一种用于确定致动器的位置的方法技术

系统和方法提供了致动器控制。致动器控制经由与电压控制相反的电荷控制提供。用于驱动致动器的驱动器可以包括用于将电荷注入到致动器的一个或多个电容元件中的电荷泵。驱动器可以进一步包括用于检测致动器的电容元件的电容的电容检测方面以确定致动器的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定致动器的位置的方法本专利技术是2015年10月15日递交的、申请号为ZL201580070431.8、专利技术名称为《MEMS驱动器》的分案申请。
本公开总体上涉及机电装置和系统，诸如，微机电系统(MEMS)。更具体地，本文中所公开的技术的各种实施方式针对经由电荷控制的MEMS驱动器的使用。
技术介绍
MEMS静电致动器或者变换器具有大量应用，从加速计至螺旋仪、至压力传感器、麦克风等。MEMS通常包括可以小于1μm至几毫米的部件或者元件，其中，至少一些元件具有某些机械功能或者关于它们的方面。例如，已经开发了用于数字照相机的基于MEMS的运动传感器以解决由于人手颤抖或者其他模糊诱导的动作导致的图像退化，例如，基于MEMS的陀螺仪可用于感测照相机运动。响应于所感测到的运动，光学图像稳定性(OIS)系统尝试移动透镜或者图像传感器以减少或消除产生的图像的运动诱导的模糊，这还可以使用基于MEMS的致动器实现。基于MEMS的致动器的一个实例依赖于在类似于联锁齿的对立方位中具有至少两个梳状结构的梳状驱动器的使用。当电压施加到梳状驱动器时可生成有吸引力的静电力，导致梳状结构被靠拢到一起，其中，那些力与梳状结构之间的电容的变化成比例。因此，这种装置是传统的压控装置。此外，梳状驱动器的运行可以基于例如通过数模转换器(DAC)提供的粒度或者分辨率。DAC通常用于驱动这种装置，因为相关静电力是非线性的，并且因此适当的数字值必须用于提供适当量的电压以驱动该装置。
技术实现思路
在经由电荷控制MEMS致动器的各种实施方式中提供了系统和方法。根据本文中所公开的技术的一个实施方式，驱动器装置包括生成将电荷注入到致动器中所需要的电压的电荷泵。驱动器装置进一步包括电荷吸收器，致动器通过该电荷吸收器可以放电，其中，致动器的充电和放电实现致动器的移动。又进一步地，驱动器装置包括用于将电荷泵和电荷吸收器操作性地连接至致动器的开关。根据本文中所公开的技术的另一实施方式，驱动器装置包括驱动器电路，该驱动器电路用于经由电荷控制驱动MEMS致动器以便感应导致MEMS致动器的期望移动的电压同时允许电压改变。驱动器电路包括：电荷泵，被配置为将电荷注入到MEMS致动器上；电荷吸收器，被配置为从MEMS致动器吸收电荷；以及开关，被配置为将电荷泵和电荷吸收器中的至少一个切换至MEMS致动器的适当的电容元件。根据本文中所公开的技术的又一实施方式，一种方法包括为致动器连续充电和放电以实现致动器的移动。该方法进一步包括通过感测致动器的输入处的电压来确定致动器的电容以便确定由于致动器的移动导致的致动器的位置。从结合附图进行的以下详细描述中，本公开内容的其他特征和方面将变得显而易见，附图通过举例的方式示出了根据各种实施方式的特征。该总结不旨在限制本专利技术的范围，该范围唯一地由所附权利要求进行限定。附图说明根据一个或多个各种实施方式，本文中公开的技术参考以下附图进行详细描述。仅为了说明的目的提供了附图并且仅描述了所公开的技术的一般或者示例性实施方式。这些附图提供为促进读者对所公开的技术的了解并且不应认为是对它的宽度、范围或者适用性的限制。应当注意的是，为了清楚和易于说明的目的，这些附图不必按比例示出。图1A是其中可实现本文中公开的技术的各种实施方式的示例性移动装置的立体图。图1B是图1A的示例性移动装置的断裂立体图。图2是根据本文中所公开的技术的各种实施方式利用的示例性MEMS致动器的顶视图。图3是根据本文中所公开的技术的一个实施方式的包括电荷控制MEMS驱动器的示例性相机模块的示意图。图4是根据本文中所公开的技术的另一实施方式的包括电荷控制MEMS驱动器的示例性相机模块的示意图。图5是图4的电荷控制MEMS驱动器的示例性仅高电压驱动器的示意图。图6是图5的仅高电压驱动器的示例性电路图。图7是在图5的仅高电压驱动器中利用的示例性电荷泵的电路图。图8是在图5的仅高电压驱动器中利用的示例性电荷吸收器的电路图。图9是在图5的仅高电压驱动器中利用的示例性开关的电路图。