CN107040175A - 音圈电机启动控制方法及装置、摄像头模组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种音圈电机启动控制方法，包括：控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；根据获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。本发明实施例还公开了一种音圈电机启动控制装置、摄像头模组。

Description

音圈电机启动控制方法及装置、摄像头模组
技术领域
本发明涉及音圈电机启动控制技术，尤其涉及一种音圈电机启动控制方法及装置、摄像头模组。
背景技术
音圈电机(VCM，Voice Coil Motor)具有效率高、结构简单、体积小的优点，音圈电机被广泛用于手机摄像头自动对焦模块，目前大部分带有自动对焦照相功能的手机都在使用音圈电机带动镜头移动以实现对焦，音圈电机有专门的驱动芯片，图像信号处理器(ISP，Image Signal Processor)根据自动对焦算法配置驱动芯片寄存器实现对焦；音圈电机的主要工作原理为：在一个永久磁场内，通过改变马达内线圈的直流电流大小来控制弹簧片的拉伸位置，从而带动镜头运动，在音圈电机带动镜头运动时候，受镜头重力和惯性影响，镜头会在目标位置产生阻尼振荡。
图1为摄像头模组的剖面示意图，图2为现有技术中音圈电机启动时镜头组件位移与音圈电机驱动电流的关系图，图3为现有技术中音圈电机启动时镜头组件位移与时间的关系图，所述T为所述音圈电机的振荡周期；现有技术中，摄像头开启时，音圈电机启动瞬间完成，如图1至图3所示，在音圈电机启动时，安装在音圈电机一端的镜头组件受惯性、重力及音圈电机自身缺陷的影响，会触碰到摄像头模组的镜筒结构件发出异响，这会影响摄像头模组的寿命，产生噪声。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种音圈电机启动控制方法及装置、摄像头模组，避免音圈电机启动时镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，提升摄像头模组的寿命，消除摄像头开启时产生的噪声。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种音圈电机启动控制方法，包括：
控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
根据获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
在上述方案中，所述控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流之前，所述方法还包括：
获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；
根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值。
在上述方案中，所述根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值包括：
计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；
计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；
将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
在上述方案中，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一。
在上述方案中，所述启动电流的大小是固定的。
本发明实施例提供一种音圈电机启动控制装置，包括：
控制模块，用于控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
获取模块，用于获取电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值；
所述控制模块，还用于根据所述获取模块获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
在上述方案中，所述获取模块，还用于获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；所述控制模块，还用于根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值。
在上述方案中，所述控制模块，具体用于：计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
在上述方案中，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一。
在上述方案中，所述启动电流的大小是固定的。
本发明实施例提供一种摄像头模组，包括：
镜头组件、音圈电机、音圈电机驱动器、以及权利要求6-10任一项所述的音圈电机启动控制装置。
本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法及装置、摄像头模组，将音圈电机的启动过程分成两个不同的阶段进行控制，第一阶段通过控制音圈电机驱动器向音圈电机一次输出大小固定的启动电流，第二阶段通过控制音圈电机驱动器向音圈电机输出以启动电流为起始值、以电流阶跃变化时间为步长、以电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，在第二阶段音圈电机的位移与时间呈现线性的关系，从而实现了在音圈电机启动时镜头组件的平稳移动，避免了镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，如此，能有效避免音圈电机启动时镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，消除摄像头开启时产生的噪声，进而可提升摄像头模组的寿命。
附图说明
图1为摄像头模组的剖面示意图；
图2为现有技术中音圈电机启动时镜头组件位移与音圈电机驱动电流的关系图；
图3为现有技术中音圈电机启动时镜头组件位移与时间的关系图；
图4为本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法的另一流程图；
图6为本发明实施例提供的音圈电机启动时镜头组件位移与音圈电机驱动电流的关系图；
