CN117691899A - 马达、马达系统、倍压电路、马达控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了马达、马达系统、倍压电路、马达控制方法及相关装置。该马达系统可包括：driver IC、倍压电路和VCM线圈，三者可依次串接，可用于将driver IC的输出电压成倍提高后输出到线圈负载两端，从而成倍提高流过线圈的电流，最终显著提高马达推力。而且，马达系统中可设置有自锁机构，可用于控制在马达推力的垂直方向上施加于马达动子载体的压力，以改变马达动子载体受到的摩擦力，从而降低或避免马达动子在推力反方向的回落。

Description

马达、马达系统、倍压电路、马达控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及马达、马达系统、倍压电路、马达控制方法及相关装置。

背景技术

随着电子技术的发展，手机、平板电脑等电子设备一般都配置有摄像头。而摄像头的镜头的越来越重，这就要求马达能够提供更大的推力。但是，手机等电子设备的内部空间十分有限，难以通过增加马达尺寸来提高马达推力。

发明内容

第一方面，提供一种音圈马达VCM，包括：动子载体，线圈，形变部件，其中，动子载体用于承载VCM的驱动对象；线圈在通电时与动子载体相吸或相斥，用于推动动子载体运动；形变部件用于在F_E＜F_f+F_G时，增加对动子载体施加的压力，形变部件对动子载体施加的压力用于产生形变部件和动子载体之间的摩擦力；其中，F_E为线圈与动子载体相吸或相斥产生的磁感应力，F_f为形变部件增加对动子载体施加的压力之前动子载体在运动时受到的摩擦力，在动子载体运动的反方向上，F_G包括VCM的动子载体和动子载体承载的驱动对象的重力在动子载体运动的反方向上的分力。

第一方面提供的VCM，通过增加摩擦力的方式能够降低或避免动子载体在运动方向的反方向上的回落，提升动子载体将驱动对象推动至目标位置的效率。

结合第一方面，在一些实施方式中，形变部件用于在第一时间点增加对动子载体施加的压力，第一时间点为动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

结合第一方面，在一些实施方式中，形变部件还用于在第二时间点，降低对动子载体施加的压力，第二时间点为形变部件增加对动子载体施加的压力后，线圈下一次通电的时间点。这样能够避免线圈下一次通电并推动动子载体运动时，降低动子载体的整体位移。

结合第一方面，在一些实施方式中，当线圈通电时电流的方向是第一流向时，动子载体在第一方向运动；当线圈通电时电流的方向是第二流向时，动子载体在第二方向运动，第一方向和第二方向相反。相当于动子载体能够在双方向上运动。

结合第一方面，在一些实施方式中，VCM为光学防抖OIS VCM，OIS VCM的驱动对象为摄像头模组中的镜头，线圈在通电时与动子载体相吸或相斥，用于推动动子载体在光轴的垂直方向运动。

结合上一实施方式，OIS VCM内还嵌套有自动对焦AF VCM，AF VCM的动子载体也用于承载摄像头模组中的镜头；F_G还包括AF VCM的重力在OIS VCM的动子载体运动的反方向上的分力。

结合第一方面，在一些实施方式中，VCM为自动对焦AF VCM，AF VCM的驱动对象为摄像头模组中的镜头，线圈在通电时与动子载体相吸或相斥，用于推动动子载体在光轴方向运动。

结合上一实施方式，AF VCM内还嵌套有光学防抖OIS VCM，OIS VCM的动子载体也用于承载摄像头模组中的镜头；F_G还包括OIS VCM的重力在AF VCM的动子载体运动的反方向上的分力。

结合第一方面，在一些实施方式中，VCM的驱动对象为按键中的回弹机构。

第二方面，提供一种马达系统，包括：驱动集成电路，倍压电路、音圈马达VCM，其中，

倍压电路的输入端耦接于驱动集成电路的输出端，倍压电路的输出端耦接于VCM的线圈两端，倍压电路用于将驱动集成电路输出到输入端的输入电压升压后再输出到线圈两端；马达系统中的VCM包括第一方面或第一方面的任一种实施方式提供的VCM。

结合第二方面，在一些实施方式中，第二方面提供的马达系统中，倍压电路还可以用于改变输出到线圈两端的线圈电压的电压极性；当线圈电压的电压极性为第一极性时，线圈电流的方向为第一流向，VCM输出第一方向的马达推力；当线圈电压的电压极性为第二极性时，线圈电流的方向为第二流向，VCM输出第二方向的马达推力。这样，倍压电路可以改变线圈电流方向，从而第一方面提供的马达系统支持马达输出两种方向的马达推力，最终控制被驱动部件(如摄像头的镜头)在双方向上移动。

结合第二方面，在一些实施方式中，倍压电路可以是第三方面或者第三方面的任一种实施方式或者第四方面或者第四方面的任一种实施方式描述的倍压电路。

第三方面，本申请提供了一种倍压电路，可包括：一个电容C1、第一单向导通装置、第二单向导通装置和开关S1，以及第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端；其中：电容C1的第一端耦接第一输入端，电容C1的第二端耦接于第一输出端，第二输出端耦接于第二输入端；第一单向导通装置的一端耦接于电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第一动端；第二单向导通装置的一端也耦接于电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第二动端；开关S1的不动端耦接于第二输入端；第一单向导通装置、第二单向导通装置的导通方向相反。

第三方面中，第一输入端和第二输入端之间加载的输入电压是交流电压信号。具体的，输入电压可以是脉冲宽度调制PWM电压信号。倍压电路中的开关S1可以是单刀双掷开关。

第三方面提供的倍压电路，在将输入电压提高近似两倍的同时，仅需一个电容实施充放电，进一步缩小了电路尺寸，且能改变输出电压的极性电压。当该倍压电路应用于马达系统时，如倍压电路的输入端连接driver IC、输出端连接VCM线圈时，它可以改变线圈电流方向，从而支持马达输出两种方向的马达推力，最终控制被驱动部件(如摄像头的镜头)在双方向上移动。

结合第三方面，在一些实施方式中，第一单向导通装置可以是二极管D1。第一单向导通装置的一端耦接于电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第一动端，具体包括：二极管D1的负极耦接于电容C1的第二端，正极耦接于开关S1的第一动端。

结合第三方面，在一些实施方式中，第二单向导通装置可以是二极管D2。第二单向导通装置的一端也耦接于电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第二动端，具体包括：二极管D2的正极也耦接于电容C1的第二端，负极耦接于开关S1的第二动端。

二极管作的导通压降很小，例如硅管的压降小于等于0.7V，锗管的压降小于等于0.2V。因此，选择二极管作为单向导通装置可以进一步降低导通压降，使得二级倍压电路的输出电压更加接近两倍的输入电压。

结合第三方面，在一些实施方式中，第三方面的倍压电路的充放电可以包括：当开关S1导通第一动端时，电容C1在输入电压的第一半周期充电，在输入电压的第二半周期放电，第二半周期放电时倍压电路的输出电压的电压极性为第一极性。第一半周期的输入电压的电压极性与第二半周期的输入电压的电压极性相反。当开关S1导通第二动端时，电容C1在输入电压的第二半周期充电，在输入电压的第一半周期放电，第一半周期放电时倍压电路的输出电压的电压极性为第二极性；第二极性与第一极性相反。

其中，第一半周期、第二半周期可以分别是负半周、正半周，也可以分别是正半周、负半周，即图5A-图5D中示出的上正下负的输入电压可以是正半周的输入电压，也可以是负半周的输入电压。

通过开关S1的选择性导通，可以改变倍压电路的输出电压的极性。当该倍压电路应用于马达系统时，如倍压电路的输入端连接driver IC、输出端连接VCM线圈时，它可以改变线圈电流方向，从而支持马达输出两种方向的马达推力。

结合第三方面，在一些实施方式中，开关S1还可以包括控制端，控制端耦接于控制单元。当控制端接收到第一控制信号时，开关S1选择导通第一动端；当控制端接收到第二控制信号时，开关S1选择导通第二动端。

结合第三方面，在一些实施方式中，二级倍压电路还可以包括一个偏置电阻R1，偏置电阻R1串接于开关S1的不动端和驱动集成电路的第二输出端之间。即，第一单向导通装置(如二极管D1)、第二单向导通装置(如二极管D2)的充放电电路共用的偏置电阻，一起调整这两个充放电电路的充放电时间。

结合第三方面，在一些实施方式中，二级倍压电路还可以包括两个偏置电阻R1、R2，其中，偏置电阻R1串接于第一单向导通装置和开关S1的第一动端之间，偏置电阻R2串接于第二单向导通装置的负极和开关S1的第二动端之间。即，这两个偏置电阻分别串接于第一单向导通装置(如二极管D1)、第二单向导通装置(如二极管D2)的充放电电路中，以独立调整这两个充放电电路的充放电时间。

第四方面，本申请提供了一种倍压电路，如图7A所示，该倍压电路可以包括n级倍压电路和开关S1，n≥2，n是正整数。该倍压电路中的第n级充放电电路中的电容Cn的两端并联了开关S1，开关S1用于调整倍压电路的输出电压的电压极性。

其中，该n级倍压电路可以是传统的n级倍压电路，可如图3A、图3E所示。电容Cn的两端也是传统的n级倍压电路的输出端。

第四方面提供的倍压电路，通过在传统n级倍压电路的输出端与线圈负载之间串接开关S1，可控制加载于线圈两端的电压极性，从而改变流经线圈的电流的方向，最终改变马达推力方向。

结合第四方面，在一些实施方式中，开关S1可以包括两个不动端P1、P2，不动端P1、P2分别耦接电容Cn的两端，开关S1还包括：第一动端和第二动端，其中，第一动端包括一组动端T1、T3，第二动端包括一组动端T2、T4；当开关S1导通第一动端时，倍压电路通过第一动端输出第一极性的输出电压；当开关S1导通第二动端时，倍压电路通过第二动端输出第二极性的输出电压；第二极性与第一极性相反。

其中，P1、P2分别电连接电容Cn的两端，T1、T4电连接线圈的第一端，T2、T3电连接线圈的第二端。

结合第四方面，在一些实施方式中，开关S1可以是双刀双掷开关或者由两个单刀双掷开关组合而成。

结合第四方面，在一些实施方式中，开关S1还可包括：控制端C1、C2。开关切换的控制信号可通过两个控制端C1、C2由控制器、AP等控制单元传入。

第五方面，本申请提供了一种包括音圈马达VCM的模组，该模组可包括：倍压电路、驱动集成电路，其中：倍压电路的输入端耦接于驱动集成电路的输出端，倍压电路的输出端耦接于音圈马达的线圈两端，倍压电路用于将驱动集成电路输出到输入端的输入电压升压后再输出到线圈两端；该VCM可以是第一方面或第一方面任一种实施方式提供的VCM。

