用於阻尼透鏡振動的方法及裝置的製作方法

2023-10-09 16:17:04 3

專利名稱：用於阻尼透鏡振動的方法及裝置的製作方法
技術領域：
實施例大體上涉及一種用於在透鏡移動期間阻尼賦予圖像俘獲裝置的透鏡的振動的方法及裝置，且更明確地說，涉及阻尼在經設計以移動圖像俘獲裝置中的透鏡的音圈馬達的彈簧的振動。
背景技術：
圖像俘獲裝置可能具有透鏡驅動器，其控制移動透鏡組合件的致動器以在圖像俘獲裝置中調整焦距。一個實例為音圈馬達(VCM)。具有彈簧復位的VCM是一種小型且低成本的自動聚焦(AF)解決方案，且也是最簡單實施的解決方案之一。使用VCM的移動是可重複的且無齒輪的，其中透鏡位置通過平衡馬達力與彈簧力而固定。彈簧使透鏡返回到無限焦距位置，且除非需要聚焦，否則不耗散任何功率。VCM在機械方面為穩固的、抗衝擊的且具有低成本的機械結構。VCM可用作電子裝置中的短程致動器，例如行動電話的振動馬達、磁頭或光學攝像管的垂直位移致動器、相機的自動聚焦致動器等。圖I為在圖像俘獲裝置中所使用的用於自動聚焦(AF)的常規音圈馬達(VCM)的分解透視圖。如圖所示，VCM包括上蓋100、下蓋105及具有四個內壁表面(每一者具備磁體115)的外框架110、用於旋入透鏡125的內螺紋透鏡鏡筒120、繞在透鏡鏡筒120的外側周圍的線圈130、上部彈簧135及下部彈簧135。透鏡鏡筒120由上部及下部彈簧135支撐以可移動地定位於外框架110內且由四個磁體115圍繞。在操作中，在向線圈130供應電流以產生磁場時，透鏡鏡筒120與四個磁體115相互排斥或吸引以進而抵靠著透鏡鏡筒120產生推力。由於透鏡鏡筒120由彈簧135支撐， 所以透鏡鏡筒120通過所述推力在外框架110內向前或向後移位。因此，透鏡125的位置通過平衡馬達力與彈簧力而固定。彈簧135使透鏡125返回到無限焦距位置。然而，在VCM操作期間，透鏡125的任何移動將導致彈簧135中的振動，其稱為「振鈴」。此振鈴在透鏡鏡筒120由VCM致動時出現。此振鈴的存在是由於所述彈簧135中的每一者具有導致其在VCM操作期間在任何透鏡125的移動時振動的固有振動頻率。圖2為作為時間的函數的透鏡位移的圖表，其用以說明振鈴對透鏡位移的影響。 圖2中的正弦波表示由示波器從實際圖像俘獲裝置取得的實際測量，其作為隨時間而變的透鏡位移單位的函數。如在圖2中可見，在透鏡125的移動之後VCM中的繼續振動或振鈴 (歸因於彈簧135)導致透鏡125在VCM操作終止之後繼續輕微地擺動或振動持續一段時間(見圖2中X軸上約1200 ii s處)。此指示透鏡位移的正弦波(其隨時間而振幅減小)表示在無任何阻尼的情況下在圖像俘獲裝置中的振鈴。此振動或振鈴可能持續大約大致50毫秒(ms)到大致200ms，且可能不利地影響自動聚焦(AF)速度及精確度。因此，如果不存在足夠的等待時間以準許透鏡移動及歸因於此移動而產生的任何振動或振鈴在俘獲圖像之前終止或停止，則所述振鈴可能不利地影響所要圖像俘獲設定且因此不利地影響圖像質量。

發明內容
