CN116170688A - 一种光学镜头防抖系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学防抖设计领域，公开了一种光学镜头防抖系统及方法。本申请的光学镜头防抖系统包括：马达，用于驱动光学镜头；第一位置检测单元，用于检测马达的第一位置信息，光学镜头防抖系统能够根据第一位置信息获得马达的目标位置信息；驱动芯片，用于获取马达的实际位置信息，并根据实际位置信息和目标位置信息输出驱动信息，以驱动马达。本申请通过获取马达的抖动信息和实际位置信息，从而确定出驱动信息，以使马达根据驱动信息驱动光学镜头移动至对应位置，以补偿抖动对镜头拍摄带来的抖动影响，降低甚至消除模糊现象，提高拍摄的稳定性。

Description

一种光学镜头防抖系统及方法

技术领域

本申请涉及光学防抖技术领域，特别涉及一种光学镜头防抖系统及方法。

背景技术

随着影像技术的快速发展，使用光学镜头进行拍照的现象越来越普遍。人们在使用光学镜头拍摄时，由于手持、颠簸等因素影响会造成摄像机发生抖动。又因为摄像机是利用传感器曝光成像，传感器与镜头固定安装在固定台上，而传感器成像曝光需要一定的时间，因此，如果在曝光的时候摄像机发生了抖动，就会导致出现拍摄模糊、不清晰的问题。

发明内容

为解决现有技术中光学镜头拍摄时易出现拍摄模糊、不清晰的问题，本申请实施例提供了一种光学镜头防抖系统及方法，可改善拍摄模糊、不清楚的问题，提高拍摄的稳定度。

第一方面，本申请实施例提供了一种光学镜头防抖系统，包括：

马达，用于驱动光学镜头；

第一位置检测单元，用于检测马达的第一位置信息，光学镜头防抖系统能够根据第一位置信息获得马达的目标位置信息；

驱动芯片，用于获取马达的实际位置信息，并根据实际位置信息和目标位置信息输出驱动信息，以驱动马达。

具体地，该光学镜头防抖系统可应用于具有光学镜头的电子设备中。当手持电子设备拍照时，电子设备会随使用者手部发生抖动，使电子设备内的光学镜头防抖系统随之抖动。在本申请实施例中，马达的第一位置信息可以为马达的抖动信息，第一位置检测单元可以为电子设备中内置的陀螺仪，也可以是额外设置的检测元件，其用于检测马达的抖动信息。

本申请通过获取马达的抖动信息和实际位置信息，从而确定出驱动信息，以使马达根据驱动信息驱动光学镜头移动至对应位置，以补偿抖动对镜头拍摄带来的抖动影响，降低甚至消除模糊现象，提高拍摄的稳定性。进一步地，相对于在驱动芯片中存储抖动补偿算法，以利用驱动芯片进行大量数据的计算，本申请将抖动补偿算法中的目标位置算法在其他处理单元(比如电子设备中的处理器或者其他额外设置的处理芯片)中以进行目标位置信息的计算，降低了对于驱动芯片的计算性能的要求，进而降低驱动芯片的成本。

在上述第一方面的一种可能的实现中，驱动芯片包括：

第二位置检测单元，用于检测马达的实际位置信息；

控制模块，用于根据实际位置信息和目标位置信息获得驱动信息；

驱动模块，用于根据驱动信息驱动马达。

相比于将用于检测马达实际位置信息的第二位置检测单元与驱动芯片独立设置，本方案通过将第二位置检测单元内置于驱动芯片中，可便于简化光学镜头防抖系统内的走线布局，缩短走线长度，并利于减小防抖系统的整体尺寸。

通过将第二位置检测单元内置于驱动芯片中，并将内置有第二位置检测单元的驱动芯片安装于马达内，可便于简化防抖系统内的走线布局，缩短走线长度，并利于减小防抖系统的整体尺寸。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二位置检测单元用于检测马达在至少一个方向上的实际位置信息。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二位置检测单元至少包含一个传感器，传感器用于检测马达在其相应方向上的实际位置信息。