并且结合第五方面，在一些实施方式中，倍压电路还用于改变输出到线圈两端的线圈电压的电压极性；当线圈电压的电压极性为第一极性时，线圈电流的方向为第一流向，VCM输出第一方向的马达推力；当线圈电压的电压极性为第二极性时，线圈电流的方向为第二流向，VCM输出第二方向的马达推力。

第五方面中，第一输入端和第二输入端之间加载的输入电压是交流电压信号。具体的，输入电压可以是脉冲宽度调制PWM电压信号。倍压电路可以是第二方面或者第三方面描述的倍压电路。

结合第五方面，在一些实施方式中，模组可以为摄像头模组，还包括镜头；VCM用于输出马达推力带动镜头在光轴方向上移动，或者在光轴垂直平面上移动。

结合第五方面，在一些实施方式中，倍压电路可以设置在摄像头模组的z方向空间，z方向和光轴平行。

结合第五方面，在一些实施方式中，模组还可以包括图像传感器，倍压电路具体可以设置在镜头和图像传感器在z方向上形成的空腔内。

结合第五方面，在一些实施方式中，倍压电路也可以部分或全部集成在驱动集成电路中。在部分集成时，倍压电路中的电容，或者电容和二极管不集成在驱动集成电路中。

结合第五方面，在一些实施方式中，倍压电路还可以集成在VCM中。

第六方面，本申请提供了一种电子设备，可以包括：第一模组、第一控制单元，其中，第一模组可以是第五方面描述的模组，第一控制单元耦接马达系统的VCM中的形变部件，用于控制形变部件对VCM中的动子载体施加的压力大小。

控制单元结合第六方面，在一些实施方式中，电子设备还包括第二控制单元，第二控制单元耦接第一模组，用于控制第一模组中的VCM的线圈电流的方向。

结合第六方面，在一些实施方式中，第二控制单元具体可以耦接第一模组中的倍压电路；

结合第六方面，在一些实施方式中，控制第一模组中的VCM的线圈电流的方向，具体可以包括：控制倍压电路输出到线圈两端的线圈电压的电压极性，其中，当线圈电压的电压极性为第一极性时，线圈电流的方向为第一流向；当线圈电压的电压极性为第二极性时，线圈电流的方向为第二流向。

结合第六方面，在一些实施方式中，第二控制单元还可以耦接第一模组，用于控制模组中的VCM的线圈电流的大小。

结合第六方面，在一些实施方式中，第二控制单元具体可以耦接第一模组中的驱动集成电路。控制模组中的VCM的线圈电流的大小，具体可以包括：控制驱动集成电路的输出电压的电平、放电占空比、频率中的一项或多项。

结合第六方面，在一些实施方式中，第一模组可以为摄像头模组。

结合上一实施方式，在一些实施方式中，第一模组的VCM包括光学防抖OIS VCM，OIS VCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴垂直平面上移动。

结合上一实施方式，在一些实施方式中，第一模组的VCM还包括自动对焦AF VCM，AF VCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴方向上移动。

第七方面，本申请提供了一种电子设备，可以包括：马达系统和第一控制单元；其中，马达系统可以是第二方面描述马达系统，第一控制单元耦接马达系统的VCM中的形变部件，用于控制形变部件对VCM中的动子载体施加的压力大小。

结合第七方面，在一些实施方式中，电子设备还包括第二控制单元，第二控制单元耦接马达系统中的倍压电路，用于控制马达系统中的VCM的线圈电流的方向。

结合第七方面，在一些实施方式中，第二控制单元还可以耦接马达系统中驱动集成电路，用于控制驱动集成电路的输出电压的电平、放电占空比、频率中的一项或多项。

结合第七方面，在一些实施方式中，马达系统可以设置在电子设备的摄像头模组中。

结合上一实施方式，在一些实施方式中，马达系统中的VCM包括光学防抖OIS VCM，OIS VCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴垂直平面上移动。

F VCM，AF VCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴方向上移动。结合第

第八方面，本申请提供了一种马达控制方法，可应用于第六方面或第七方面描述的电子设备，该电子设备中的马达系统包括光学防抖OIS VCM。该马达控制方法可以包括：在开启摄像头模组采集图像时，电子设备检测到第五方向的设备抖动；

控制OIS VCM的倍压电路向OIS VCM的线圈输入第三流向的电流，OIS VCM的线圈电流的方向为第三流向时，镜头在光轴平面上向第六方向移动，第五方向和第六方向相反，二者均是摄像头模组的光学防抖方向；

在第一F_E＜第一F_f+第一F_G时，增加OIS VCM的形变部件对OIS VCM的动子载体施加的压力，OIS VCM的形变部件对OIS VCM的动子载体施加的压力用于产生OIS VCM的形变部件和OIS VCM的动子载体之间的摩擦力；第一F_E为OIS VCM对应的F_E，第一F_f为OIS VCM对应的F_f，第一F_G为OIS VCM对应的F_G。

结合第八方面，在一些实施方式中，在第三时间点，增加OIS VCM的形变部件对OISVCM的动子载体施加的压力，第三时间点为OIS VCM的动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

结合第八方面，在一些实施方式中，在第四时间点，降低OIS VCM的形变部件对OISVCM的动子载体施加的压力，第四时间点为OIS VCM的动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

结合第八方面，在一些实施方式中，在开启摄像头模组采集图像时，电子设备检测到第三方向的设备抖动，响应于此，将光学防抖VCM的倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。在开启摄像头模组采集图像时，电子设备检测到第四方向的设备抖动，响应于此，将光学防抖VCM的倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。

第九方面，本申请提供了一种马达控制方法，可应用于第六方面或第七方面描述的电子设备，该电子设备中的马达系统包括自动对焦AF VCM。该马达控制方法可以包括：电子设备检测到提高或降低摄像头模组的光学变焦倍率的操作；

控制AF VCM的倍压电路向AF VCM的线圈输入第三流向的电流，AF VCM的线圈电流的方向为第三流向时，镜头在光轴上向远离或靠近被拍摄事物的方向移动；

在第二F_E＜第二F_f+第二F_G时，增加AF VCM的形变部件对AF VCM的动子载体施加的压力，AF VCM的形变部件对AF VCM的动子载体施加的压力用于产生AF VCM的形变部件和AFVCM的动子载体之间的摩擦力；第二F_E为AF VCM对应的F_E，第二F_f为AF VCM对应的F_f，第二F_G为AF VCM对应的F_G。

结合第九方面，在一些实施方式中，在第五时间点，增加AF VCM的形变部件对AFVCM的动子载体施加的压力，第五时间点为AF VCM的动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

结合第九方面，在一些实施方式中，在第六时间点，降低AF VCM的形变部件对AFVCM的动子载体施加的压力，第六时间点为AF VCM的动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

结合第九方面，在一些实施方式中，电子设备检测到提高摄像头模组的光学变焦倍率的操作，响应于此，将自动对焦VCM的倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。电子设备检测到降低摄像头模组的光学变焦倍率的操作，响应于此，将自动对焦VCM的倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。

在自动对焦VCM的倍压电路中的开关S1切到第一动端导通时，自动对焦VCM的线圈电流的方向为第一流向，摄像头模组中的镜头在光轴上向远离被拍摄事物的方向移动；在自动对焦VCM的倍压电路中的开关S1切到第二动端导通时，自动对焦VCM的线圈电流的方向为第二流向，镜头在光轴上向靠近被拍摄事物的方向移动，第二流向与第一流向相反。

第八方面描述的方法和第九方面描述的方法可以结合实施，即电子设备可以兼具自动对焦和光学防抖功能，并在自动对焦和光学防抖同时发生时应用第八方面、第九方面的方法，以调节各自VCM线圈的电流方向，以产生指定方向上的马达推力，完成自动对焦、光学防抖目标。

第十方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备可以包括，包括：摄像头模组、存储器和处理器，摄像头、存储器耦合于处理器，摄像头模组包括第一方面的马达系统，马达系统中的VCM包括光学防抖OIS VCM，OIS VCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴垂直平面上移动；存储器用于存储计算机程序，当处理器执行计算机程序时，使得电子设备执行第八方面描述的方法。

结合第十方面，在一些实施方式中，马达系统中的VCM还包括自动对焦AF VCM，AFVCM用于带动摄像头模组中的镜头在光轴方向上移动；当处理器执行计算机程序时，使得电子设备执行第九方面描述的方法。

第十一方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当上述指令在电子设备上运行时，使得上述电子设备执行如第八方面、第九方面描述的方法。

第十二方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当上述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得上述电子设备执行如第八方面、第九方面描述的方法。

附图说明

图1示出了一种典型的马达系统；

图2示出了本申请实施例提供的马达系统；

图3A示出了传统的二级倍压电路；

图3B示出了传统的二级倍压电路的一倍电容充电；

图3C示出了传统的二级倍压电路的二倍电容充电；

图3D示出了传统的二级倍压电路的二倍电容放电；

图3E示出了传统的n(n≥3)级倍压电路；

图4A示出了本申请实施例提供的二级倍压电路；

图4B示出了图4A所示倍压电路应用于马达系统；

图5A示出了图4A所示二级倍压电路的一倍电容充电，此时开关S1选择性导通D1；

图5B示出了图4A所示二级倍压电路的输入电压叠加一倍电容放电，此时开关S1选择性导通D1；

图5C示出了图4A所示二级倍压电路的一倍电容充电，此时开关S1选择性导通D2；

图5D示出了图4A所示二级倍压电路的输入电压叠加一倍电容放电，此时开关S1选择性导通D2；

图6A示出了本申请实施例提供的另一种二级倍压电路；

图6B示出了本申请实施例提供的再一种二级倍压电路；

图7A示出了本申请实施例提供的n(n≥2)级倍压电路；

图7B示出了图7A所示n级倍压电路内的开关S1的结构；

图8示出了图4B所示电路中电容C1的电压、线圈电流的波形时序曲线；

图9对比的示出了几种输入配置下的线圈电流I_coil时序曲线；

图10示出了马达动子的受力情况；

图11示例性示出了本申请实施例的电子设备；

图12示出了摄像头的几种马达推力方向；

图13示出了马达系统的部分结构；

图14示出了本申请实施例提供的一种马达控制方法；

图15示出了本申请实施例提供的另一种马达控制方法。

具体实施方式

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。

马达是摄像头的重要组成，用来推动镜头移动以改变焦距长短。马达，根据其是否用于防抖，可以分为仅用于自动对焦(auto focus，AF)的马达，和同时兼具光学图像稳定(optical image stabilization，OIS)功能(又称为“光学防抖”)马达。马达带动镜头在光轴方向运动实现的是变焦，马达带动镜头在光轴垂直平面上运动实现的是防抖。