本發明的一實施例針對於一種用於減小圖像俘獲裝置中的透鏡振動的方法。在所述方法中，將透鏡移動要求分解成N個較小透鏡移動步長，且將所述透鏡移動所述N個較小步長中的第一者。在完成所述N個較小步長中的第一者之後插入等待時間，且接著重複所述移動及插入步驟，直到已完成剩餘的N個較小移動步長為止。本發明的另一實施例針對於一種圖像俘獲裝置，其包括控制器；透鏡；自動聚焦 (AF)單元，其用於反覆進行AF過程以確定所述透鏡的透鏡位置，所述透鏡位置被發送到控制器；及音圈馬達，其用於根據所確定的透鏡位置在控制器的控制下移動透鏡。音圈馬達包括在透鏡移動期間向透鏡賦予振動的彈簧。在到所確定的透鏡位置的透鏡移動期間有效地阻尼由彈簧賦予透鏡的振動。本發明的另一實施例針對於一種阻尼在圖像俘獲裝置中在音圈馬達移動透鏡時由音圈馬達的彈簧對透鏡造成的振動的方法。所述彈簧在所述裝置中支撐所述透鏡。在所述方法中，將針對所述透鏡的透鏡移動要求劃分成N個較小透鏡移動步長，且經由音圈馬達將透鏡移動所述N個較小步長中的至少一者以阻尼彈簧中的振動。本發明的另一實施例針對於計算機可讀媒體，其包含致使處理器針對圖像俘獲裝置的透鏡確定透鏡移動要求的指令，所述透鏡是由所述裝置的音圈馬達致動的，所述音圈馬達包括在透鏡移動期間向透鏡賦予振動的彈簧。額外指令致使處理器將所確定的透鏡移動劃分成N個較小透鏡移動步長，且發送信號來以所述N個較小步長中的至少一者移動透鏡，以阻尼由彈簧賦予透鏡的振動。本發明的另一實施例針對於一種用於減小圖像俘獲裝置中的透鏡振動的設備。所述設備包括用於將透鏡移動要求劃分成N個較小透鏡移動步長的裝置；用於以所述N個較小步長中的第一者移動透鏡的裝置；及用於在完成所述N個較小步長中的第一者之後插入等待時間的裝置。所述設備進一步包括用於重複所述移動及插入步驟直到已完成剩餘的 N個較小移動步長為止的裝置。


呈現附圖以幫助描述本發明的實施例，且提供附圖僅用於說明實施例而非限制實施例。圖I為在圖像俘獲裝置中所使用的用於自動聚焦(AF)的常規音圈馬達(VCM)的分解透視圖。圖2為作為時間的函數的透鏡位移的圖表，其用以說明振鈴對透鏡位移的影響。圖3為說明用於從場景俘獲圖像信息的示範性圖像俘獲裝置的框圖。
圖4為位移對時間的圖表，其用以說明具有精確間隔阻尼的振鈴減小。圖5為位移對時間的圖表，其用以說明具有非精確間隔阻尼的振鈴減小。圖6為用以說明一般AF控制算法的框圖。圖7為用以說明在圖像俘獲裝置中的透鏡移動期間減小賦予透鏡的振動的方法的框圖。圖8為說明無阻尼的單步長透鏡移動的示波器截屏。圖9為說明具有根據實例實施例的阻尼的單步長透鏡移動的示波器截屏。圖10為說明來自圖像俘獲裝置中的AF跟蹤運行的結果的示波器截屏，其中在無阻尼的情況下每個幀進行透鏡移動。圖11為說明來自圖像俘獲裝置中的AF跟蹤運行的結果的示波器截屏，其中在具有根據實例實施例的阻尼的情況下每個幀進行透鏡移動。
具體實施例方式本發明的各方面在針對於本發明的特定實施例的以下描述及相關圖式中揭示。可在不偏離本發明的範圍的情況下構想出替代實施例。另外，將不再詳細描述或將省略本發明的眾所周知的元件，以免混淆本發明的相關細節。詞「示範性」在本文中用以意指「充當實例、例子或說明」。本文中描述為「示範性」 或「實例」的任何實施例不必解釋為比其它實施例優選或有利。同樣，術語「實施例」或「本發明的實施例」並不要求本發明的所有實施例均包括所論述的特徵、優點或操作模式。本文中所使用的術語僅用於描述特定實施例的目的且並不希望限制本發明的實施例。如本文中所使用，單數形式「一」及「所述」既定還包括複數形式，除非上下文另有明確指示。將進一步理解，術語「包含」及/或「包括」在用於本文中時指定存在所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但並不排除存在或添加一個或一個以上其它特徵、 整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。