光学图像增稳致动器驱动器功率分配控制制造技术

各个实施例提供了一种光学图像增稳电路，该光学图像增稳电路包括具有功率波形生成器和功率波形转换电路的驱动电路。该功率波形生成器生成功率波形。该功率波形转换电路将该功率波形转换为功率驱动信号。然后，致动器由该功率驱动信号驱动从而相应地移动镜头并且对该镜头的壳体的任何移动和振动进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
光学图像增稳致动器驱动器功率分配控制
本披露涉及针对致动器生成功率驱动信号。
技术介绍
数字相机已经向更小的尺寸、更低的重量以及更高的分辨率方向发展。然而，这种发展的缺点已经对图像质量产生微小的移动影响。具体地，在捕捉图像时细微的移动或振动经常引起图像模糊。这对于具有内置相机的智能电话而言尤其是一个问题，其中，使用者借助伸展开的手臂捕捉图像并且具有较大的无意识移动的可能性。图像增稳被广泛用来最小化图像模糊。当前的图像增稳方法包括数字图像增稳、电子图像增稳和光学图像增稳。通常，数字图像增稳和电子图像增稳需要大量的存储器和处理器资源。另一方面，光学图像增稳通过调整镜头位置本身来最小化存储器和处理器需求。因此，光学图像增稳对于便携式装置(如具有内置相机的智能电话和平板计算机)而言是理想的。一般而言，光学图像增稳通过感测壳体的移动并经过调整相机镜头的位置对移动进行补偿来最小化图像模糊。例如，参见意法半导体公司罗莎(Rosa)等人的“光学图像增稳(OIS)”。光学图像增稳电路通常包括陀螺仪、控制器和驱动电路，该驱动电路包括用于驱动致动器以便移动相机镜头的大电流源。大多数驱动电路输出线性功率驱动信号或者标准脉宽调制功率驱动信号，该线性功率驱动信号具有恒定的电压电平，该标准脉宽调制功率驱动信号具有具备某个占空比或频率的高(即，1)电压电平和低(即，0)电压电平。例如，参见意法半导体公司罗莎(Rosa)等人的“光学图像增稳(OIS)”。线性功率驱动信号和脉宽调制功率驱动信号各自具有其自身的优点。即，线性功率驱动信号用来减少噪声，并且标准脉宽调制功率驱动信号用于功率效率。然而，驱动电路通常并不生成线性功率驱动信号和标准脉宽调制功率驱动信号两者。
技术实现思路
本披露提供了一种光学图像增稳电路，该光学图像增稳电路生成用于驱动致动器的功率驱动信号。根据一个实施例，壳体包括相机镜头、用于移动镜头的致动器、位置传感器、以及具有陀螺仪、控制器和驱动电路的光学图像增稳电路。驱动电路的功率波形生成器基于从微控制器所接收的功率驱动信号生成功率波形。因此，驱动电路的功率波形转换电路将该功率波形转换为相应的功率驱动信号。然后，致动器用该功率驱动信号驱动从而相应地移动镜头并且对壳体的任何移动和振动进行补偿。本文所披露的光学图像增稳电路能够生成线性功率驱动信号、标准脉宽调制功率驱动信号、以及多级脉宽调制功率驱动信号来驱动致动器。这些功率驱动信号的频率仅受到驱动电路的功率波形生成器和功率波形转换电路的速度限制。附图说明由于当结合附图进行时将更好地从以下详细说明中理解本披露的前述和其他特征和优点，因此将会更容易理解本披露的前述和其他特征和优点。图1A是框图，展示了根据本文所披露的一个实施例的包括光学图像增稳电路的壳体的示例。图1B是电路图，展示了根据本文所披露的一个实施例的驱动电路的功率波形转换电路的示例。图1C是根据本文所披露的实施例的正在进行移动和校正的相机的示例。图2是流程图，展示了根据如本文所披露的一个实施例的光学图像增稳电路的过程的示例。图3是流程图，展示了根据如本文所披露的一个实施例的用于生成功率波形的过程的示例。图4A是根据本文所披露的实施例的固定顺序功率波形的第一示例。图4B是根据本文所披露的实施例的基于图4A的固定顺序功率波形的排序顺序功率波形的示例。图4C是根据本文所披露的实施例的基于图4A的固定顺序功率波形的多周期排序顺序功率波形的示例。图5A是根据本文所披露的实施例的固定顺序功率波形的第二示例。图5B是根据本文所披露的实施例的基于图5A的固定顺序功率波形的排序顺序功率波形的第二示例。图6A、图6B、图6C和图6D是根据本文所披露的实施例的具有一系列转变极限值的固定顺序功率波形的多个示例。