具体地，传感器可以为Hall传感器，各传感器设置于不同位置上，以检测其所对应方向上马达的实际位置信息。

在上述第一方面的一种可能的实现中，驱动芯片还包括：

模拟前端模块，连接第二位置检测单元，用于对实际位置信息进行处理输出数字位置信号；

数据处理模块，连接模拟前端模块，用于根据数字位置信号确定马达的实际位置数据并输出至控制模块，

控制模块根据目标位置信息和实际位置数据确定驱动信息。

具体地，第二位置检测单元输出的实际位置信息为模拟信号，模拟前端模块可用于接收第二位置检测单元输出的模拟信号并将其数字化处理后输出包含驱马达的实际位置的数字位置信号，并将该数字位置信号输出至数据处理模块。数据处理模块可连接于模拟前端模块和控制模块之间，其可包括线性映射电路，线性映射电路是为了将数字位置信号与实际位置数据一一对应，从而实现更精准线性的位置闭环控制。通常可以通过对数字位置信号与实际位置数据做一个多段的线性拟合实现。

通过设置模拟前端、数据处理模块、控制模块和驱动模块，在硬件上实现了对马达的闭环控制，降低了对驱动芯片的计算能力的要求，进一步降低了芯片的成本。

在上述第一方面的一种可能的实现中，驱动芯片包括两个第二位置检测单元，

模拟前端模块连接两个第二位置检测单元，用于根据两个第二位置检测单元输出的实际位置信息输出两组数字位置信号；

数据处理模块还用于对两组数字位置信号进行耦合，以消除数字位置信号中的偏置电压。

具体地，数据处理模块包括用于实现消除数字位置信号中的偏置电压的温漂消除电路。温漂消除电路是根据数值位置信号随温度成比例变化的特性，即在不同温度下，数字位置信号V＝k*Vhall，因此可通过对两组第二位置检测单元输出的实际位置信息的组合运算实现温度系数k的消除。具体地，可通过以下公式实现温漂消除：

其中，Vhall_a和Vhall_b分别表示两组第二位置检测单元对应的数字位置信号，利用除法可以很好消除温度系数k，加减offset_a和offset_b是因为信号链(即从第二位置检测单元至温漂消除电路之间的各部件组成的链路)存在一些不随温度变化的失调信号，需要去除这些信号分量才可以提升温度系数k消除的效果。

在上述第一方面的一种可能的实现中，数据处理模块还用于在根据数字位置信号确定马达的实际位置数据之前，对数字位置信号进行预处理，预处理包括失调消除和温漂消除中的至少一种。

具体地，由于器件结构以及磁场的影响，数字位置信号中会存在由第二位置检测单元带来的失调电压以及信号链各器件因温度影响而产生的偏置电压，因而通过失调消除和/或温漂消除以去除失调电压和/或偏置电压，可进一步实现更精准的位置闭环控制。

在上述第一方面的一种可能的实现中，数据处理模块包括：

失调消除电路，连接模拟前端模块，用于基于数字正交消除数字位置信号中的失调电压，其中失调电压由第二位置检测单元产生。

失调消除的主要机理是利用第二位置检测单元(如霍尔传感器)的数字正交消除失调电压offset并实现信号量的翻倍。具体地，可分别沿两个不同方向向第二位置检测单元输入电流，测量电压Vhall1和Vhall2，然后对Vhall1和Vhall2作差以消除失调电压，进而获得失调消除后的数字位置信号。

在上述第一方面的一种可能的实现中，驱动芯片中内设有两个第二位置检测单元，数据处理模块包括：

温漂消除电路，用于对两个第二位置检测单元输出的实际位置信息进行耦合，以消除实际位置信息中的偏置电压。

具体地，温漂消除电路是根据数值位置信号随温度成比例变化的特性，即在不同温度下，数字位置信号V＝k*Vhall，因此可通过两组第二位置检测单元的组合运算实现温度系数k的消除。

在上述第一方面的一种可能的实现中，数据处理模块还包括：

线性映射电路，分别连接温漂消除电路和控制模块，用于根据温漂消除电路输出的信号确定驱动芯片对应的实际位置数据后输出至控制模块。

线性映射电路是为了将数字位置信号与实际位置数据一一对应，从而实现更精准线性的位置闭环控制。通常可以通过对数字位置信号与实际位置数据做一个多段的线性拟合实现。

在上述第一方面的一种可能的实现中，光学镜头防抖系统能够根据第一位置信息获得马达在不同方向上的目标位置信息，马达和/或其周边设置有两个驱动芯片，两个驱动芯片用于获取马达在不同方向上的实际位置信息，并且各驱动芯片还用于根据其对应方向上的实际位置信息和其对应方向上的目标位置信息输出该方向上的驱动信息。