另外，依據將由(例如)計算裝置的元件執行的動作序列來描述許多實施例。將認識到，可通過特定電路(例如，專用集成電路(ASIC))、通過由一個或一個以上處理器執行的程序指令或通過兩者的組合來執行本文中描述的各種動作。另外，可認為本文中描述的這些動作序列完全包含於任何形式的計算機可讀存儲媒體內，所述計算機可讀存儲媒體中已存儲有對應的計算機指令集，所述指令在執行時將致使相關聯的處理器執行本文中描述的功能性。因此，本發明的各種方面可以許多不同形式來體現，所有所述形式均已被預期屬於所主張的標的物的範圍內。另外，對於本文中描述的實施例中的每一者來說，任何此類實施例的對應形式均可在本文中被描述為(例如)「經配置以(執行所描述的動作)的邏輯」。一般來說，實例實施例針對於一種方法及圖像俘獲裝置，其可將給定的所確定透鏡移動分解成較小步長以致力於阻尼由VCM產生的振鈴(舉例來說)或由造成振鈴的相機的任何其它透鏡移動系統或用於相機的透鏡的馬達控制系統產生的振鈴。通過阻尼振鈴， 透鏡可在透鏡移動之後較快返回到穩定狀況。這轉化為AF速度及總體精確度的潛在改進， 進而改進圖像俘獲裝置中的圖像質量。因此，實例實施例介紹一種軟體解決方案，其用以限制或阻尼在圖像俘獲裝置的AF單元中用以移動透鏡的VCM操作期間VCM的彈簧中的振鈴
5或振動的量。在一個實例中，透鏡的每一小移動可由軟體以相等定時來控制。在另一實例中，透鏡的每一小移動可由軟體以不同定時來控制。因此，透鏡的經定時移動在致力於阻尼振鈴以便減小其對透鏡的影響的方面可為精確或不精確的。圖3為說明用於從場景俘獲圖像信息的示範性圖像俘獲裝置的框圖。如圖3所示，圖像俘獲裝置200包括傳感器陣列212、圖像俘獲控制器214、圖像處理器216、自動聚焦單元218、圖像存儲單元220及焦距值存儲單元222。儘管未圖示，但圖像俘獲裝置200可 (例如)包括用於移動透鏡的音圈馬達，例如圖I所示的音圈馬達。圖像俘獲裝置200的各種組件可由任何合適的硬體及/或軟體的組合實現。在所說明的實施例中，所述組件經展示為單獨單元。然而，在其它實施例中，任何組件可集成為共用硬體及/或軟體內的組合單元。因此，將特徵表示為組件或模塊既定突出顯示特定功能特徵，且並不必須要求由單獨硬體或軟體實現所述特徵。圖像俘獲裝置200可為數位相機，例如數字視頻相機、數字靜態相機或兩者的組合。另外，圖像俘獲裝置200可為獨立裝置(例如獨立相機)，或集成在另一裝置(例如無線通信裝置)中。作為實例，圖像俘獲裝置200可集成在行動電話中以形成所謂的相機電話或視頻電話。圖像俘獲裝置200可經裝配以俘獲彩色影像、黑白影像或兩者。術語「圖像」、「影像」、「圖像信息」或類似術語可交替指代視頻或靜態圖片。類似地，術語「幀」可指代由圖像俘獲裝置200獲得的視頻幀或靜態圖片幀。傳感器陣列212在俘獲場景的圖像幀之前獲得場景的圖像信息。傳感器陣列212 包括個別圖像傳感器的二維陣列，例如以行及列布置。傳感器陣列212可包含(例如)例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器或電荷耦合裝置(CCD)傳感器等固態傳感器的陣列。將傳感器陣列212內的圖像傳感器暴露於場景以獲得場景的圖像信息且俘獲場景的圖像幀。傳感器陣列212將一個或一個以上幀的圖像信息提供到圖像處理器216以供存儲在圖像存儲單元220中。傳感器陣列212還將圖像信息提供到圖像俘獲控制器214。圖像俘獲控制器214利用所述圖像信息來用於例如自動聚焦(AF)及自動曝光等初步視覺前端 (VFE)處理。