音圈马达(voice coil motor，VCM)利用通电的线圈和磁石之间的洛伦兹力，带动镜头运动实现对焦或防抖功能。马达与其连接的马达驱动芯片(driver IC)构成了最基本的马达驱动系统。driver IC可以输出电流到马达，驱动马达工作，从而带动镜头移动。一般，driver IC使用不高于供电电压的线性电流或脉冲宽度调制电流去驱动马达。

一种典型的马达驱动方案是driver IC输出线性电流驱动VCM，以带动镜头移动。线性电流是指连续线性变化的电流。如图1所示，driver IC连接电源管理电路(powermanagement circuit，PMC)，接收PMC提供的供电(电压示意为VDD)；driver IC还可通过总线(如I²C总线)连接应用处理器(application processor，AP)，接收来自AP的控制信号，控制VCM线圈电流大小。线性电流通过线圈后产生磁场与磁石相互吸引或排斥使得马达动子重新进入力平衡位置来推动马达移动。

但是，在利用线性电流驱动VCM的方案中，在输入电压(如driver IC输出电压)不变的情况下，线圈电流最大为：I＝U_in/R_z，其中U_in表示输入电压，R_Z表示线圈阻抗。因此，参考洛伦兹力的计算公式F＝B*L*I可知，增加马达推力就需要增加线圈匝数或增大磁石尺寸，但这会导致马达尺寸增加。该公式中，F表示洛伦兹力，B表示磁束密度(磁感应强度)，L表示磁场中的电线长度，I表示线圈中的电流。

本申请实施例引入倍压电路来提高VCM线圈电流，这样可在不增加摄像头模组尺寸的前提下，提高马达驱动力，可避免上述问题。

图2示出了本申请实施例提供的一种马达系统。如图2所示，该马达系统可包括：driverIC、倍压电路和VCM，三者依次连接。其中，driver IC的输出端连接倍压电路的输入端，倍压电路的输出端连接VCM线圈，可用于将driver IC的输出电压成倍提高后输出到VCM线圈负载两端，从而成倍提高流过VCM线圈的电流，最终显著提高马达推力。

本申请实施例中，倍压电路可以设置在电子设备的主板上，并与driver IC、VCM线圈电连接。倍压电路也可以集成在应用模组(如摄像头模组、按键模组等)内，甚至可集成于VCM内，例如在VCM内置的柔性印刷电路板(flexible printed circuit board，FPCB)部分或者金属件上蚀刻出倍压电路焊接盘。倍压电路还可以部分或全部的集成在driver IC内。部分集成在driver IC内可以是指倍压电路中的开关等逻辑器件集成在IC内。

下面将从多个方面详细阐述本申请实施例提供的倍压电路。

倍压电路

本文中提及的倍压电路可以包括二级倍压电路、三级倍压电路，甚至更多级倍压电路。

图3A-图3D示出了传统的二级倍压电路及其功能。

如图3A所示，该二级倍压电路可由D1、D2这两个二极管，以及C1、C2这两个电容构成。其中，二极管D1和电容C1构成一倍充电电路；电容C1、二极管D2和电容C2构成二倍充电电路；电容C2和线圈负载构成二倍放电电路。并且，该二级倍压电路以电容C2两端为输出端。线圈实质是电感和电阻的串联，图中“R_Z”可表示线圈的等效负载。该二级倍压电路的输入电压U_in可以是交流电信号，具体可以是PWM电压信号。

如图3B所示，当输入电压信号在负半周时，二极管D1导通，二极管D2截止，此时电容C1被充电，电压极性为右正左负，不久后被充电至电容电压近似输入电压，以实现“一倍电容充电”。如图3C所示，当输入电压信号进而切换到正半周时，二极管D2导通，二极管D1截止，此时电容C1上的电压叠加输入电压为电容C2充电，电容C2的电压极性为上正下负，其峰值电压可达两倍输入电压峰值，以实现“二倍电容充电”。如图3D所示，当输入电压信号再次切换到负半周时，电容C2对线圈负载放电，由于C2电容电压近似输入电压的两倍，因此C2放电时流经线圈的电流近似为2*I，以实现“二倍电容放电”。其中，I表示相同输入电压下不采用倍压电路时的线圈电流，I＝U_in/R_z.。

图3E示出了传统的n级倍压电路，n≥2。

如图3E所示，该n级倍压电路可由D1、D2、D3...Dn这n个二极管，以及C1、C2、C3...Cn这n个电容构成，包括n个充电电路。其中，二极管D1和电容C1构成一倍充电电路；电容C1、二极管D2和电容C2构成二倍充电电路；电容C1、二极管D3和电容C3构成三倍充电电路；电容C1、二极管Dn和电容Cn构成n倍充电电路；电容Cn和线圈负载构成n倍放电电路。并且，该二级倍压电路以电容Cn两端为输出端。在理论上，若忽略二极管压降等通路传输损耗，输出端电压为输入电压的n倍。

二级倍压电路的改进

本申请实施例提供了一种二级倍压电路，进一步缩小了电路尺寸，且能改变输出电压的极性电压。当该倍压电路应用于马达系统时，如倍压电路的输入端连接driver IC、输出端连接VCM线圈时，它可以改变线圈电流方向，从而支持马达输出两种方向的马达推力，最终控制被驱动部件(如摄像头的镜头)在双方向上移动。

如图4A所示，二级倍压电路11可以包括一个电容C1、二极管D1、二极管D2以及开关S1，输入端08A、08B，输出端09A、09B。开关S1可以是单刀双掷开关，包括一个不动端P1和两个动端T1、T2，可用于在导通D1和导通D2之间切换。其中，电容C1的一端耦接于输入端08A，另一端耦接于输出端09A。电容C1的两端中，耦接输入端08A的一端可以称为电容C1的第一端，耦接输出端09A的另一端可以称为电容C1的第二端。二极管D1的负极耦接于电容C1的第二端，正极耦接于开关S1的动端T1；二极管D2的正极也耦接于电容C1的第二端，负极耦接于开关S1的动端T2；开关S1的不动端P1耦接于输入端08B；输入端08B还耦接输出端09B。

倍压电路11中，C1与D1构成了一个充放电电路，C1也与D2构成了一个充放电电路。这两个充放电电路共用同一个电容C1，使得改进后的二级倍压电路11不需要两个电容，可以进一步减小电路尺寸。

倍压电路11中，这两个充放电电路不同时工作，可通过开关S1选择哪一个充放电电路工作。具体的，开关S1还可以包括两个控制端C1、C2，以接收来自AP或控制器等控制单元的控制信号。开关S1选择性导通D1还是D2(即选择哪一个充放电回路工作)可受输入到控制端的控制信号控制。该控制信号可因用户的变焦动作而产生。例如，提高变焦倍率的动作会触发AP等控制单元产生选择导通D1的控制信号，从而驱动镜头在第一方向上运动。又例如，降低变焦倍率的动作会触发AP等控制单元产生选择导通D2的控制信号，从而驱动镜头在第二方向上运动。第一方向可以例如是靠近被拍摄事物的方向，第二方向可例如是远离被拍摄事物的方向。

二极管D1、D2仅是单向导通装置的一种示例，倍压电路11也可以采用其他类型的单向导通装置。倍压电路11中，二极管D1、D2可以替换成两个导通方向相反的单向导通装置。本文中，单向导通装置可以是形成较小导通压降(小于1V)的单向导通器件或者单向导通电路。

如图4B所示，本申请实施例提供的二级倍压电路11可连接在driver IC与线圈13之间，可用于将driver IC的输出电压(即后级电路的输入电压U_in)提高后进一步输出到线圈负载两端。具体的，倍压电路11的一个输入端耦接于driver IC的输出端10A，另一个输入端耦接于driver IC的输出端10B；倍压电路11的一个输出端耦接于线圈13的一端，另一个输出端耦接于线圈13的另一端。

本文中，耦接包括直接电连接，以及中间串有导通器件(如电阻)或导通电路的间接电连接。

改进后的二级倍压电路的充放电

图4A所示倍压电路的输入电压可以是PWM电压信号。不限于PWM电压信号，输入电压也可以是其他交流电压信号，一个周期包括两个半周期，这两个半周期的输入电压的电压极性相反。

图5A-图5B示出了图4A所示倍压电路的一种充放电。在图5A-图5B中，开关S1选择性导通D1。

如图5A所示，当输入电压信号在第一半周期时，输入端08A、08B的电压极性分别为负极、正极，电容C1被充电，电压极性为右正左负，不久后被充电至电容电压近似输入电压。本文中，可以将该充电过程称为“一倍电容充电”。

如图5B所示，当输入电压信号继而切换到第二半周期时，输入端08A、08B的电压极性分别为正极、负极，D1不导通，电容C1放电，电容C1上的电压叠加输入电压构成输出电压，输出电压的极性为第一极性(如图示上正下负)，为线圈供电，流经线圈的电流近似2*I。本文中，可以将该放电过程称为“一倍电容叠加输入电压放电”。

关于I的说明可参考前文，这里不再赘述。图5B中，线圈电流的方向为从线圈13的第一端流向线圈13的第二端。线圈13的第一端为耦接输出端09A的一端，线圈13的第二端为耦接输出端09B的一端。

当输入电压信号来到下一个周期时，倍压电路11重复图5A所示充电过程、图5B所示放电过程。

和传统二级倍压电路不同，本申请实施例提供的二级倍压电路经历一个半周期就能实现VCM供电电压的近似翻倍，而无需一个周期那么长的时间。本申请实施例提供的二级倍压电路仅需要一个电容C1，无需两个电容，可节约尺寸。

图5C-图5D示出了图4A所示倍压电路的另一种充放电。在图5C-图5D中，开关S1选择性导通D2。

如图5C所示，当输入电压信号在第二半周期时，输入端08A、08B的电压极性分别为正极、负极，电容C1被充电，电压极性为左正右负，不久后被充电至电容电压近似输入电压，完成“一倍电容充电”。

如图5D所示，当输入电压信号继而切换到第一半周期时，输入端08A、08B的电压极性分别为负极、正极，D2不导通，电容C1放电，电容C1上的电压叠加输入电压构成输出电压，输出电压的极性为第二极性(如图示上负下正)，为线圈供电，流经线圈的电流近似2*I，完成“一倍电容叠加输入电压放电”。