在上述第一方面的一种可能的实现中，光学镜头防抖系统能够根据第一位置信息获得马达在不同方向上的目标位置信息，马达包括用于驱动光学镜头沿第一方向运动的第一马达线圈和用于驱动光学镜头沿第二方向运动的第二马达线圈，第一马达线圈和第二马达线圈的内部均设置一驱动芯片；各驱动芯片连接其所在的马达线圈，以输出对应方向上的驱动信息至对应的马达线圈以使马达线圈上电。

具体地，第一驱动线圈和第二驱动线圈分别用于驱动光学镜头在X、Y轴运动。采用两颗驱动芯片分别控制第一驱动线圈和第二驱动线圈，以驱动光学镜头在X、Y轴运动，可以用更低的成本达到和集成式OIS相同的防抖效果。且驱动芯片可以分别摆在驱动线圈中间，还可大大减小了防抖系统的体积。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第一位置检测单元为陀螺仪，第二位置检测单元为霍尔传感器。

第二方面，本申请实施例提供了一种光学镜头防抖方法，基于包括马达和驱动芯片的光学镜头防抖系统进行，；光学镜头防抖方法包括：

获取马达的第一位置信息；

根据第一位置信息获得马达的目标位置信息；

驱动芯片获取马达的实际位置信息，并根据实际位置信息和目标位置信息输出驱动信息，以驱动马达使光学镜头移动。

具体地，第一位置信息可以为马达的抖动信息。本方案通过获取马达的抖动信息和实际位置信息，从而确定出驱动信息，以使马达根据驱动信息驱动光学镜头移动至对应位置，以补偿抖动对镜头拍摄带来的抖动影响，降低甚至消除模糊现象，提高拍摄的稳定性。进一步地，相对于利用驱动芯片进行目标位置信息的计算，本申请采用其他处理单元(比如电子设备中的处理器或者其他额外设置的处理芯片)进行目标位置信息的计算，降低了对于驱动芯片的计算性能的要求，可以降低驱动芯片的成本。

附图说明

图1根据本申请的一些实施例，示出了光学镜头的可运动方向示意图；

图2根据本申请的一些实施例，示出了光学镜头防抖系统的结构框图一；

图3根据本申请的一些实施例，示出了光学镜头防抖方法的流程图；

图4根据本申请的一些实施例，示出了光学镜头防抖系统的结构框图二；

图5根据本申请的一些实施例，示出了光学镜头防抖系统的结构框图三；

图6根据本申请的一些实施例，示出了驱动芯片的结构示意图；

图7根据本申请的一些实施例，示出了模拟前端模块的结构示意图；

图8根据本申请的一些实施例，示出了数据处理模块的结构示意图；

图9根据本申请的一些实施例，示出了失调消除的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本申请做进一步说明。可以理解的是，本公开的说明性实施例包括但不限于光学镜头防抖系统及方法，此处描述的具体实施例仅仅是为了解释本申请，而非对本申请的限定。此外，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部的结构或过程。

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

随着科技发展以及技术进步，现在手机摄像头模组内部都集成了能够带动镜头快速移动的马达，通常叫做VCM马达(Voice Coil Motor，音圈马达)。根据其用途又分为对焦用的AF(Auto Focus，自动对焦)马达和用于防抖用的OIS(Optical Image Stabilization，光学图像防抖)马达，一般OIS马达也会兼顾对焦作用。AF马达和OIS马达的发展进一步提升手机拍照的成像效果。如图1所示，AF马达运动方向为Z轴，OIS马达运动方向为X和Y轴。在拍照时，手机会通过对焦算法计算出对焦位置，从而通过马达驱动芯片驱动镜头到达指定位置实现对焦，从而拍出清晰的照片。

由于人手在拍照时会有低频的抖动，这种抖动也会使得最终拍出来的照片成像模糊。因此为了抵消手部抖动带来的影响，需要移动镜头在X方向或者Y方向进行相应的运动，以进行光路的补偿。