舉例來說，圖像俘獲控制器214基於來自傳感器陣列212的圖像信息而在AF 單元218處起始AF過程。在AF單元218中反覆進行的AF過程計算在若干經取樣透鏡位置處的焦距值，且基於所述焦距值而針對場景選擇透鏡的位置。選定透鏡位置與場景的最大焦距值(MAX FV)相關聯。AF單元218可經實施為獨立硬體組件或經實施為例如微處理器、DSP等邏輯裝置的可編程特徵。在一些實施例中，AF單元218可為實施圖像處理器216的邏輯裝置的可編程或集成特徵。明確地說，AF單元218可經實施為由此邏輯裝置執行的一個或一個以上軟體過程。圖像處理器216從傳感器陣列212接收所俘獲的圖像幀，且對所述圖像幀執行任何必要的處理。圖像處理器216可(例如)執行對由傳感器陣列212俘獲的圖像幀的過濾、 剪裁、去馬賽克、壓縮、圖像增強或其它處理。圖像處理器216可由微處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或任何其它等效離散或集成邏輯電路來實現。在一些實施例中，圖像處理器216可形成編碼器-解碼器(編解碼器)的部分，所述編碼器-解碼器(編解碼器)根據例如MPEG-2、MPEG-4、ITUH. 263、ITU H. 264、 JPEG等特定編碼技術或格式來對圖像巾貞進行編碼。圖像處理器216將圖像幀存儲於圖像存儲裝置220中。圖像處理器216可將原始圖像幀、經處理圖像幀或經編碼圖像幀存儲於圖像存儲裝置220中。如果影像伴有音頻信息，則音頻也可(獨立地或與圖像幀結合地)存儲於圖像存儲裝置220中。圖像存儲裝置 220可包含任何易失性或非易失性存儲器或存儲裝置，例如只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)或快閃記憶體，或例如磁性數據存儲裝置或光學數據存儲裝置。如上文所提及，圖像俘獲控制器214利用圖像信息來用於自動聚焦(AF)處理，例如通過基於來自傳感器陣列212的圖像信息而在AF單元218處起始AF過程。在AF單元 218中反覆進行的AF過程計算在若干經取樣透鏡位置處的焦距值且基於所述焦距值而針對場景選擇透鏡的位置。選定透鏡位置與場景的最大焦距值(MAX FV)相關聯。接著將選定透鏡位置發送到圖像俘獲控制器214，其又進行發送。儘管未在圖3中展示，但圖像俘獲控制器214可接著通過將驅動信號發送到VCM而針對場景設定選定透鏡位置，所述VCM移動透鏡125。在此透鏡移動期間彈簧135支撐透鏡125，且接著在完成針對選定透鏡位置的透鏡移動之後使透鏡125返回到無限焦距位置。歸因於在由VCM移動透鏡125期間彈簧135可具有固有振動頻率(fv)的事實，存在彈簧135中所產生的振鈴或振動。因此，在透鏡125移動時，來自彈簧135的振動經由透鏡鏡筒120而賦予透鏡125。然而，透鏡125與透鏡鏡筒120的蓋100/105之間的摩擦力為所述振動提供阻尼機構；且在透鏡移動期間小摩擦力逐漸減小振動量值，如在圖2中由隨時間而降低的透鏡位移振幅所展示。因此，振鈴或振動可通過以下等式在理論上模型化，其中作為時間的函數的透鏡移位x(t)可確定為