图5D中，线圈电流的方向为从线圈13的第二端流向线圈13的第一端。

当输入电压信号来到下一个周期时，倍压电路11重复图5C所示充电过程、图5D所示放电过程。

另外，根据右手螺旋法则可知，电流流经线圈时，线圈相对于其配套的磁石能够产生吸引力或排斥力，从而带动镜头或其他待驱动部件移动。图5B中示出的线圈电流与图5D中示出的线圈电流方向相反，因而它们会产生两种反向的驱动力，能带动镜头在这两个方向上移动。

第一半周期、第二半周期可以分别是负半周、正半周，也可以分别是正半周、负半周，即图示的上正下负的输入电压可以是正半周的输入电压，也可以是负半周的输入电压。

近似二倍压的推导

参考上述倍压电路11的充放电过程，可以执行下面推导。

在电容C1充电时：U_C1＝U_in-U_D1/D2；

在电容C1放电时：U_coil＝U_in+U_C1；

因此，U_coil＝2*U_in-U_D1/D2≈2*U_in。

其中，U_coil表示线圈电压，U_C1表示电容C1的电容电压，U_in表示输入电压，U_D1/D2表示二极管D1或D2的压降，其值一般很小，例如硅管的压降小于等于0.7V，锗管的压降小于等于0.2V。当开关S1选择导通D1时，U_D1/D2是D1上的压降；当开关S1选择导通D2时，U_D1/D2是D2上的压降。

假设U_in是3V，U_D1/D2等于0.7V，那么U_coil是U_in的1.7～1.8倍，接近于U_in的2倍。

添加偏置电阻

进一步的，可以在充放电电路中串接电阻，以调节电容C1的充放电时间。因为，充放电电路的时间常数τ＝R*C，其中，R表示电路电阻，包括电源内阻、二极管导通电阻、传输线路电阻，所以进一步串接不同大小的电阻可改变电路的充放电时间常数。

如图6A所示，二级倍压电路11还可以包括一个偏置电阻R1，该偏置电阻R1可串接于开关S1的不动端P1和driver IC的输出端10B之间，即构成二极管D1、D2充放电电路共用的偏置电阻，一起调整这两个充放电电路的充放电时间。也即，倍压电路11中的开关S1的不动端P1并不直接耦接于driver IC的输出端10B，而是通过串接的偏置电阻R1间接耦接于driver IC的输出端10B。

如图6B所示，二级倍压电路11还可以包括两个偏置电阻R1、R2，可分别串接于二极管D1、D2的充放电电路中，以独立调整D1或D2的充放电电路的充放电时间。具体的，偏置电阻R1可串接于二极管D1的正极和开关S1的动端T1之间，偏置电阻R2可串接于二极管D2的负极和开关S1的动端T1之间。也即，倍压电路11中的二极管D1的正极并不直接耦接于开关S1的动端T1，二极管D2的负极并不直接耦接于开关S1的动端T2。

更多级倍压电路

图7A示出了本申请实施例提供的n级倍压电路，n≥2。如图7A所示，该n即倍压电路可由传统n级倍压电路(包括传统的二级倍压电路)和开关S1构成，开关S1电连接在传统n级倍压电路的输出端与线圈负载之间，可用于控制加载于线圈两端的电压极性，以改变流经线圈的电流的方向，从而改变马达推力方向。

如图7B所示，开关S1具体可以是双刀双掷开关或者由两个单刀双掷开关组合而成，可包括：两个不动端P1、P2，四个动端T1、T2、T3、T4，以及两个控制端C1、C2。其中，P1、P2分别电连接电容Cn的两端，T1、T4电连接线圈的第一端，T2、T3电连接线圈的第二端。

当n级倍压电路的输出端(即电容Cn两端)的电压极性为上正下负时，可控制开关切换使得P1到T1导通，P1到T2断开，P2到T3导通，P2到T4断开，从而控制线圈的电压极性为上正下负，线圈电流方向为从线圈的第一端流向第二端。当n级倍压电路的输出端的电压极性为上正下负时，可控制开关切换使得P1到T2导通，P1到T1断开，P2到T4导通，P2到T3断开，从而控制线圈的电压极性为下正上负，线圈电流方向为从线圈的第二端流向第一端。这样，可通过S1的选择性导通能力可调整线圈电流方向，从而控制马达推力的方向。

同理，当n级倍压电路的输出端的电压极性为上负下正时，也可通过S1的选择性导通能力可调整线圈电流方向，从而控制马达推力的方向。

开关切换的控制信号可通过两个控制端C1、C2由控制器、AP等控制单元传入。

另外，为了独立控制每一个充电电路的时间常数τ，可以在每一个充电电路中串接偏置电阻，如图7A中的R1、R2、R3....Rn。

控制马达推力的大小

在图4B所示电路中，电容C1是电磁领域的惯性器件，其两端的电压不会突变。线圈实质是电感和电阻的串联，电感也是电磁领域的惯性器件，其电流不会发生突变。

下面以图5A-图5B实施例(开关S1选择性导通D1)为例，讨论如何增大或减小马达推力。

图8示出了电容C1的电容电压U_C1、线圈电流I_coil的时序曲线。

如图8所示，当输入电压信号(U_in)在负半周时，电容C1充电，电容电压快速升高后趋于稳定，稳态下电容电压近似为一倍输入电压；此时，线圈电流近乎为零。当输入电压信号切换到正半周时，电容C1放电，由于放电电路的电阻进一步包括线圈负载，放电阻抗远大于充电阻抗，因此放电时间会明显长于充电时间，电容电压仍可以维持近一倍输入电压，经历较长时间才明显降低；此时，放电之初，线圈电流并未突变，而是从零开始逐渐上升，直至达到稳态。稳态下，线圈电流趋于稳定，近似于直流，其值近似2*I。关于I的说明可参考前文，这里不再赘述。一般，线圈电流经历5个τ之后达到稳态，τ是充放电电路的时间常数，τ＝R_circuit*C1。这里，R_circuit是充放电电路的电阻，其值可以确定为：R_circuit＝电源内阻+开关S1的导通电阻+二级管D1/D 2的通态电阻。

输入电压U_in可以是PWM信号，其放电占空比、频率均影响线圈电流I_coil处于稳态的时长。另外，输入电压U_in的电平大小会影响线圈电流I_coil的大小。这些因素最终都会影响周期内平均马达推力的大小。

通过引入倍压电路，马达推力近成倍提高，这已然可以显著增加镜头移动的加速度，提高镜头移动到目标位置的效率，即便马达在电容充电时不输出推力。而且，输入电压U_in的频率很高，一般为10KHz、20KHz，甚至更高，这也使得短时间内马达推力的输出非常密集，如1秒钟2万次输出大推力，从而使得调焦或防抖的流畅度很高，用户体验佳。

本文中，放电占空比是指一个PWM周期内，电容放电时长相对于PWM周期所占的比例。例如，在图5A-图5B实施例中，开关S1导通D1，电容C1在输入电压的正半周放电，因此放电占空比是PWM波形的正半周时间与PWM周期的比例。在图5C-图5D中，开关S1选择性导通D2，电容C1在输入电压的负半周放电，因此放电占空比是PWM波形的负半周时间与PWM周期的比例。

图9对比的示出了几种输入配置下的线圈电流I_coil时序曲线。其中，图9中(a)示出的是3V，50％放电占空比，20KHz频率下的线圈电流I_coil；图9中(b)示出的是3V，80％放电占空比，20KHz频率下的线圈电流I_coil；图9中(c)示出的是3V，50％放电占空比，10KHz频率下的线圈电流I_coil；图9中(d)示出的是6V，50％放电占空比，20KHz频率下的线圈电流I_coil。

可以看出，输入电压U_in的放电占空比越大，线圈电流I_coil处于稳态的时间越长；输入电压U_in的频率越小，周期越长，线圈电流I_coil处于稳态的时间越长；输入电压U_in越大，电流I_coil越大。

本申请实施例中，可以通过改变输入电压U_in的电平、频率、放电占空比调整线圈电流I_coil的电流波形，从而调整周期内的平均马达推力的大小，最终控制马达推动镜头移动到目标位置。

具体的，可以通过以下一项或多项增大马达推力：提高U_in的电平、降低U_in的频率、提高U_in的放电占空比。例如，在放电占空比和频率不变的情况下，提高U_in的电平。又例如，在频率和电平不变的情况下，提高放电占空比。再例如，在电平和放电占空比不变的情况下，降低频率。

提高放电占空比可参考时间常数τ，使得提高放电占空比后PWM周期内的放电时长远大于时间常数τ，例如至少大于5*τ，以尽可能延长线圈电流I_coil处于稳态的时间，稳态电流大(如设计的1.8*I)，能增大马达推力。

具体的，可以通过以下一项或多项减小马达推力：降低U_in的电平、提高U_in的频率、降低U_in的放电占空比。例如，在放电占空比和频率不变的情况下，降低U_in的电平。又例如，在频率和电平不变的情况下，降低放电占空比。再例如，在电平和放电占空比不变的情况下，提高频率。

类似的，降低放电占空比也可以参考时间常数τ，如降低放电占空比后PWM周期内的放电时长小于时间常数τ，使得线圈电流I_coil处于瞬态甚至瞬态初期，瞬态电流小(一般小于稳态电流的65％)，能减小马达推力。

马达中动子载体的位移

动子载体中可装载有磁石等材料，用于和马达中通电的线圈相吸或相斥进而运动。

参考图8及图9示出的线圈电流I_coil的时序曲线可知，电容放电时，线圈电流从零开始逐渐上升，直至达到近乎直流的稳态；电容充电时，线圈电流从稳态逐渐降为零，并持续一段时间；之后进入下一次放电及充电时间，线圈电流I_coil重复上述变化过程。

参考洛伦兹力的计算公式F_E＝B*L*I可知，在线圈匝数、磁石尺寸不变的情况下，马达推力F_E和线圈中的电流I成正比例。因而，马达推力F_E的时序曲线和图8、图9示出的线圈电流I_coil的时序曲线的趋势相同。即，电容放电时，马达推力F_E从零开始逐渐上升，直至达到近乎最大值的稳态；电容充电时，马达推力F_E从稳态逐渐降为零，并持续一段时间；之后进入下一次放电及充电时间，马达推力F_E重复上述变化过程。

下面结合线圈电流I_coil的时序曲线，介绍动子载体的运动状态。

图10示出了线圈电流I_coil的时序曲线，以及动子载体的受力情况。在图10所示的其中VCM倍压电路的一个放电及充电周期中，t0为开始放电的时间点，t1为开始放电后线圈电流I_coil逐渐上升至推动动子载体所需的最小线圈电流的时间点，t2为线圈电流I_coil逐渐下升至推动动子载体所需的最小线圈电流的时间点，t3为动子载体速度降低为零的时间点，t4为本周期充电的最后时间点，也是下一个放电及充电周期的起始点。在图10中，直线L1表示推动动子载体所需的最小线圈电流，直线L2为动子载体速度上升至最大值后降低为零时的线圈电流。