基于此，本申请的一种可能实现方式提供了一种光学镜头防抖系统，该光学镜头防抖系统包括用于驱动光学镜头的马达，用于检测马达的第一位置信息的第一位置检测单元；且根据第一位置信息获得马达的目标位置信息；用于获取马达的实际位置信息并根据实际位置信息和目标位置信息输出驱动信息以驱动马达的驱动芯片。

另一方面，本申请的一个可能的实现方式还提供一种光学镜头防抖方法，包括如下步骤：

步骤S101：获取马达的第一位置信息；

步骤S102：根据第一位置信息获得马达的目标位置信息；

步骤S103：驱动芯片获取马达的实际位置信息，并根据实际位置信息和目标位置信息输出驱动信息，以驱动马达使光学镜头移动.

本申请通过获取马达的抖动信息和实际位置信息，从而确定出驱动信息，以使马达根据驱动信息驱动光学镜头移动至对应位置，以补偿抖动对镜头拍摄带来的抖动影响，降低甚至消除模糊现象，提高拍摄的稳定性。进一步地，相对于利用驱动芯片进行目标位置信息的计算，本申请采用其他处理单元(比如电子设备中的处理器或者其他额外设置的处理芯片)进行目标位置信息的计算，降低了对于驱动芯片的计算性能的要求，可以降低驱动芯片的成本。

下面结合附图对本申请提供的光学镜头防抖系统做进一步阐述

如图2所示，在本申请的一种可能的实现方式中，提供了一种光学镜头防抖系统，包括用于检测电子设备(比如手机)抖动信息的陀螺仪、OIS驱动芯片和OIS模组，该OIS模组包括OIS马达和分别设置于X轴和Y轴上的两颗位置传感器。其中，OIS驱动芯片可用于目标位置计算、解耦以及根据目标位置和位置传感器反馈的位置信息计算抖动补偿数据。具体地，OIS驱动芯片能够接收陀螺仪输出的抖动信号并解算出抖动角度θ，然后由下式计算出目标位置Pos：

Pos＝GyroGain*θ

其中，GyroGain为位置计算参数。

进一步地，在计算出目标位置Pos后，OIS驱动芯片还进一步对X轴和Y轴的位置传感器反馈的实际位置信号，先进行解耦计算出新的X轴和Y轴的反馈位置信号，然后再与其计算出的目标位置Pos做差后给到闭环控制器，计算出电流控制量，并将电流输出到马达的线圈上以驱动马达到达目标位置。

具体地，基于上述光学镜头防抖系统进行的防抖方法如图3所示，首先通过陀螺仪检测人手部的抖动信息，然后对采集到的抖动信息通过目标位置解算，以获得镜头需要分别移动的X和Y轴目标位置信息Target，将X轴和Y轴的目标位置信息Target与OIS模组内的位置传感器(如霍尔传感器)感应到的反馈位置信息做差后送入到闭环控制器计算控制量。闭环控制器计算出的控制量经过DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)后变成驱动电流输出到马达的X轴和Y轴线圈上以驱动马达在X方向和Y方向上运动，从而达到光学防抖的效果。

具体地，之所以进行解耦计算是因为在OIS模组中，光学镜头在X轴或者Y轴的运动会互相影响，进而导致X轴和Y轴方向的实际位置与目标位置产生偏离，以至降低防抖效果，因此，为了提高防抖精度，需要进行解耦计算。进一步地，解耦算法需要对马达的X轴和Y轴之间的耦合进行实验测试，以测试其耦合程度，然后根据耦合程度测试数据进行特征辨识与模型拟合，并将拟合得到的解耦参数存储在驱动芯片中，最后在闭环控制时调用即可。

解耦算法的实现如下：Hall(X)和Hall(Y)均表征位置传感器反馈的位置信息，是带有耦合的位置信息。f₁(X,Y)和f₂(X,Y)为前述特征辨识的去耦合模型，耦合程度与当前马达所处X轴和Y轴的位置都有关系。其中，f₁(X,Y)表征Y轴不同位置下对X轴的耦合程度，由公式(1)可以计算出耦合量ΔX。f₂(X,Y)表征X轴不同位置下对Y轴的耦合程度，也可由公式(1)计算出耦合量ΔY，将Hall(X)和Hall(Y)分别去除耦合量ΔX和ΔY，即可得到去除耦合后的New_Hall(X)和New_Hall(X)，此时X轴和Y轴实现了解耦，闭环控制得以单独进行，进而使得马达运动位置更准确，防抖效果更好。