x(t)=A.( I -e"Tt-cos(27ifvt-(p))，其中A為透鏡位移的振幅，T為振鈴的阻尼係數且與摩擦力有關，fv為彈簧的振動頻率，且cP為相對於時間原點t(即，t = 0)的相角。由於9為時間t的函數，所以其針對每一透鏡移動而有所改變。此理論等式有助於描述作為T及fv的函數而產生的振鈴現象。針對實例方法的一種假設為任何較小透鏡移動(來自由AF單元218命令的較大透鏡移動)必須全部在一個幀內完成。舉例來說，在具有每秒30幀的幀速率的圖像俘獲裝置中，任何透鏡移動必須在33毫秒內完成。另一假設為不需要精確的時間間隔控制。在一實例中，在移動之間的時間間隔(即，定時控制)為至少4毫秒的情況下，多達6個較小透鏡移動可在一個幀內進行，即，33毫秒時間周期。因此，實例方法不要求精確的時間控制以便執行對由VCM的彈簧所產生的振鈴的阻尼。圖4及圖5說明位移對時間的圖表，其用以解釋精確與非精確間隔阻尼之間的振鈴阻尼的小差異。圖4及圖5中的每一者展示無阻尼的透鏡位移的第一實線正弦波，且接著展示虛線波，其結果將看上去具有阻尼。在圖4及圖5中的每一者中，透鏡位移x(t)是以阻尼係數T = 0.05及仁=60赫茲產生的。圖4及圖5中的每一者說明在25毫秒(ms) 內的4步長阻尼。換句話說，由圖像俘獲控制器14起始的且待由AF單元218處的AF過程執行的較大透鏡移動被分解成在25ms內的4個較小透鏡移動步長。圖4展示在25毫秒內的對振鈴的線性阻尼，其中線性地(即，以精確的時間間隔) 執行4個較小透鏡移動。圖5說明相同的4步長但具有非精確間隔的阻尼。因此，圖4及圖5說明振鈴可通過將透鏡移動分解成許多較小移動而被阻尼。在圖4及圖5兩者中，由於T及fv兩者為相冋的，所以在25ms之後,振鈴已被阻尼到大概相同的振幅；唯一差異在於較小移動之間的時間間隔。圖5因此展示可在無精確的時間控制(精確的時間控制可能需要額外硬體及費用)的情況下執行對振鈴的類似阻尼。然而，實例方法可使用精確時間控制來實施。圖6為用以說明一般AF控制算法的框圖，所述AF控制算法還稱為在圖像俘獲控制器214的控制下由AF單元218執行的「AF跟蹤運行」。一般來說，AF跟蹤運行可在AF單元218中在逐幀基礎上反覆進行，以計算在若干經取樣透鏡位置處的焦距值且基於所述焦距值而針對場景選擇透鏡的位置。選定透鏡位置與場景的最大焦距值(MAX FV)相關聯，且從AF單元218發送到圖像俘獲控制器214。根據選定透鏡位置的透鏡移動由VCM基於從圖像俘獲控制器214接收的驅動信號而進行。參見圖6，基於由AF單元218確定的選定透鏡位置，圖像俘獲控制器214將驅動信號發送到VCM以起始透鏡移動，以便針對給定當前幀來移位透鏡125的位置(S610)。基於所述透鏡移動，根據透鏡位置確定當前幀的焦距值(FV) (S620)，且將其存儲於焦距值存儲單元222中以用於對照場景的最大FV進行評估(S630)，以便更新MAX FV。接著利用經更新的MAX FV來確定透鏡125是否已完成掃描。如果已達到最大FV，則透鏡125已完成掃描 (S640的輸出為「是」)，透鏡125返回到其最大位置且AF跟蹤運行完成。如果透鏡125尚未完成其掃描(S640的輸出為「否」)，則如S645處所指示針對下一幀繼續透鏡移動(即，在重複過程功能S610、S620、S630及S640時將選定透鏡位置發送到控制器214)，直到透鏡125已完成其掃描並返回到其最大位置(S650)為止，使得AF跟蹤運行完成。圖7為用以說明在圖像俘獲裝置中的透鏡移動期間減小賦予透鏡的振動的方法的框圖。可針對從在AF單元218中運行的AF控制或跟蹤算法接收到的每一透鏡移動要求來執行提供阻尼控制的實例方法。實例方法可由AF單元218實施為軟體，但實例方法可在圖像俘獲裝置200中的其它地方實施，例如在圖像處理器216中由邏輯裝置執行的一個或一個以上軟體過程。