在t0-t1区间，马达推力F_E逐渐增大，但还不足以推动动子载体，因而动子载体保持不动。在此区间，动子载体具有在F_E方向上的相对滑动趋势，而又未发生相对滑动，动子载体受到外部的静摩擦力。在此区间F_E＝F_f+F_G。t0-t1区间的F_f方向和马达推力相反。F_G为动子载体在马达推力的反方向上受到的非摩擦力，例如，F_G可以包括动子载体动子及动子载体动子上承载的镜头的重力在该马达推力反方向上的分力。上述各项的重力可以由电子设备中的重力感应器、陀螺仪等器件检测。

在t1-t2区间，马达推力F_E继续增大至最大值后逐渐降低，动子载体开始往马达推力方向做加速运动，并在t2达到最大速度V_max。t1-t2区间的F_f方向仍和马达推力相反。F_f＝μ*N，μ为滑动摩擦系数，和接触面的材料、粗糙程度、干湿情况等因素相关；N为施加于动子载体的在马达推力的垂直方向上的压力。在此区间t2之前的时间F_E＞F_f+F_G，t2时F_E＝F_f+F_G。动子载体受到的合力在马达推力方向上，且为F_E-F_f-F_G。该合力和动子载体在马达推力方向上的加速度的关系为F_E-F_f-F_G＝m*a²，m为动子载体和动子载体上携带的镜头的质量，a为动子载体在马达推力方向上的加速度，a先逐渐增大，然后逐渐降低。动子载体由t1的零速度至t2的最大速度，可以由t1-t2区间的加速度积分公式体现，即a(t)为动子载体在t的加速度，以马达推力方向为正方向时a(t)为正值。

在t2-t3区间，马达推力F_E继续降低，动子载体往马达推力方向做减速运动，并在t3速度降低为零。t2-t3区间的摩擦力F_f和t1-t2区间的摩擦力F_f相同。在此区间t2之后的时间，F_E＜F_f+F_G，动子载体受到的合力在马达推力反方向上，且为F_f+F_G-F_E。该合力和动子载体在马达推力反方向上的加速度的关系为F_f+F_G-F_E＝m*a²，m为动子载体和动子载体上承载的镜头的质量，a为动子载体在马达推力反方向上的加速度，a逐渐增大。动子载体由t2的最大速度V_max至t3的零速度，可以由t2-t3区间的加速度积分公式体现，即a(t)为动子载体在t的加速度a(t)为动子载体在t的加速度，以马达推力方向为正方向时a(t)为负值。

在t3-t4区间，马达推力F_E继续降低，动子载体往马达推力反方向做运动。t3-t4区间的摩擦力和马达推力同向。在此区间，F_E+F_f＜F_G，动子载体受到的合力在马达推力反方向上，且为F_G-F_f-F_E。该合力让动子载体在马达推力的反方向上运动。

在t4之后的下一个VCM倍压电路放电及充电周期，马达推力继续上述t0-t4的变化过程，动子载体在t4位置的基础上继续上述t0-t4的运动过程。

通过上述分析可知，在VCM倍压电路的一个放电及充电周期中，t1和t2均是动子载体往马达推力方向加速移动的最小电流时刻，t3是马达往马达推力方向移动的最小电流时刻。

在VCM倍压电路的一个放电及充电周期中，动子载体的位移可以通过速度积分公式来表示，即V(t)为动子载体在t的速度。经过一个或多个(可以是整数个或非整数个)放电及充电周期，动子载体逐渐在马达推力方向上积累位移，直到动子载体携带的镜头移动到目标位置。/>

由于t1-t3区间动子载体的速度和马达推力方向同向，t3-t4区间动子载体的速度和马达推力方向反向，动子载体在t0-t3区间位移逐渐增加，在t3达到在该放电及充电周期的最大位移，并在t3-t4区间于最大位移的基础上出现回落，导致动子载体在该放电及充电周期的位移减小。可见，t3-t4区间由于马达推力F_E不足而导致了动子载体回落。

避免动子载体回落

从t3开始增加摩擦力F_f，使得t3-t4区间F_E+F_f的值增加，优选地可增加至F_E+F_f≥F_G，就能让动子载体在马达推力F_E、摩擦力F_f以及F_G的作用下降低回落的位移。优选地，如果摩擦力增加至F_E+F_f≥F_G，则可以保持动子载体不动，从而避免动子载体回落。t3-t4区间马达推力F_E逐渐降低，因而可以控制摩擦力F_f直接增加至一个较大值，或控制摩擦力F_f逐渐增加至较大值。根据摩擦力的计算公式F_f＝μ*N可知，可以通过增加垂直于动子载体的移动路径且施加于动子载体的压力N来增大摩擦力F_f。

由上可知，本申请可以设置静摩擦力可以维持动子载体不动。t0后的一段时间，马达推力较大，动子载体往马达推力方向加速移动；从t3开始，动子载体速度降低为0，此时通过增加摩擦力至F_E+F_f≥F_G，就能够保证动子载体不向马达推力的反方向移动，即避免了回落。

可选的，也可以从t3之前开始增加摩擦力F_f，使得t3-t4区间的F_E+F_f的值增加，就能让动子载体在马达推力F_E、摩擦力F_f以及F_G的作用下降低回落或避免回落。考虑到从t3之前开始增加摩擦力F_f，会减少该至t3的一段时间内的动子载体位移，可以控制开始增加摩擦力F_f，让减少的动子载体位移小于不增加摩擦力F_f时动子载体的回落位移，这样也能整体降低动子载体回落的影响。

在增加摩擦力F_f后的下一个VCM倍压电路的放电及充电周期，可以从t4(即下一个放电及充电周期的t0)降低摩擦力F_f，这样可以避免摩擦力F_f在t0之后的一段时间内降低动子载体的整体位移。

增加摩擦力F_f的时间点可以被称为第一时间点，降低摩擦力F_f的时间点可以被称为第二时间点。

示例性地，可以在VCM倍压电路的一个放电及充电周期的t0-t3对动子载体施加压力N1，在t3开始施加压力N2，N2＞N1，在下一个放电及充电周期的t0-t3又调整为压力N1，按此重复。

t3为动子载体达到最大速度V_max后降低至零速度。t3可以根据以下逻辑计算得到：

首先，参考前文t1-t2区间适用的公式t2-t3区间适用的公式可以推导出t2，t3之间的关系；

然后，t2的线圈电流I_coil为推动动子载体所需的最小线圈电流，则t2的F_E＝B*L*I＝F_f+F_G，F_f＝μ*N，因而可计算出t2的I_coil，然后根据线圈电流I_coil的时序曲线，将线圈电流在上升至最大值后降低到该推动动子载体所需的最小线圈电流I_coil确定为t2。基于t2和t3的关系即可获知t3。

上述t2和t3的值可以由研发人员预先推导后预置到电子设备中，电子设备就能够根据预置数据获知t2及t3时间点，并执行以上描述的避免回落的方法。

本申请通过形变部件来调整垂直于动子载体的移动路径且施加于动子载体的压力N，进而调节摩擦力F_f。形变部件的结构以及工作原理可参考后文。

在本申请中，可以在VCM倍压电路的每一个放电及充电周期都通过上述增加摩擦力方式来降低或避免动子载体回落，也可以在VCM倍压电路的任一个或多个放电及充电周期通过上述增加摩擦力方式来降低或避免动子载体回落，这样能够让动子载体通过较少的放电及充电周期就能将镜头推动至目标位置，提升效率。

图11示出了本申请实施例提供的电子设备100。

如图11所示，电子设备100可以包括：处理器110，存储器120，马达系统130，电源管理模块140，摄像头150，按键160，显示屏170。其中：

处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)。处理器110还可以包括：调制解调处理器，图形处理器(graphics processing unit，GPU)，视频编解码器，数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integratedcircuit，I²C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuit sound，I²S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universalasynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobileindustry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purpose input/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。

I²C接口是一种双向同步串行总线，包括一根串行数据线(serial data line，SDA)和一根串行时钟线(derail clock line，SCL)。处理器110可以包含多组I²C总线。处理器110可以通过不同的I²C总线分别耦合存储器120、电源管理模块140、摄像头150、按键160、显示屏170等。

例如，处理器110可以通过I²C总线耦合摄像头150，以控制摄像头150中的驱动集成电路(driver IC)调整其输出给VCM的电压信号(前述输入电压U_in，为PWM电压信号)的电平、放电占空比、频率，从而调整VCM线圈的电流，最终调整马达推力。又例如，处理器110可以通过I²C总线耦合摄像头150，以控制摄像头150中的控制器输出开关选通信号，从而调节VCM线圈的电流方向，产生指定方向上的马达推力。

I²S接口可以用于音频通信。处理器110可以包含多组I²S总线。处理器110可以通过I²S总线与电子设备100中的音频模块耦合，实现处理器110与音频模块之间的通信。音频模块可以通过I²S接口向电子设备100中的无线通信模块传递音频信号，实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。

PCM接口也可以用于音频通信，将模拟信号抽样，量化和编码。音频模块与无线通信模块可以通过PCM总线接口耦合。音频模块也可以通过PCM接口向无线通信模块传递音频信号，实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。

UART接口是一种通用串行数据总线，它将要传输的数据在串行通信与并行通信之间转换。UART接口通常被用于连接处理器110与无线通信模块。例如：处理器110通过UART接口与无线通信模块中的蓝牙模块通信，实现蓝牙功能。

MIPI接口可以被用于连接处理器110与显示屏，摄像头150等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface，CSI)，显示屏串行接口(display serialinterface，DSI)等。

GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号，也可被配置为数据信号。GPIO接口可以用于连接处理器110与摄像头150，显示屏，无线通信模块，音频模块，以及各种传感器等。GPIO接口还可以被配置为I²C接口，I²S接口，UART接口，MIPI接口等。

USB接口可以包括：Mini USB接口，Micro USB接口，USB Type C接口等。USB接口可以用于连接充电器为电子设备100充电，也可以用于电子设备100与外围设备之间传输数据。该接口还可以用于连接其他电子设备，例如AR设备等。

存储器120可包括一个或多个随机存取存储器(random access memory，RAM)和一个或多个非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)。随机存取存储器可以由处理器110直接进行读写，可以用于存储操作系统或其他正在运行中的程序的可执行程序(例如机器指令)，还可以用于存储用户及应用程序的数据等。非易失性存储器也可以存储可执行程序和存储用户及应用程序的数据等，可以提前加载到随机存取存储器中，用于处理器110直接进行读写。