在上述公式(1)中，符号“±”并不代表实际应用的加减，其加减与方向标定和数据处理有关。

本方案中，驱动芯片根据陀螺仪和位置传感器输出的信号计算获得用于补偿光学镜头抖动的补偿数据，然后根据抖动数据控制马达线圈上电以驱动镜头相应移动，进而改善因镜头抖动而造成的摄像模糊的问题。

在上述方案中，一颗OIS模组需要用到一个OIS驱动芯片和两颗位置传感器，且位置传感器与驱动芯片独立设置，并且目标位置信息Target和控制量的计算均是在OIS驱动芯片中进行，驱动芯片根据计算获得的抖动数据驱动两个线圈，以驱动镜头相应移动。并且由于目标位置信息Target的计算在驱动芯片中进行，因而在本实施例中，驱动芯片选用高计算性能芯片，以满足计算要求。

图4根据本申请的一些实施例，示出了另一种光学镜头防抖系统的结构框图。

如图4所示，光学镜头防抖系统包括第一位置检测单元(具体可为陀螺仪1)、驱动芯片2和与驱动芯片2连接的马达3。该光学镜头防抖系统可用于电子设备，陀螺仪1一般可安装在电子设备的光学镜头模组附近，二者一起组装在设备的主板上，用于获取电子设备的抖动数据，马达3与电子设备中的光学镜头200连接，用于驱动光学镜头200运动，具体地，电子设备还包括处理器100，处理器100与陀螺仪1连接且处理器100中存储有目标位置计算算法和解耦算法，可接收陀螺仪1获取的电子设备的抖动数据，并根据抖动数据计算光学镜头200的目标位置数据并输出。驱动芯片2位于马达3内，且与处理器100和马达3连接。驱动芯片2内置有位置传感器21(具体地，该位置传感器21可为霍尔传感器)，位置传感器21用于检测其所在的马达3实际位置信息，驱动芯片2能够根据处理器100输出的目标位置数据和位置传感器21反馈的实际位置信息确定抖动补偿数据，并根据抖动补偿数据控制马达3上电以驱动光学镜头200运动。

由于可以通过电子设备的处理器100实现光学镜头200目标位置数据和解耦的计算，因此驱动芯片2不需要在进行相关数据的计算，降低了对驱动芯片2的性能要求，且有利于减少驱动芯片2的体积，即本申请能够以更低的成本和更小的器件体积保证光学镜头200防抖系统的可靠性。

本方案将闭环驱动芯片放在马达线圈附近，走线短且简单，并且由于闭环驱动芯片内置第二位置检测单元，可使得驱动芯片成本大幅减少，且驱动芯片摆在驱动马达线圈内，还大大减小了摄像模组的体积。另外，相比传统OIS模组需要额外的第二位置检测单元来感应镜头动子的位置信息，本申请驱动芯片内置第二位置检测单元，可自己感应位置信息并经由驱动芯片内的前端模拟模块后用于闭环控制，本申请的光学镜头防抖系统所需器件少、走线短，从而减小单颗模组的成本、体积。进一步地，本申请将目标位置信息的计算算法和解耦算法转至电子设备自身的处理器中，利用电子设备自身的处理器计算目标位置信息target和解耦，可减弱对驱动芯片的性能要求，从而进一步降低OIS模组的成本。

具体地，不同于图2所示的防抖系统中驱动芯片2内存储的解耦算法，本实施例中处理器100存储的解耦计算从原来的对位置传感器21反馈的位置信息进行解耦改为对处理器100计算得到的目标位置信息Target端做解耦控制。具体地，解耦需要对目标位置信息中的X轴和Y轴之间的耦合进行实验测试，测试其耦合程度，根据耦合程度测试数据进行特征辨识与模型拟合，将拟合好的解耦参数存储，最后在闭环控制时调用即可。具体流程如下：马达3上电，进入Crosstalk校准模式，采集串扰数据，进行数据特征辨识和模型拟合，获得解耦参数并将其存储，完后校准。