基於在自動聚焦過程(例如AF跟蹤運行)中針對幀確定的選定透鏡位置(所需透鏡移動)(S710)，將透鏡移動的所確定位移(在一實例中，IOOiim透鏡移動)儘可能均勻地分解或劃分(S720)成若干較小位移步長(在一個實例中，五個20 移動)。在所述實例方法在AF單元218中實施的情況下，AF單元218因此將所確定的對透鏡125的透鏡移動要求劃分成N個較小透鏡移動步長。實例方法因此指定許多較小步長以針對選定透鏡位置移動透鏡；將所計算的較大透鏡移動分解成若干較小移動。實例方法因此設定數目N的較小步長，其將針對由AF單元 218中的AF跟蹤運行針對給定幀所計算的每一給定透鏡位移來進行。舉例來說，N的值可為預先設定的值。將在針對給定幀移動透鏡125中執行的較小移動步長的數目是部分基於控制器
8214的時間常數或定時控制(即，基於圖像俘獲裝置200中的定時控制解析度)，以及在圖像俘獲裝置200中處理圖像幀的處理速率。AF單元218中的AF跟蹤運行或算法針對每一幀預先計算透鏡位移。舉例來說，如果AF單元218以每秒30幀的速率處理幀，則所有所述 N個較小透鏡移動將在33毫秒(即，處理單個幀所花費的時間量)內執行。在所述方法中，根據較小步長中的至少一者由VCM(在控制器214的控制下)移動透鏡125(S730)，且接著詢問(S740)是否所有步長均已完成(S740)。在此方面中，實例方法可使計數器遞增以跟蹤所述較小透鏡移動。如果所有N個步長未全部完成，則在執行透鏡移動的下一較小步長(S730)之前插入時間等待(S745)。所述等待時間準許透鏡125在下一透鏡移動之前穩定。對於所述N個較小透鏡移動中的每一者，由控制器214將驅動信號發送到音圈馬達以移動透鏡125。在一個實例中等待時間可作為彈簧的振鈴頻率fv的函數來確定。儘管對於給定圖像俘獲裝置不必知道準確的fv，但可選擇等待時間以阻尼fv在約40Hz到70Hz之間(其為憑經驗從透鏡控制系統的已知頻率響應而確定的振鈴的預期頻率範圍)的振鈴。如上文所提及，等待時間準許透鏡125在移動之間穩定。換句話說，可選擇等待時間的選擇以確保兩個移動之間的相角9大體上彼此抵消(即，在％與抑+1之間為大致約180°異相)，以便在進行下一較小透鏡移動之前阻尼振鈴。在一個實例中，等待時間在透鏡移動之間可為不同的，S卩，可變的，因為不需要精確的定時控制來提供對彈簧135及因此對透鏡125的軟體阻尼控制。在另一實例中，移動之間的等待時間可設定到約5ms，但還可使用其它時間間隔。舉例來說，將等待時間設定為例如2ms或更短的較短時間幀允許執行若干更多較小透鏡移動；而移動之間的例如3ms、4ms 或5ms或者更大的較大等待時間限制可執行的較小透鏡移動的數目。因此，在確定較小透鏡移動的數目N時，設計者評估控制器214的時間常數或定時控制、在圖像俘獲裝置200中處理圖像幀的處理速率以及確保兩個移動之間的相角大體上彼此抵消以致在進行下一較小透鏡移動之前阻尼振鈴所需要的等待時間量中的一者或一者以上。較小透鏡移動(包括移動之間的等待時間)應全部在單個幀的處理時間內完成。一旦已完成所有N個較小步長(S740的輸出為「是」)，則過程完成。通過將較大所需透鏡移動分解成較小步長，可阻尼彈簧135中的振鈴。圖8及圖9為說明無阻尼的單步長透鏡移動與有阻尼的單步長透鏡移動之間的差異的示波器截屏。對於圖8中的響應，實際相機模塊的軟體驅動器控制經配置以進行單步長透鏡移動，且從時間T (進行所述一個透鏡移動所在的時間)評估用以研究振鈴的頻率響應(X軸上每一區段為20ms)。