处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了电子设备100的效率。

马达系统130可以包括driver IC、倍压电路和VCM。

其中，倍压电路可以是前述图4A、图7A-图7B实施例描述的倍压电路。该倍压电路支持VCM输出两个方向的马达推力。图4A所示二级倍压电路仅由一个电容与二极管构成，不像传统二级倍压电路那样需要采用两个电容，因此在成倍的提高马达推力的同时节约了马达系统的设计尺寸。

driver IC的输入端连接电源管理模块140，输出端连接倍压电路，driver IC的输出电压便是倍压电路的输入电压U_in。本申请实施例中，driver IC的输出电压经过VCM中的倍压电路被成倍的提高，然后加载到VCM线圈两端，因而成倍的提高了VCM线圈电流，显著提高了马达推力。driver IC的输出电压信号可以是PWM信号。调整driver IC的输出电压信号的电平、放电占空比、频率可以改变VCM线圈电流，从而改变马达推力。具体的，driver IC可通过I²C总线与处理器110(如AP)通信，接收供电调整信号，然后相适应的改变其输出电压信号的电平、放电占空比、频率。

马达系统130还可以耦接控制器，具体可以是VCM倍压电路中的选通开关S1耦接控制器，还可以是马达系统130中的形变部件耦接控制器。控制器可用于控制倍压电路中的开关S1的选择性导通，从而调节VCM线圈的电流方向，产生指定方向上的马达推力。控制器还可用于控制形变部件调节施加于马达中动子载体上的压力，以调节动子载体受到的摩擦力，进而降低或避免动子载体回落。控制器可以集成在处理器110中，也可以集成在其他部件中，例如摄像头150中，当然还可以独立设置于印刷电路板上。

马达系统130可以应用于电子设备100的某个或某些部件中，例如摄像头150、按键160、显示屏170。图中虚线箭头表示一种硬件实现的依赖关系，即摄像头150、按键160、显示屏170可依赖马达系统130而实现。

当马达系统130应用于摄像头150时，VCM产生机械力以驱动镜头移动，以改变变焦倍率；当马达系统130应用于按键160时，VCM产生机械力以驱动按键中的回弹机构回弹；当马达系统130应用于显示屏170(具体是触控屏)时，VCM产生机械力以形成力反馈，模拟力触觉。

下面以马达系统130应用于摄像头150为例进行说明。

摄像头150可包括：镜头、AF VCM、OIS VCM、感光传感器、控制器。摄像头150还可以包括：与各个VCM配套连接的driver IC(未示出)。其中，driver IC、控制器可以设置在柔性印刷电路板(FPCB)部分。FPCB还可负责将摄像头150中的一些组件与处理器110连接起来，例如将感光传感器输出的原始数据传输到处理器110(具体是ISP)。

在拍照时，摄像头150的快门被打开，光线射入并照到感光传感器上。感光传感器将光信号转换为电信号，再通过模数转换(analog digital convert，ADC)进一步将电信号转换成数字信号，以传递给ISP处理。ISP可对感光传感器的输出数据执行以下处理：自动曝光控制(auto exposure control，AEC)、自动增益控制(auto gain control，AGC)、自动白平衡(auto white balance，AWB)、色彩校正、祛除坏点等等。ISP也可以集成于摄像头150内。

AF VCM和OIS VCM可以集成了前述实施例描述的改进后的倍压电路，能够成倍的提升线圈电压，增大线圈电流，最终成倍的提高马达推力。AF VCM可用于驱动镜头在光轴方向运动。OIS VCM可用于驱动镜头在在光轴垂直平面上运动。

一般，如图12所示，OIS要求在光轴垂直平面提供至少四个方向的抖动补偿：x1、x2、y1、y2。图中z1、z2表示光轴方向。如前所述，本申请实施例提供的一个VCM能够产生双方向的马达推力。为此，OIS VCM可包括至少两个VCM，一个VCM用于产生x1、x2这一双方向上的马达推力，另一个VMC用于产生y1、y2这一双方向上的马达推力。

控制器(可称为第二控制单元)可用于控制倍压电路中的开关S1的选择性导通，从而调节VCM线圈的电流方向，产生指定方向上的马达推力。具体的，控制器可通过I²C总线与处理器110(如AP)通信，接收自动对焦指令、光学防抖指令，然后相适应的输出开关选通信号到倍压电路中的开关S1的控制端C1、C2，调节VCM线圈的电流方向，以产生指定方向上的马达推力，完成自动对焦、光学防抖目标。

摄像头150可以仅具有一个控制器，用于控制多个VCM的线圈电流方向，进而控制这多个VCM的马达推力方向。也即，这一个控制器可与多个VCM倍压电路中的开关S1电连接，具体连接到开关S1的控制端C1、C2。当然，摄像头150也可以具有多个控制器，一个VCM配置一个控制器，以独立控制各个VCM的马达推力方向。

摄像头150中，可以为AF VCM、OIS VCM分别配套driver IC，以独立供电AF VCM、OIS VCM。AF VCM、OIS VCM的driver IC可通过I²C总线与处理器110(如AP)通信，接收AFVCM、OIS VCM的供电调整信号，然后相适应的改变各自driver IC的输出电压信号的电平、放电占空比、频率，从而改变马达推力。

OIS VCM中包括OIS动子载体131，AF VCM中包括AF动子载体132。

OIS动子载体131一方面用于承载镜头，另一方面用于在马达推力的作用下在光轴垂直面(例如x1方向，或x2方向，或y1方向，或y2方向)运动进而带动镜头在光轴垂直面运动。AF动子载体132一方面用于承载镜头，另一方面用于在马达推力的作用下在光轴方向(例如z1方向，或z2方向)运动进而带动镜头在光轴方向运动。

OIS动子载体131，AF动子载体132均可以是具有一定的厚度的环状结构或类环状结构，外围面可以包括平面，也可以包括非平面。例如OIS动子载体131，AF动子载体132的边角部位可以有棱角，实现为立体的方框状结构。

参考图13，其示出了摄像头150的镜头、OIS动子载体131，AF动子载体132的一种相对关系。如图13所示，OIS动子载体131的尺寸可以小于AF动子载体132的尺寸，镜头、OIS动子载体131，AF动子载体132可以依次由内往外嵌套。并且，OIS动子载体131和AF动子载体132之间具有组装间隙，用于OIS动子载体131在OIS方向活动。OIS动子载体131嵌套于AF动子载体132内时，AF动子载体132的FG为AF动子载体132、OIS动子载体131以及摄像头150的镜头的重力之和在AF VCM输出的马达推力反方向上的分力，OIS动子载体131的FG为OIS动子载体131以及摄像头150的镜头的重力之和在OIS VCM输出的马达推力反方向上的分力。

在其他实施方式中，OIS动子载体131的尺寸可以大于AF动子载体132的尺寸，镜头、AF动子载体132、OIS动子载体131可以依次由内往外嵌套。并且，OIS动子载体131和AF动子载体132之间具有组装间隙，用于AF动子载体132在光轴方向活动。AF动子载体132嵌套于OIS动子载体131内时，OIS动子载体131的FG为AF动子载体132、OIS动子载体131以及摄像头150的镜头的重力之和在OIS VCM输出的马达推力反方向上的分力，AF动子载体132的FG为AF动子载体132以及摄像头150的镜头的重力之和在AF VCM输出的马达推力反方向上的分力。

如果电子设备中设置有一个AF VCM，两个及以上的OIS VCM，则其中任一个VCM的FG包含镜头、该VCM和该VCM内嵌套的其他VCM的重力之和在该VCM输出的马达推力反方向上的分力。

OIS VCM还可包括OIS形变部件133，AF VCM还可包括AF形变部件134。

OIS形变部件133

OIS形变部件133用于对OIS动子载体131限位，以降低或避免OIS动子载体131的回落。

OIS形变部件133用于对OIS动子载体131施加压力，产生OIS形变部件133和OIS动子载体131之间的摩擦力。OIS形变部件133对OIS动子载体131施加的压力在光轴方向上，或在光轴方向上有分力。

可选的，OIS形变部件133和OIS动子载体131的接触面为光轴垂直面，用于对OIS动子载体131施加光轴方向的压力。OIS形变部件133可以是具有弹性形变的部件，用于发生弹性形变(如伸长或缩短)，以改变施加于OIS动子载体131的压力大小。例如，OIS形变部件133越往OIS动子载体131的方向拉伸，越挤压OIS动子载体131，对OIS动子载体131施加的压力就越大。

OIS形变部件133可以实现为弹簧或其他能够改变长短的可形变结构。OIS形变部件133可以通过线性电流通过线圈后产生磁场与磁石相互吸引或排斥的原理，来产生形变。

OIS VCM驱动镜头在光轴垂直平面(例如x1方向，或x2方向，或y1方向，或y2方向)运动时，在OIS VCM倍压电路的放电及充电周期，OIS形变部件133从t3或t3之前开始提高向OIS动子载体131施加的压力，还可以在该周期的t4(也即OIS VCM倍压电路的下一个放电及充电周期的t0)，OIS形变部件133降低向OIS动子载体131施加的压力。这样，OIS形变部件133对OIS动子载体131施加的压力而产生的摩擦力F_f将在一个放电及充电周期的t3或t3之前开始增加，进而降低或避免OIS动子载体131在OIS VCM输出的马达推力反方向上的回落。

摄像头150可设置控制器(可称为第一控制单元)，控制器可通过I²C总线与处理器110(如AP)通信，接收光学防抖指令，然后相应地输出形变控制信号到OIS形变部件133，控制OIS形变部件133的形变，以改变OIS形变部件133向OIS动子载体131施加的光轴方向的压力大小，降低或避免OIS动子载体131在OIS VCM输出的马达推力反方向上的回落。该用于控制OIS形变部件133的形变的控制器，和前文中用于调节VCM线圈的电流方向的控制器，可以相同，也可以相互独立设置。

OIS形变部件133的数量可以为一个或多个。例如，参考图13，从z2方向看，可以设置四个OIS形变部件133，用于分别在OIS动子载体131的E面、F面、G面、H面上施加光轴方向的压力。

OIS形变部件133具体可以设置于OIS动子载体131的z1方向侧(如图13所示)，或者，也可以设置于OIS动子载体131的z2方向侧，或者，两侧同时设置。

AF形变部件134

AF形变部件134用于对AF动子载体132限位，以降低或避免AF动子载体132的回落。

AF形变部件134用于对AF动子载体132施加压力，产生AF形变部件134和AF动子载体132之间的摩擦力。AF形变部件134对AF动子载体132施加的压力垂直于光轴方向，或在光轴垂直方向上有分力。