进一步地，由于解耦计算从原来的对位置传感器21反馈的实际位置信息进行解耦变为对处理器100输出的目标位置信息Target端进行解耦，因此解耦算法也做出一些相应的改变。具体为：

g1(X,Y)和g2(X,Y)为存储的耦合校准辨识出的耦合函数模型，分别表征Y轴不同位置对X轴的耦合影响和X轴不同位置对Y轴的耦合影响。Target_X和Target_Y分别为X轴和Y轴的目标位置数据，经过耦合函数计算分别得到Y对X的耦合量ΔX以及X对Y的耦合量ΔY，最终Target_X和Target_Y分别去除耦合量ΔX和ΔY得到新的目标位置New_Target_X和New_Target_Y。

同样的，在式(2)中，耦合量加减(即符号“±”)与实际方向标定和数据处理有关。

进一步地，位置传感器21可以用于反馈其所在的驱动芯片2的当前位置信息，该位置信息也是其所在的马达和光学镜头200的当前位置信息。驱动芯片2根据光学镜头200的当前位置信息和处理器100输出的目标位置数据确定光学镜头200相对于初始位置的偏移量(即抖动补偿数据)。其中，初始位置为光学镜头防抖系统处于静止状态时光学镜头200的位置。抖动补偿数据可包含镜头在多个方向(具体为图1中所示的X轴方向和Y轴方向)的抖动补偿量，则驱动芯片2根据抖动补偿量控制马达3上电，驱动光学镜头200按照该抖动补偿量移动。其中，抖动补偿量即为光学镜头200为了减少抖动引起的偏差而需要移动的距离。

进一步地，光学镜头200可在两个方向(即图1中X轴方向和Y轴方向)上运动以便于调整光学镜头200位置，即在本申请的一种可能的实现方式中，如图5所示，马达3包括两组马达线圈，分别为用于驱动光学镜头200沿第一方向运动的第一马达线圈31和用于驱动光学镜头200沿第二方向运动的第二马达线圈32，第一马达线圈31和第二马达线圈32的内部均设置一驱动芯片2；各驱动芯片2分别连接处理器100和对应的马达线圈，以根据抖动补偿数据控制其对应的马达线圈上电以驱动光学镜头200运转。

具体地，第一方向为图1中的X轴方向和Y轴方向中的其中一个，第二方向为另一个。

即在X轴对应的马达线圈和Y轴对应的马达线圈内均放置一颗驱动芯片2，各马达线圈内的驱动芯片2与处理器100和相应的马达线圈连接，用于根据处理器100解耦后输出的包含目标位置New_Target_X和New_Target_Y的数据以及驱动芯片2自身位置传感器21反馈的位置信息驱动该轴对应的抖动补偿数据，并根据该抖动补偿数据控制相应的马达线圈上电，以使马达3驱动光学镜头200在相应方向上移动对应距离。

具体地，第一马达线圈31内的驱动芯片2与处理器100和第一马达线圈31连接，用于根据其内置的位置传感器21反馈的第一马达线圈31的实际位置信息和处理器100经解耦后输出的与第一方向相关的目标位置数据，计算第一方向对应的抖动补偿数据，然后根据该第一方向对应的抖动补偿数据控制第一马达线圈31上电，以驱动光学镜头200在第一方向上运动。同样的，第二马达线圈32内的驱动芯片2与处理器100和第二马达线圈32连接，用于根据其内置的位置传感器21反馈的第二马达线圈32的实际位置信息和处理器100输出的与第二方向相关的目标位置数据，计算第二方向对应的抖动补偿数据，然后根据该第二方向对应关的抖动补偿数据控制第二马达线圈32上电，以驱动光学镜头200在第二方向上运动。

需要说明的是，驱动芯片2是可用于驱动马达3等负载的芯片，马达3可以是音圈马达3。驱动芯片2根据其计算得的抖动补偿数据控制其相连的马达3的电流大小，以控制马达3驱动对应的光学镜头200移动相应距离。其中，镜头可以且不限于是各种定焦镜头、变焦镜头、广角镜头、标准镜头等等。