图7A、图7B、图7C和图7D是根据本文所披露的实施例的具有一系列振幅位分辨率值的固定顺序功率波形的多个示例。具体实施方式在以下描述中，阐明了某些具体细节以便提供对本披露的各个实施例的透彻了解。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践本披露。在一些情形下，与光学图像增稳相关联的公知细节还没有被描述从而避免使本披露的实施例的描述变得模糊。贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例所描述的具体特征、结构、或特性包括在至少一个实施例中。因而，贯穿本说明书，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在不同场合中的出现并不一定都是指相同的实施例。另外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。在附图中，相同的参考标号标识了类似的特征或元件。特征在附图中的尺寸和相对位置并非一定是按比例绘制的。图1A是框图，展示了根据本文所披露的原理的壳体10的示例。相机镜头12、致动器14、位置传感器16、和光学图像增稳电路18位于壳体10内。光学图像增稳电路18包括陀螺仪20、微控制器22、和驱动电路24。驱动电路24包括功率波形生成器和功率波形转换电路28。壳体10可以是包括相机的任何装置。例如，壳体10可以是智能电话、平板计算机、数码相机、或具有内置相机的便携式计算机。致动器14联接至镜头12和驱动电路24。致动器14被配置成响应于来自驱动电路26的功率驱动信号来移动镜头12。致动器14可以基于各种不同的技术，如自适应液体镜头、形状记忆合金、或者压电式电机。在优选实施例中，致动器14基于音圈电机。位置传感器16联接至镜头12和驱动电路24。位置传感器16被配置成用于测量镜头12的位置并且向驱动电路24提供镜头12的位置的位置数据。位置传感器16可以是被配置成用于检测镜头12的移动的任何类型的传感器。例如，位置传感器16可以包括光传感器或霍尔传感器。光学图像增稳电路18联接至致动器14和位置传感器16。光学图像增稳电路18执行图像增稳过程以使壳体10上所受到的移动或振动的影响最小化。如前所述，光学图像增稳电路18包括陀螺仪20、微控制器22、和驱动电路24。陀螺仪20联接至微控制器22。陀螺仪20被配置成用于检测在拍摄照片的时刻期间壳体10的移动。例如，如果壳体10是具有镜头12的智能电话，则陀螺仪20检测在当使用者按下按钮拍摄图片之后相机的光圈打开以记录图像时该智能电话的移动。陀螺仪20将感测然后输出其内具有相机和镜头12的壳体10的任何移动(如沿着横轴、竖轴和纵轴的角速率)。壳体10的移动数据被提供给微控制器22，以用作壳体10相对于镜头12的角位移参考。发生持续实际上正在将图像记录为数字数据的较短暂时间的任何壳体移动由镜头自身的相等且相反的移动所抵消。微控制器22联接至陀螺仪20和驱动电路24。微控制器22被配置成用于执行镜头移动控制周期操作以便在拍摄照片时提高图像增稳。具体地，微控制器22从陀螺仪20接收壳体10的移动的移动数据并且经由驱动电路24从位置传感器16接收镜头12的位置的位置数据。然后，微控制器22基于移动数据和位置数据计算功率驱动信号数据。该功率驱动信号数据用来生成功率驱动信号从而移动镜头以抵消和补偿壳体10的任何移动和振动。在一个实施例中，如将关于图3更加详细地讨论的，功率驱动信号数据包括功率输入参数ISP、总位分辨率RES、振幅位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：位于壳体内的镜头；致动器，所述致动器被配置成用于移动所述镜头；位置传感器，所述位置传感器被配置成用于测量所述镜头的位置并且生成所述镜头的所述测量的位置的位置数据；陀螺仪，所述陀螺仪被配置成用于测量所述壳体的移动并且生成所述壳体的所述测量的移动的移动数据；微控制器，所述微控制器被配置成用于基于所述位置数据和所述移动数据确定功率输入参数；