可选的，AF形变部件134和AF动子载体132的接触面平行于光轴，用于对AF动子载体132施加沿光轴垂直平面上的方向的压力。

AF形变部件134可以是具有弹性形变的部件，用于发生弹性形变(如伸长或缩短)，以改变施加于AF动子载体132的压力大小。例如，AF形变部件134越往AF动子载体132的方向拉伸，越挤压AF动子载体132，对AF动子载体132施加的压力就越大。

AF形变部件134可以实现为弹簧或其他能够改变长短的可形变结构。AF形变部件134可以通过线性电流通过线圈后产生磁场与磁石相互吸引或排斥的原理，来产生形变。

AF VCM驱动镜头在光轴方向运动时，在AF VCM倍压电路的放电及充电周期，AF形变部件134从t3或t3之前开始提高向AF动子载体132施加的压力，在该周期的t4(也即AFVCM倍压电路的下一个放电及充电周期的t0)，AF形变部件134降低向AF动子载体132施加的压力。这样，AF形变部件134对AF动子载体132施加的压力而产生的摩擦力F_f将在一个放电及充电周期的t3或t3之前开始增加，进而降低或避免AF动子载体132在AF VCM输出的马达推力反方向上的回落。

摄像头150可设置控制器(可称为第一控制单元)，控制器可通过I²C总线与处理器110(如AP)通信，接收光学变焦指令、自动对焦指令等，然后相应地输出形变控制信号到AF形变部件134，控制AF形变部件134的形变，以改变AF形变部件134向AF动子载体132施加的光轴垂直面方向的压力大小，降低或避免AF动子载体132在AF VCM输出的马达推力反方向上的回落。该用于控制AF形变部件134的形变的控制器，和前文中用于调节VCM线圈的电流方向的控制器，可以相同，也可以相互独立设置。该用于控制AF形变部件134的形变的控制器，和，用于控制OIS形变部件133的形变的控制器，可以相同，也可以相互独立设置。

AF形变部件134的数量可以为一个或多个。例如，参考图13，AF动子载体132外围包括A面、B面(图中不可见)、C面、D面(图中不可见)这四个平面，可以设置在四个平面上各设置一个AF形变部件134。其中，一个AF形变部件134用于对A面施加x2方向的压力，在x1-x2方向发生形变；一个AF形变部件134在B面施加x1方向的压力，在x1-x2方向发生形变；一个AF形变部件134在C面施加y1方向的压力，在y1-y2方向发生形变；一个AF形变部件134在D面施加y2方向的压力，在y1-y2方向发生形变。

AF形变部件134具体可以设置于AF动子载体132在光轴垂直面上的任一侧或多侧，如x1方向侧，x2方向侧，y1方向侧，y2方向侧(如图13所示)。

按键160可以是电源键，音量键等。马达系统130可应用于按键160中，带动回弹机构回弹，提供明显的回弹力，提高用户按键体验。

显示屏170可用于显示图像，视频等。显示屏170可以是具有触摸面板的触控屏，马达系统130可应用于显示屏170中，产生振动提示(如来电、闹钟等振动提示)或者向用户提供触摸力反馈。

电源管理模块140可用于连接电子设备100中的电池，充电管理模块与处理器110。电源管理模块140接收电池和/或充电管理模块的输入，为处理器110，存储器120，摄像头150，显示屏，无线通信模块等供电。具体的，电源管理模块140可以连接摄像头150中与各个VCM配套的driver IC，以通过driver IC控制对摄像头的供电。电源管理模块140还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。电源管理模块140也可以设置于处理器110中。电源管理模块140也可以和充电管理模块集成在一起。

电子设备100还可以包括：无线通信模块。无线通信模块可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wireless local area networks，WLAN)(如无线保真(wirelessfidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigationsatellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(nearfield communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块也可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。无线通信模块经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。

电子设备100还可以包括：音频模块，扬声器，受话器，麦克风，耳机接口。

其中，电子设备可以通过音频模块，扬声器，受话器，麦克风，耳机接口，以及应用处理器(AP)等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。音频模块可以设置于处理器110中，或将音频模块的部分功能模块设置于处理器110中。扬声器，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备可以通过扬声器收听音乐，或收听免提通话。受话器，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备接听电话或语音信息时，可以通过将受话器靠近人耳接听语音。麦克风，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时，用户可以通过人嘴靠近麦克风发声，将声音信号输入到麦克风。耳机接口用于连接有线耳机。耳机接口可以是USB接口，也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobileterminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellulartelecommunications industry association of the USA，CTIA)标准接口。

电子设备100还可以包括传感器，例如陀螺仪、加速度计，压力传感器，距离传感器，接近光传感器，环境光传感器等。其中，陀螺仪和加速度计对OIS是很有必要的。

图11示意的结构并不构成对电子设备的具体限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

另外，基于前述图4B、图7A-图7B实施例描述的马达系统应用于摄像头150，本申请实施例还提供了一种马达控制方法，以控制马达输出指定方向的马达推力。

如图14所示，该方法可包括：

S11，电子设备100检测到提高摄像头150的光学变焦倍率的操作。

S12，电子设备100将摄像头150中的AF VCM倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。

在开关S1切到第一动端导通时，AF VCM线圈电流的方向为从线圈的第一端流向线圈的第二端。此时，摄像头150的镜头在光轴上向远离被拍摄事物的方向移动。

S13，电子设备检测到降低摄像头150的光学变焦倍率的操作。

S14，电子设备100将摄像头150中的AF VCM倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。

在开关S1切到第二动端导通时，AF VCM线圈电流的方向为从线圈的第二端流向线圈的第一端。此时，摄像头150的镜头在光轴上向靠近被拍摄事物的方向移动。

在AF VCM倍压电路如图4A-图4B实施例描述的情况下，第一动端可以是指动端T1，第二动端可以是指动端T2。在AF VCM倍压电路如图7A-图7B实施例描述的情况下，第一动端可以是指T1、T3这一组动端，第二动端可以是指T2、T4这一组动端。

进一步的，该方法还可以包括：

S15，在开启摄像头150采集图像时，电子设备100检测到第三方向的设备抖动。

第三方向可以是摄像头150的一个OIS方向。本文中，OIS方向是指OIS VCM提供抖动补偿的方向。OIS VCM可以在图11中x1、y1、x2、y2表示的四个方向提供抖动补偿，这四个方向就是OIS方向。当然，OIS VCM也可以在更多(如8个)方向提供抖动补偿，即具有更多OIS方向。本实施例以摄像头150具有四个OIS方向为例进行描述。

S16，电子设备100将摄像头150中的OIS VCM倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。

在开关S1切到第一动端导通时，OIS VCM线圈电流的方向为从线圈的第一端流向线圈的第二端。此时，摄像头150的镜头在光轴平面上向第四方向移动。第四方向是第三方向的反方向，也是摄像头150的另一个OIS方向。第三方向、第四方向可以分别是图11中的x1、x2，或者y1、y2。

S17，在开启摄像头150采集图像时，电子设备100检测到第四方向的设备抖动。

S18，电子设备100将摄像头150中的OIS VCM倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。

在开关S1切到第二动端导通时，OIS VCM线圈电流的方向为从线圈的第二端流向线圈的第一端。此时，摄像头150的镜头在光轴平面上向第三方向移动。

实际发生的一次设备抖动可能不单纯是某一个OIS方向上的设备抖动。这种情况下，可以将该实际的设备抖动分解成两个相互垂直的OIS方向的设备抖动，例如图11中的x1和y1方向的设备抖动。执行该分解后，再对单个OIS方向上的设备抖动进行防抖补偿。

以上方法中，S11-S12、S13-S14、S15-S16、S17-S18的执行顺序不被特别限制。S13-S14可以在S11-S12之前被执行，如用户先降低变焦倍率再升高变焦倍率。S17-S18也可以在S15-S16之前被执行。S15-S16、S17-S18可以先于S11-S12、S13-S14被执行，如设备抖动发生用户调焦之前。S15-S16、S17-S18也可以和S11-S12、S13-S14被同时执行，如用户调焦时发生设备抖动。

下面基于电子设备100的内部架构进一步深入阐述本申请实施例提供的VCM控制方法。

S21，在通过触控屏等输入设备检测到提高摄像头150的光学变焦倍率的操作后，AP可以向摄像头150中的控制器发送第一自动调焦指令，该指令可指示镜头移动方向为：远离被拍摄事物移动。

S22，控制器向AF VCM倍压电路中的开关S1的控制端输出第一控制信号。

S23，响应第一控制信号，AF VCM倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。第一控制信号可以是电平信号。

S24，在通过触控屏等输入设备检测到降低摄像头150的光学变焦倍率的操作后，AP可以向摄像头150中的控制器发送第二自动调焦指令，该指令可指示镜头移动方向为：靠近被拍摄事物移动。

S25，控制器向AF VCM倍压电路中的开关S1的控制端输出第二控制信号。

S26，响应第二控制信号，AF VCM倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。第二控制信号可以是电平信号。

另外，当检测到设备抖动时，AP还可以向OIS VCM 1或OIS VCM 2发送OIS指令，该OIS指令可指示防抖补偿方向。下面展开。

S27，在通过陀螺仪、加速度计等输入设备检测到x1方向的设备抖动后，AP可以向摄像头150中的控制器发送OIS指令，该OIS指令可指示防抖补偿方向为：x2方向。

S28，控制器向OIS VCM 1的倍压电路中的开关S1的控制端输出第一控制信号。

S29，响应第一控制信号，OIS VCM 1的倍压电路中的开关S1切到第一动端导通。

S30，在通过陀螺仪、加速度计等输入设备检测到x2方向的设备抖动后，AP可以向摄像头150中的控制器发送OIS指令，该OIS指令可指示防抖补偿方向为：x1方向。

S31，控制器向OIS VCM 1的倍压电路中的开关S1的控制端输出第二控制信号。

S32，响应第二控制信号，OIS VCM 1的倍压电路中的开关S1切到第二动端导通。

通过控制OIS VCM 1的倍压电路中的开关S1的导通，进而可控制OIS VCM 1在防抖补偿方向上推动镜头移动，实现防抖补偿。

类似的，在通过陀螺仪、加速度计等输入设备检测到y1或y2方向的设备抖动后，AP也可以向摄像头150中的控制器发送OIS指令，并指示防抖补偿方向；控制器根据该OIS指令可控制OIS VCM 2的倍压电路中的开关S1的导通，以控制OIS VCM 2在防抖补偿方向上推动镜头移动，实现防抖补偿。