具体地，处理器100可以通过I2C(Inter－Integrated Circuit，集成电路总线)或I3C(由I2C改进的集成电路总线)连接每一个驱动芯片2。以通过I2C总线连接为例，处理器100内存有光学镜头防抖系统中每一个驱动芯片2的I2C地址，处理器100可以获取该驱动芯片2的I2C地址，根据该I2C地址将解耦后的目标位置数据发送给该驱动芯片2。

进一步地，如图6所示，驱动芯片2包括依次串联的模拟前端模块22、数据处理模块23、控制模块24和驱动模块25。其中，模拟前端模块22的输入端与位置传感器21连接，用于接收位置传感器21反馈的驱动芯片2实际位置信息(其为模拟位置信号)，并对该模拟位置信号进行处理后输出能够表征驱动芯片2的实际位置的数字位置信号，数据处理模块23接收模拟前端模块22输出的数字位置信号对其进行失调消除、温漂消除及线性映射后输出至控制模块24，控制模块24还与处理器100连接，可根据数据处理模块23输出的数据信号和处理器100输出的目标位置数据计算抖动补偿数据后输出至驱动模块25，驱动模块25的输出端连接马达3，根据控制模块24输出的抖动补偿数据控制马达3上电以驱动光学镜头200相应移动。

在本申请的一个可能的实施方式中，如图7所示，模拟前端模块22包括可编程增益放大器(Pmgrammable GainAmplifier，PGA)、数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)和模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)，具体地，PGA用于放大位置传感器21输出的模拟位置信号，DAC用于调整模拟位置信号在合适的范围从而提高PGA的放大倍数、提高信号的信噪比，ADC用于将放大后的模拟位置信号转换成数字位置信号进行运算。

即位置传感器21的输入信号通常较小，需要经过PGA进行一定倍数放大之后，传递给ADC进行信号的量化，ADC量化后的数字位置信号输出传递数据处理模块23进行数据处理，然后输出给控制模块24(比如DS)做算法的处理，并将处理后的信号输出，传递给驱动模块25以输出驱动电流，此驱动电流会反馈到光学镜头200的马达3上，以使马达3控制光学镜头200运动，从而实现闭环反馈，消除镜头的抖动。

在本申请的一个可能的实施方式中，如图8所示，数据处理模块23包括依次串级连接的失调消除电路231、温漂消除电路232和线性映射电路233。

具体地，失调消除电路231的输入端连接模拟前端模块22，用于接收模拟前端模块22输出的数字位置信号。失调消除的主要机理是利用位置传感器21(如霍尔传感器)的数字正交消除失调电压offset并实现信号量的翻倍。如图9(a)和图9(b)所示，以霍尔传感器为例，分别沿两个不同方向向hall传感器输入电流，测量电压Vhall1和Vhall2，例如，沿图9(a)所示的方向向霍尔传感器输入hall电流，测量到器件两端的电压Vhall1，然后再沿图9(b)所示的方向向霍尔传感器输入相同大小的hall电流，再次测量到器件另外两端的电压，得到电压Vhall2。由于霍尔传感器结构或者磁场等因素影响，传感器两端的电压会存在失调电压，因此，因此可以利用两次测量的电压Vhall1和Vhall2做差以消除失调电压offset，并可使得信号量翻倍。

具体地，电压Vhall1和Vhall2满足：

Vhall1＝V1+offset

Vhall1＝-V1+offset

其中，V1为所需要的传感器信号，即不包含是指位置信号中的不包含失调电压的电压信号，offset为失调电压。

因而，通过将Vhall1和Vhall2作差，可得消除失调后的数字位置信号Vhall：

Vhall＝Vhall1-Vhall2＝2V1

即实现了消除失调电压。

进一步地，温漂消除电路232是根据数值位置信号随温度成比例变化的特性，即在不同温度下，数字位置信号V＝k*Vhall。通过两组位置传感器21的组合运算实现温度系数k的消除。

具体地，驱动芯片2中内设有两组位置传感器21，两组位置传感器21均与模拟前端模块22连接，两组位置传感器21输出的模拟位置信号分别经模拟前端模块22处理后均变为数字位置信号，然后分别输出至失调消除电路231以消除两组数字位置信号中的失调电压，然后再输出至温漂消除电路232，温漂消除电路232对两组数字位置信号进行组合运算，从而消除模拟位置信号中的因温度影响造成的偏置电压。具体公式如下：