图10示出了在本文中公开的技术的各种实施方式中利用的示例性定时波形。图11是图5的仅高电压驱动器的可替代实施方式的电路图。图12是图5的仅高电压驱动器的另一可替代实施方式的电路图。图13是图5的仅高电压驱动器的又一可替代实施方式的电路图。图14示出了根据本文中公开的技术的各种实施方式的使用电荷用于控制MEMS驱动器的实现结构和方法中可以利用的示例性芯片组。附图不旨在彻底地或者将本专利技术限制为所公开的精确形式。应当理解，可以利用修改和改变实践本专利技术，并且仅由权利要求及其等同物限制所公开的技术。具体实施方式致动器装置可包括一个或多个MEMS致动器或者其他静电装置/机构，并且可适合用于多种不同的电子装置中。例如，致动器装置可以适合于在照相机(诸如，小型照相机)中使用，以便例如手动或者自动使小型照相机聚焦，使小型照相机缩放，或者提供用于小型照相机的OIS。此外，致动器装置可用于使小型照相机内的光学器件对准，或者用于其中可利用致动器装置的电子装置中的任何其他期望应用。可使用整体式或者非整体式构造形成致动器装置。例如，可使用现代制造技术(诸如，蚀刻和微加工)形成致动器装置。也设想各种其他制造技术。致动器装置可由硅(例如，单晶硅和/或多晶硅)、或者诸如硅、锗、金刚石和砷化镓的其他半导体形成。形成致动器装置的材料可以被掺杂以获得其期望的导电性。可替换地，致动器装置可由诸如钨、钛、锗、铝、或者镍、或者它们的一些期望组合的金属形成。致动器可由诸如塑料、光阻材料、或者环氧树脂的有机材料制成，填充或者涂覆有导电材料以获得期望的导电性。致动器装置和/或通过致动器装置移动的项目的运动控制可用于促进项目的期望移动同时缓和项目的不期望移动。例如，运动控制可用于促进透镜沿着透镜的光轴移动，同时抑制透镜的其他移动。因此，运动控制可用于促进透镜在单一期望的平移自由度中的移动，同时抑制透镜在所有其他平移自由度中的移动并且同时抑制透镜在所有旋转自由度中的移动。在另一实例中，运动控制可促进透镜在全部三个平移自由度中的移动同时抑制透镜在全部旋转自由度中的移动。因此，可提供用于独立使用并且用在电子装置中的增强的小型照相机。小型照相机适合用于多种不同的电子装置中。例如，小型照相机适合用于诸如蜂窝电话、便携式计算机、电视机、手持装置和监视装置的电子装置中。然而，并且再次，各种实施方式可以应用于并且在无数MEMS装置和背景中执行。如前所述，控制致动器装置中的移动的常规系统和方法依靠电压控制以驱动一个或多个MEMS致动器。即，期望电压可以施加至MEMS致动器，诸如梳状驱动器(电容致动器的实例)以通过利用两个导电梳之间起作用的静电力来诱导移动。当电压被施加在静止梳与移动梳之间时生成有吸引力的静电力，导致它们靠拢在一起。通过致动器形成的力与两个梳之间的电容变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定致动器的位置的方法，包括：/n为致动器连续充电和放电以实现所述致动器的移动；/n通过感测所述致动器的输入处的电压确定所述致动器的电容，以便确定由所述致动器的移动产生的所述致动器的位置；并且/n利用微分器电路和模拟数字转换器(ADC)测量由所述连续充电和放电产生的电压斜升或斜降的斜率，所述电压斜升是所述致动器的所述电容的函数。/n

【技术特征摘要】
20141230 US 14/586,3071.一种用于确定致动器的位置的方法，包括：
为致动器连续充电和放电以实现所述致动器的移动；
通过感测所述致动器的输入处的电压确定所述致动器的电容，以便确定由所述致动器的移动产生的所述致动器的位置；并且
利用微分器电路和模拟数字转换器(ADC)测量由所述连续充电和放电产生的电压斜升或斜降的斜率，所述电压斜升是所述致动器的所述电容的函数。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将充电和放电周期调整为相对于彼此更长或者更短以允许所述致动器的期望移动。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述充电和放电的频率大于所述致动器的机械谐振频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·古铁雷斯，王宏宇，
申请(专利权)人：麦斯卓有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US