驱动电路，所述驱动电路包括：功率波形生成器，所述功率波形生成器被配置成用于生成功率波形，所述功率波形具有持续第一持续时间的第一振幅值、持续第二持续时间的第二振幅值以及持续第三持续时间的第三振幅值，所述第一振幅值、所述第二振幅值和所述第三振幅值各自由所述功率输入参数确定；以及功率波形转换电路，所述功率波形转换电路包括：数模转换器，所述数模转换器被配置成用于通过将所述第一振幅值、所述第二振幅值和所述第三振幅值分别转换为第一电压、第二电压和第三电压来将所述功率波形转换为电压信号；电压电流转换器电路，所述电压电流转换器电路被配置成用于将所述电压信号转换为电流信号，所述驱动电路被联接和配置成用于以所述电流信号驱动所述致动器从而移动所述镜头。

【技术特征摘要】
2015.12.21 US 14/976,9371.一种系统，包括：位于壳体内的镜头；致动器，所述致动器被配置成用于移动所述镜头；位置传感器，所述位置传感器被配置成用于测量所述镜头的位置并且生成所述镜头的所述测量的位置的位置数据；陀螺仪，所述陀螺仪被配置成用于测量所述壳体的移动并且生成所述壳体的所述测量的移动的移动数据；微控制器，所述微控制器被配置成用于基于所述位置数据和所述移动数据确定功率输入参数；驱动电路，所述驱动电路包括：功率波形生成器，所述功率波形生成器被配置成用于生成功率波形，所述功率波形具有持续第一持续时间的第一振幅值、持续第二持续时间的第二振幅值以及持续第三持续时间的第三振幅值，所述第一振幅值、所述第二振幅值和所述第三振幅值各自由所述功率输入参数确定；以及功率波形转换电路，所述功率波形转换电路包括：数模转换器，所述数模转换器被配置成用于通过将所述第一振幅值、所述第二振幅值和所述第三振幅值分别转换为第一电压、第二电压和第三电压来将所述功率波形转换为电压信号；电压电流转换器电路，所述电压电流转换器电路被配置成用于将所述电压信号转换为电流信号，所述驱动电路被联接和配置成用于以所述电流信号驱动所述致动器从而移动所述镜头。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述数模转换器被配置成用于动态地调节所述电压信号以便最小化偏移误差。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述电压电流转换器电路向所述电压信号施加增益。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一持续时间与所述第二持续时间长度相同，并且所述第三持续时间是所述第二持续时间的两倍长。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述功率波形生成器被进一步配置成用于使用所述功率输入参数计算所述功率波形的初始振幅值、所述功率波形的最小振幅值、所述功率波形的最大振幅值、以及所述最小振幅值和所述最大振幅值的定时。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述功率波形生成器被进一步配置成用于将所述第一振幅值设为所述初始振幅值、基于所述最小振幅值和所述最大振幅值的所述计算的定时将所述第二振幅值和所述第三振幅值设为所述最大振幅值或所述最小振幅值。7.一种系统，包括：位于壳体内的镜头；致动器，所述致动器被配置成用于移动所述镜头；位置传感器，所述位置传感器被配置成用于测量所述镜头的位置并且生成所述镜头的所述测量的位置的位置数据；陀螺仪，所述陀螺仪被配置成用于测量所述壳体的移动并且生成所述壳体的所述测量的移动的移动数据；驱动电路，所述驱动电路包括：功率波形生成器，所述功率波形生成器被配置成用于基于所述位置数据和所述移动数据生成功率波形；功率波形转换电路，所述功率波形转换电路包括：数模转换器，所述数模...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·利辛格，CH·泰，J·L·沃利，P·纳拉莫苏，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US