其中，Vhall_a和Vhall_b分别表示两组传感器对应的数字位置信号，利用除法可以很好消除温度系数k，加减offset_a和offset_b是因为信号链(即从传感器至温漂消除电路232之间的各部件组成的链路)存在一些不随温度变化的失调信号，需要去除这些信号分量才可以提升温度系数k消除的效果。

进一步地，线性映射电路233是为了将处理后的数字位置信号与实际位置一一对应，从而实现更精准线性的位置闭环控制。通常可以通过对处理后的数字位置信号与实际位置信号对应的位置做一个多段的线性拟合实现。

在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。

需要说明的是，本申请各设备实施例中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元/模块可以是一个物理单元/模块，也可以是一个物理单元/模块的一部分，还可以以多个物理单元/模块的组合实现，这些逻辑单元/模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元/模块所实现的功能的组合才是解决本申请所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本申请的创新部分，本申请上述各设备实施例并没有将与解决本申请所提出的技术问题关系不太密切的单元/模块引入，这并不表明上述设备实施例并不存在其它的单元/模块。

需要说明的是，在本专利的示例和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本申请的某些优选实施例，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光学镜头防抖系统，其特征在于，包括：

马达，用于驱动所述光学镜头；

第一位置检测单元，用于检测所述马达的第一位置信息，所述光学镜头防抖系统能够根据所述第一位置信息获得所述马达的目标位置信息；

驱动芯片，用于获取所述马达的实际位置信息，并根据所述实际位置信息和所述目标位置信息输出驱动信息，以驱动所述马达。

2.如权利要求1所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述驱动芯片包括：

第二位置检测单元，用于检测所述马达的实际位置信息；

控制模块，用于根据所述实际位置信息和所述目标位置信息获得所述驱动信息；

驱动模块，用于根据所述驱动信息驱动所述马达。

3.如权利要求2所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述第二位置检测单元用于检测所述马达在至少一个方向上的实际位置信息。

4.如权利要求2所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述第二位置检测单元至少包含一个传感器，所述传感器用于检测所述马达在其相应方向上的实际位置信息。

5.如权利要求2至4任一项所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述驱动芯片还包括：

模拟前端模块，连接所述第二位置检测单元，用于对所述实际位置信息进行处理输出数字位置信号；

数据处理模块，连接所述模拟前端模块，用于根据所述数字位置信号确定所述马达的实际位置数据并输出至所述控制模块；

所述控制模块根据所述目标位置信息和所述实际位置数据确定所述驱动信息。

6.如权利要求5所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述驱动芯片包括两个所述第二位置检测单元，

所述模拟前端模块连接两个所述第二位置检测单元，用于根据两个所述第二位置检测单元输出的所述实际位置信息输出两组所述数字位置信号；

所述数据处理模块还用于对两组所述数字位置信号进行耦合，以消除所述数字位置信号中的偏置电压。

7.如权利要求1所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述光学镜头防抖系统能够根据所述第一位置信息获得所述马达在不同方向上的目标位置信息，所述马达和/或其周边设置有两个所述驱动芯片，两个所述驱动芯片用于获取所述马达在不同方向上的实际位置信息，并且各所述驱动芯片还用于根据其对应方向上的实际位置信息和其对应方向上的目标位置信息输出该方向上的驱动信息。

8.如权利要求7所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，所述马达包括用于驱动光学镜头沿第一方向运动的第一马达线圈和用于驱动所述光学镜头沿第二方向运动的第二马达线圈，所述第一马达线圈和所述第二马达线圈的内部均设置一所述驱动芯片；各所述驱动芯片连接其所在的马达线圈，以输出对应方向上的所述驱动信息至所述马达线圈。

9.如权利要求1所述的光学镜头防抖系统，其特征在于，还包括处理器，所述处理器用于根据所述第一位置信息计算所述目标位置信息。

10.一种光学镜头防抖方法，其特征在于，基于包括马达和驱动芯片的光学镜头防抖系统进行，所述光学镜头防抖方法包括：

获取所述马达的第一位置信息；

根据所述第一位置信息获得所述马达的目标位置信息；

所述驱动芯片获取所述马达的实际位置信息，并根据所述实际位置信息和所述目标位置信息输出驱动信息，以驱动所述马达使光学镜头移动。

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