器针对从宽孔径到窄孔径以及从窄孔径到宽孔径的每一个变化分别独立地设置，以在所述控制电路的控制下为所述多个控制区间中的每一个产生不同的驱动电流。

12.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述多个控制区间中的第一控制区间的控制操作独立于所述多个控制区间中的第二控制区间的控制操作。

13.一种相机光圈的驱动设备，所述驱动设备包括：

第一位置传感器，其被配置为当光圈在第一孔径位置和第二孔径位置之间移动时，基于第一光圈位置检测第一传感信号；

第二位置传感器，其被配置为当所述光圈在所述第一孔径位置和所述第二孔径位置之间移动时，基于第二光圈位置检测第二传感信号；

信号处理电路，其被配置为基于所述第一传感信号和所述第二传感信号产生与所述光圈的当前位置对应的检测位置值；

控制电路，其被配置为将所述第一孔径位置和所述第二孔径位置之间的区间设置为多个控制区间，并且在接收到改变所述光圈的孔径的命令时，基于所述检测位置值对所述多个控制区间中的每一个执行相应的控制操作以控制所述光圈的移动操作；以及

驱动电路，其被配置为产生驱动电流，并将所产生的驱动电流提供给线圈，所述线圈被配置为在所述控制器的控制下驱动所述光圈。

14.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述控制电路包括：

软着陆控制器，其被配置为基于所述检测位置值来检测所述多个控制区间中与所述光圈的当前位置对应的相应控制区间，并执行与检测到的相应控制区间对应的相应控制操作；

比例-积分-微分PID控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第一控制操作在所述多个控制区间中的第一控制区间和第二控制区间中操作，并且执行闭环PID控制操作，使得所述检测位置值跟随目标值，并且在相应控制区间中控制正向驱动电流或反向驱动电流的产生；

开环控制器，其被配置为基于所述软着陆控制器的第二控制操作在所述多个控制区间中的第三控制区间中操作，并且执行开环控制，并控制正向驱动电流的产生；以及

选择器，其被配置为基于所述软着陆控制器的选择控制来从所述PID控制器和所述开环控制器中的每一者输入的控制码中选择一个控制码，并且将所选择的控制码输出到所述驱动电路。

15.根据权利要求14所述的驱动设备，其中，当所述检测位置值低于第一阈值时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第一控制区间，并且被配置为通过所述PID控制器控制正向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最大目标值。

16.根据权利要求14所述的驱动设备，其中，当所述检测位置值高于第一阈值并且没有所述检测位置值超过第二阈值的历史时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第二控制区间，并且被配置为通过所述PID控制器控制反向驱动电流的产生，使得所述检测位置值跟随最小目标值。

17.根据权利要求14所述的驱动设备，其中，当所述检测位置值高于第二阈值时，或者当所述检测位置值低于所述第二阈值，并且存在所述检测位置值超过所述第二阈值的历史时，所述软着陆控制器被配置为确定所述检测位置值对应于所述第三控制区间，并且通过执行所述开环控制的所述开环控制器来控制正向驱动电流的产生。

18.根据权利要求15所述的驱动设备，其中，所述PID控制器被配置成在所述第一控制区间中操作，并控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第一驱动电流的产生，以便为所述光圈的所述叶片产生大于起始位置的静磁力的移动磁力。

19.根据权利要求16所述的驱动设备，其中，所述PID控制器被配置成在所述第二控制区间中操作，并且控制相对于叶片的正向移动方向的反向的第二驱动电流的产生，以降低所述光圈的所述叶片朝向到达位置的移动速度。

20.根据权利要求17所述的驱动设备，其中，所述开环控制器被配置成在所述第三控制区间中操作，并控制相对于叶片的正向移动方向的正向的第三驱动电流的产生，以使所述光圈的所述叶片在到达位置处就位。

21.根据权利要求20所述的驱动设备，其中，当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片不在反向移动方向上移动时，所述开环控制器被配置为控制正向的第三驱动电流的产生，其中针对所述光圈的所述叶片的所述第三驱动电流低于所述叶片的正向移动方向的参考电流，并且

当在所述第三控制区间中操作时，当所述光圈的所述叶片在反向移动方向上移动时，所述开环控制器被配置为控制所述正向的第三驱动电流的产生，其中针对所述光圈的所述叶片的所述第三驱动电流高于所述叶片的正向移动方向的参考电流。

22.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述信号处理电路被配置为使用所述第一传感信号和所述第二传感信号来根据以下等式获得所述检测位置值：

SP＝(SH1+SH2)/(SH1-SH2)，

其中SH1所述第一传感信号，SH2是所述第二传感信号，SP是检测位置值。

23.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述驱动电路包括电流设置寄存器，所述电流设置寄存器针对从宽孔径到窄孔径以及从窄孔径到宽孔径的每一个变化分别独立地设置，以在所述控制电路的控制下针对所述多个控制区间中的每一个产生不同的驱动电流。

24.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述多个控制区间中的第一控制区间的控制操作独立于所述多个控制区间中的第二控制区间的控制操作。

25.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述第一孔径位置是宽孔径位置，所述第二孔径位置是窄孔径位置。

26.一种电子设备，包括：

相机模块，其包括照相机光圈孔径控制***；

其中所述相机光圈孔径控制***包括：

位置传感器，其被配置为产生第一光圈孔径位置的第一传感信号，并产生第二光圈孔径位置的第二传感信号；

信号处理电路，其被配置为基于所述第一传感信号和所述第二传感信号来检测当前的光圈孔径位置；

控制电路，其被配置为在所述第一光圈孔径位置和第二光圈孔径位置之间设置多个控制区间；以及

驱动电路，其被配置为基于来自所述控制电路的控制信号将所述第一光圈孔径位置和所述第二光圈孔径位置分别移动到所述多个控制区间中的一个。

27.根据权利要求26所述的电子设备，其中，所述第一光圈孔径位置是宽光圈孔径位置，并且所述第二光圈孔径位置是窄光圈孔径位置。

28.根据权利要求26所述的电子设备，其中，基于由所述驱动电路产生的驱动电流的方向来改变所述光圈孔径的移动方向。

29.根据权利要求26所述的电子设备，其中，所述多个控制区间包括第一控制区间、第二控制区间和第三控制区间，并且

其中，基于第一阈值确定所述第一控制区间，并且基于第二阈值确定所述第二控制区间和所述第三控制区间。

Images