图7为本发明实施例提供的音圈电机启动时镜头组件位移与时间的关系图；
图8为本发明实施例提供的音圈电机启动时音圈电机驱动电流与时间的关系图；
图9为本发明实施例提供的音圈电机启动控制装置的结构图；
图10为本发明实施例提供的摄像头模组的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图4为本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
步骤101、控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
这里，本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法可以用于对音圈电机的启动进行有效控制，以避免音圈电机启动时镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，提升摄像头模组的寿命，消除摄像头开启时产生的噪声；本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法的执行主体可以为音圈电机启动控制装置，所述音圈电机启动控制装置可以配置于图像信号处理器内部，也可以单独配置。
需要说明的是，所述控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流，是指控制所述音圈电机带动所述镜头组件到达静止与移动状态的临界状态时的电流值；实际中，在给定的摄像头模组中，当给定的音圈电机搭配给定的镜头组件时，控制该给定的音圈电机带动该给定的镜头组件移动所需要的最小电流的值是固定不变的，即启动电流的大小是固定的；实际中，在给定的摄像头模组、当给定的音圈电机搭配给定的镜头组件时，可以通过预先测试得到所述启动电流的大小。
步骤102、根据获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
这里，所述目标位置指所述音圈电机启动完成时镜头组件所在的指定位置；实际中，在执行步骤101之前，通过获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值；其中，所述电流阶跃次数为正整数，所述电流阶跃次数的取值可以预先设定；可选的，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一，所述音圈电机的振荡周期可以预先获取；
进一步地，所述根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值的具体实现方式可以包括：计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法，将音圈电机的启动过程分成两个不同的阶段进行控制，其中，第一阶段：采用直接上电方式，即控制音圈电机驱动器向音圈电机一次输出固定电流，在第一阶段音圈电机的位移与时间呈现非线性变化的特征；第二阶段：控制音圈电机驱动器向音圈电机输出阶跃增大的驱动电流，在第二阶段音圈电机的位移与时间呈现线性变化的特征；通过将音圈电机的启动过程分成上述两个不同的阶段逐步控制，实现了在音圈电机启动时镜头组件的平稳移动，避免了镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，从而避免了镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，消除了摄像头开启时产生的噪声，提升了摄像头模组的寿命。
图5为本发明实施例提供的音圈电机启动控制方法的另一流程图；如图5所示，该方法包括：
步骤201、通过测试获取音圈电机的启动电流I0；
步骤202、通过测试获取音圈电机的振荡周期T；
步骤203、获取音圈电机在目标位置处的驱动电流，即目标位置电流；所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；
步骤204、确定电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值：
1)实际中，可以设定所述电流阶跃变化时间为在时间后音圈电机的振荡方向变为负方向运动，因此设定电流阶跃变化时间的最优值为
2)计算所述目标位置电流与所述启动电流I0的差值；计算所述差值与电流阶跃次数的比值；将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值；其中，所述电流阶跃次数的取值n可以预先设定，所述电流阶跃次数的取值的原则是：n为正整数，在电流阶跃次数为n-1时镜头组件会触碰摄像头模组的镜筒结构件、且在电流阶跃次数为n时镜头组件不会触碰摄像头模组的镜筒结构件。
步骤205、音圈电机启动控制装置控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流I0，使所述音圈电机带动所述镜头组件到达即将移动的临界状态，从而完成第一阶段的电流控制；
步骤206、音圈电机启动控制装置根据获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流I0为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置，从而完成第二阶段的电流控制，至此，本发明实施例提供的音圈电机启动过程完成。图6为本发明实施例提供的音圈电机启动时镜头组件位移与音圈电机驱动电流的关系图；图7为本发明实施例提供的音圈电机启动时镜头组件位移与时间的关系图；图8为本发明实施例提供的音圈电机启动时音圈电机驱动电流与时间的关系图；如图6至图8所示，在第一阶段音圈电机的位移与时间呈现非线性变化的特征，在第二阶段音圈电机的位移与时间呈现线性变化的特征，实现了在音圈电机启动时镜头组件的平稳移动，避免了镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，如此，能有效避免音圈电机启动时镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，消除了摄像头开启时产生的噪声，进而可提升摄像头模组的寿命。
图9为本发明实施例提供的音圈电机启动控制装置的结构图，所述音圈电机启动控制装置可以配置于图像信号处理器内部，也可以单独配置；如图9所示，所述装置包括：
控制模块301，用于控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