基于前述图4B、图7A-图7B实施例描述的马达系统应用于摄像头150，本申请实施例还提供了一种马达控制方法，以降低或避免马达中动子载体在马达推力反方向上的回落。

如图15所示，该方法可包括：

S31，在开启摄像头150采集图像时，电子设备100检测到第五方向的设备抖动。

第五方向可以是前文的第三方向或第四方向。

S32，控制OIS VCM的倍压电路向OIS VCM的线圈输入第三流向的电流。

第三流向可以是前文的第一流向或第二流向。

OIS VCM的线圈电流的方向为第三流向时，镜头在光轴平面上向第六方向移动，第五方向和第六方向相反，二者均是摄像头模组的光学防抖方向。

OIS VCM的倍压电路可以是传统的倍压电路，也可以是改进后的倍压电路，其向OIS VCM的线圈输入电流的原理可参考前文。

S33，在OISVCM中倍压电路的放电及充电周期，电子设备100从t3或t3之前提高OIS形变部件133向OIS动子载体131施加的压力，可选的还可以到该放电及充电周期结束时(即下一个放电及充电周期开始时)降低OIS形变部件133向OIS动子载体131施加的压力。

电子设备100可以对OIS VCM倍压电路的每一个放电及充电周期执行S33，也可以选择其中的任一个或多个放电及充电周期执行S33。S33能够降低或避免由于马达推力不足而导致的OIS动子载体132回落，提高将摄像头150的镜头在OIS方向上推动至目标位置的效率。

OISVCM对应的t3或t3之前的时间点可以被称为第三时间点，OISVCM对应的OISVCM中倍压电路的放电及充电周期的结束点(即下一个放电及充电周期的开始点)可以被称为第四时间点。

进一步的，该方法还可以包括：

S34，在开启摄像头150采集图像时，电子设备100检测到提高或降低摄像头150的光学变焦倍率的操作。

S35，控制AF VCM的倍压电路向AF VCM的线圈输入第三流向的电流，AF VCM的线圈电流的方向为第三流向时，镜头在光轴上向远离或靠近被拍摄事物的方向移动。

AF VCM的倍压电路可以是传统的倍压电路，也可以是改进后的倍压电路，其向AFVCM的线圈输入电流的原理可参考前文。

S36，在AF VCM中倍压电路的放电及充电周期，电子设备100从t3或t3之前提高AF形变部件134向AF动子载体132施加的压力，可选的还可以到该放电及充电周期结束时(即下一个放电及充电周期开始时)降低AF形变部件134向AF动子载体132施加的压力。

电子设备100可以对AF VCM倍压电路的每一个放电及充电周期执行S36，也可以选择其中的任一个或多个放电及充电周期执行S36。S36能够降低或避免由于马达推力不足而导致的AF动子载体132回落，提高将摄像头150的镜头在光轴上推动至目标位置的效率。

AF VCM对应的t3或t3之前的时间点可以被称为第五时间点，AF VCM对应的AF VCM中倍压电路的放电及充电周期的结束点(即下一个放电及充电周期的开始点)可以被称为第六时间点。

本申请提供的上述方法实施例中的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

本申请还提供一种电子设备，该电子设备可以包括：存储器和处理器。其中，存储器可用于存储计算机程序；处理器可用于调用存储器中的计算机程序，以使得该电子设备执行上述任意一个实施例中的方法。

本申请还提供了一种芯片系统，芯片系统包括至少一个处理器，用于实现上述任意一个实施例中电子设备执行的方法中所涉及的功能。

在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器，存储器用于保存程序指令和数据，存储器位于处理器之内或处理器之外。

该芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。

可选地，该芯片系统中的处理器可以为一个或多个。该处理器可以通过硬件实现也可以通过软件实现。当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等。当通过软件实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现。

可选地，该芯片系统中的存储器也可以为一个或多个。该存储器可以与处理器集成在一起，也可以和处理器分离设置，本申请实施例并不限定。示例性地，存储器可以是非瞬时性处理器，例如只读存储器ROM，其可以与处理器集成在同一块芯片上，也可以分别设置在不同的芯片上，本申请实施例对存储器的类型，以及存储器与处理器的设置方式不作具体限定。

示例性地，该芯片系统可以是现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)，可以是专用集成芯片(application specific integrated circuit，ASIC)，还可以是系统芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processorunit，CPU)，还可以是网络处理器(network processor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(micro controller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logic device，PLD)或其他集成芯片。

本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括：计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当计算机程序被运行时，使得计算机执行上述任一个实施例中电子设备执行的方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码，或指令)。当计算机程序被运行时，使得计算机执行上述任一个实施例中电子设备执行的方法。

计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk)等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

总之，以上仅为本发明技术方案的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种音圈马达VCM，其特征在于，包括：动子载体，线圈，形变部件，其中，

所述动子载体用于承载所述VCM的驱动对象；

所述线圈在通电时与所述动子载体相吸或相斥，用于推动所述动子载体运动；

所述形变部件用于在F_E＜F_f+F_G时，增加对所述动子载体施加的压力，所述形变部件对所述动子载体施加的压力用于产生所述形变部件和所述动子载体之间的摩擦力；

其中，所述F_E为所述线圈与所述动子载体相吸或相斥产生的磁感应力，所述F_f为所述形变部件增加对所述动子载体施加的压力之前所述动子载体在运动时受到的摩擦力，所述在所述动子载体运动的反方向上，所述F_G包括所述VCM的动子载体和所述动子载体承载的驱动对象的重力在所述动子载体运动的反方向上的分力。

2.如权利要求1所述的VCM，其特征在于，

所述形变部件用于在第一时间点增加对所述动子载体施加的压力，所述第一时间点为所述动子载体运动的速度提升后降低为0的时间点或降低为0之前的时间点。

3.如权利要求1或2所述的VCM，其特征在于，

所述形变部件还用于在第二时间点，降低对所述动子载体施加的压力，所述第二时间点为所述形变部件增加对所述动子载体施加的压力后，所述线圈下一次通电的时间点。

4.如权利要求1-3任一项所述的VCM，其特征在于，

当所述线圈通电时电流的方向是第一流向时，所述动子载体在第一方向运动；

当所述线圈通电时电流的方向是第二流向时，所述动子载体在第二方向运动，所述第一方向和所述第二方向相反。

5.如权利要求1-4任一项所述的VCM，其特征在于，所述VCM为光学防抖OIS VCM，所述OIS VCM的驱动对象为摄像头模组中的镜头，所述线圈在通电时与所述动子载体相吸或相斥，用于推动所述动子载体在光轴的垂直方向运动。

6.如权利要求5所述的VCM，其特征在于，所述OIS VCM内还嵌套有自动对焦AF VCM，所述AF VCM的动子载体也用于承载摄像头模组中的镜头；

所述F_G还包括所述AF VCM的重力在所述OIS VCM的动子载体运动的反方向上的分力。

7.如权利要求1-4任一项所述的VCM，其特征在于，所述VCM为自动对焦AF VCM，所述AFVCM的驱动对象为摄像头模组中的镜头，所述线圈在通电时与所述动子载体相吸或相斥，用于推动所述动子载体在光轴方向运动。

8.如权利要求7所述的VCM，其特征在于，所述AF VCM内还嵌套有光学防抖OIS VCM，所述OIS VCM的动子载体也用于承载摄像头模组中的镜头；

所述F_G还包括所述OIS VCM的重力在所述AF VCM的动子载体运动的反方向上的分力。

9.一种马达系统，其特征在于，包括：驱动集成电路，倍压电路、音圈马达VCM，其中，

所述倍压电路的输入端耦接于所述驱动集成电路的输出端，所述倍压电路的输出端耦接于所述VCM的线圈两端，所述倍压电路用于将所述驱动集成电路输出到所述输入端的输入电压升压后再输出到所述线圈两端；

所述马达系统中的VCM包括权利要求1-6任一项所述的VCM。

10.如权利要求9所述的马达系统，其特征在于，所述倍压电路包括：一个电容C1、第一单向导通装置、第二单向导通装置和开关S1，以及第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端；其中：所述电容C1的第一端耦接所述第一输入端，所述电容C1的第二端耦接于所述第一输出端，所述第二输出端耦接于所述第二输入端；所述第一单向导通装置的一端耦接于所述电容C1的第二端，另一端耦接于所述开关S1的第一动端；所述第二单向导通装置的一端也耦接于所述电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第二动端；所述开关S1的不动端耦接于所述第二输入端；第一单向导通装置、第二单向导通装置的导通方向相反。

11.如权利要求10所述的马达系统，其特征在于，所述第一单向导通装置是二极管D1；

所述第一单向导通装置的一端耦接于所述电容C1的第二端，另一端耦接于所述开关S1的第一动端，具体包括：所述二极管D1的负极耦接于所述电容C1的第二端，正极耦接于所述开关S1的第一动端。

12.如权利要求10或11所述的马达系统，其特征在于，所述第二单向导通装置是二极管D2；

所述第二单向导通装置的一端也耦接于所述电容C1的第二端，另一端耦接于开关S1的第二动端，具体包括：所述二极管D2的正极也耦接于所述电容C1的第二端，负极耦接于开关S1的第二动端。

13.如权利要求10-12中任一项所述的马达系统，其特征在于，所述二级倍压电路还包括一个偏置电阻R1，所述偏置电阻R1串接于所述开关S1的不动端和驱动集成电路的第二输出端之间。

14.如权利要求10-13中任一项所述的马达系统，其特征在于，所述二级倍压电路还包括两个偏置电阻R1、R2，其中，所述偏置电阻R1串接于所述第一单向导通装置和所述开关S1的第一动端之间，所述偏置电阻R2串接于所述第二单向导通装置的负极和所述开关S1的第二动端之间。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：马达系统和第一控制单元；其中，所述马达系统是权利要求10-14任一项所述的马达系统，所述第一控制单元耦接所述马达系统的VCM中的形变部件，用于控制所述形变部件对所述VCM中的动子载体施加的压力大小。

16.如权利要求15所述的电子设备，其特征在，所述第二控制单元还耦接所述马达系统中的倍压电路，用于控制所述马达系统中的VCM的线圈电流的方向。

17.如权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述第二控制单元还耦接所述马达系统中驱动集成电路，用于控制所述驱动集成电路的输出电压的电平、放电占空比、频率中的一项或多项。

18.如权利要求15-17任一项所述的电子设备，其特征在于，所述马达系统设置在所述电子设备的摄像头模组中。

19.如权利要求18所述的电子设备，其特征在于，所述马达系统中的VCM包括光学防抖OIS VCM，所述OIS VCM用于带动所述摄像头模组中的镜头在光轴垂直平面上移动。

20.如权利要求19所述的电子设备，其特征在于，所述马达系统中的VCM还包括自动对焦AF VCM，所述AF VCM用于带动所述摄像头模组中的镜头在光轴方向上移动。