获取模块302，用于获取电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值；
所述控制模块301，还用于根据所述获取模块获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
本发明实施例提供的音圈电机启动控制装置，将音圈电机的启动过程分成两个不同的阶段进行控制，第一阶段通过控制音圈电机驱动器向音圈电机一次输出大小固定的启动电流，第二阶段通过控制音圈电机驱动器向音圈电机输出以启动电流为起始值、以电流阶跃变化时间为步长、以电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，在第二阶段音圈电机的位移与时间呈现线性的关系，从而实现了在音圈电机启动时镜头组件的平稳移动，避免了镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，如此，能有效避免音圈电机启动时镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，消除摄像头开启时产生的噪声，进而可提升摄像头模组的寿命。
在上述实施例的基础上，所述获取模块302，还用于获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；所述控制模块301，还用于根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值。
在上述实施例的基础上，所述控制模块301，具体用于：计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
在上述实施例的基础上，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一。
在上述实施例的基础上，所述启动电流的大小是固定的。
在实际应用中，所述控制模块301、获取模块302，均可由位于图像信号处理器的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。
图10为本发明实施例提供的摄像头模组的结构图，如图10所示，所述摄像头模组包括：
镜头组件401、音圈电机402、音圈电机驱动器403、音圈电机启动控制装置404；其中，所述音圈电机启动控制装置404可以包括本发明任意实施例所提供的音圈电机启动控制装置。
需要说明的是，实际中，所述摄像头模组还可以包括：图像信号处理器，所述音圈电机启动控制装置404可以配置于所述图像信号处理器内部，也可以单独配置；所述摄像头模组还可以包括镜筒结构件、图像传感器等装置或设备。
本发明实施例提供的摄像头模组，将音圈电机的启动过程分成两个不同的阶段进行控制，其中，第一阶段：采用直接上电方式，即控制音圈电机驱动器向音圈电机一次输出固定电流，在第一阶段音圈电机的位移与时间呈现非线性变化的特征；第二阶段：控制音圈电机驱动器向音圈电机输出阶跃增大的驱动电流，在第二阶段音圈电机的位移与时间呈现线性变化的特征；通过将音圈电机的启动过程分成上述两个不同的阶段逐步控制，实现了在音圈电机启动时镜头组件的平稳移动，避免了镜头组件在目标位置产生大幅度阻尼振荡，从而避免了镜头组件触碰摄像头模组的镜筒结构件，消除了摄像头开启时产生的噪声，提升了摄像头模组的寿命。
在实际应用中，所述音圈电机启动控制装置404可由位于图像信号处理器的CPU、MPU、DSP、或FPGA等实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种音圈电机启动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
根据获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流之前，所述方法还包括：
获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；
根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值包括：
计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；
计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；
将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动电流的大小是固定的。
6.一种音圈电机启动控制装置，其特征在于，所述装置包括：
控制模块，用于控制音圈电机驱动器向音圈电机输出启动电流，所述启动电流为控制所述音圈电机带动镜头组件移动的最小电流；
获取模块，用于获取电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值；
所述控制模块，还用于根据所述获取模块获取的电流阶跃变化时间及电流阶跃变化值，控制所述音圈电机驱动器向所述音圈电机输出以所述启动电流为起始值、以所述电流阶跃变化时间为步长、以所述电流阶跃变化值为步进的、阶跃增大的驱动电流，直至控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至目标位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述获取模块，还用于获取所述启动电流、目标位置电流、电流阶跃次数，所述目标位置电流为控制所述音圈电机带动所述镜头组件移动至所述目标位置的最小电流；
所述控制模块，还用于根据所述启动电流、所述目标位置电流、所述电流阶跃次数，确定所述电流阶跃变化值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块，具体用于：
计算所述目标位置电流与所述启动电流的差值；
计算所述差值与所述电流阶跃次数的比值；
将计算得到的比值，确定为所述电流阶跃变化值。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电流阶跃变化时间为所述音圈电机的振荡周期的二分之一。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述启动电流的大小是固定的。
11.一种摄像头模组，其特征在于，所述摄像头模组包括：
镜头组件、音圈电机、音圈电机驱动器、以及权利要求6-10任一项所述的音圈电机启动控制装置。
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