如在圖8可見，振鈴的振幅在160ms內緩慢地被阻尼；這表示可能會不利地影響圖像質量及精確度的劇烈振鈴。對於圖9中的響應，所命令的單步長透鏡移動被分解成4個較小透鏡移動步長 (即，採用5ms的等待時間以使得在20ms中執行所述4個步長)。所有移動在20ms中完成。 明確地說，圖9中的振幅顯著地被阻尼；在圖9中的在透鏡移動完成之後的40ms內，振鈴顯著地被阻尼，其振幅約與圖8中的在120ms之後的振幅相同。因此，此比較說明通過將較大所需透鏡移動分解成較小步長，阻尼振鈴可比在無阻尼控制的情況下快若干倍。由於透鏡振動較少，所以AF速度及控制可改進。圖10及圖11說明關於在圖像俘獲裝置中的AF跟蹤運行之後的透鏡位移的結果，其中透鏡移動在每個幀上進行。對於圖10及圖11中的每一者，模擬實際圖像俘獲裝置的 AF跟蹤算法以計算並產生每一幀中的透鏡移動步長。在圖10中，由於AF運行要求每個幀進行透鏡移動，所以難以將所述移動彼此分離，這歸因於基於VCM的彈簧135抵靠著透鏡 125的透鏡鏡筒120發生諧振或振動而在每個透鏡移動中存在振鈴。對於圖11中的響應，由AF跟蹤運行所計算的每幀的每一透鏡移動被分解成4個較小透鏡移動步長(即，採用5ms的等待時間以使得在20ms中執行所述4個步長)。所有移動在20ms中完成。如在圖11中可見，通過使用軟體阻尼控制，振鈴的影響已大體上被降低且不盛行得多，使得由於彈簧135中的振動引起的透鏡移動的振幅小得多。這指示將存在較小透鏡振動且因此改進AF速度及控制。將了解，可使用多種不同技術及技藝中的任一者來表示信息及信號。舉例來說，可通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或者其任何組合來表示整個以上描述中可能參考的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號及碼片。另外，將了解，結合本文所揭示的實施例來描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實施為電子硬體、計算機軟體或兩者的組合。為了清楚地說明硬體與軟體的此互換性，上文已大體上在其功能性方面描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。將所述功能性實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統的設計約束。熟練的技術人員可針對每一特定應用以不同方式實施所描述的功能性，但不應將此類實施方案決策解釋為導致脫離本發明的範圍。結合本文所揭示的實施例來描述的方法、序列及/或算法可直接以硬體、由處理器執行的軟體模塊或兩者的組合來體現。軟體模塊可駐留在RAM存儲器、快閃記憶體、ROM 存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬碟、可裝卸磁碟、CD-ROM或此項技術中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示範性存儲媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲媒體讀取信息及將信息寫入到存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體。因此，本發明的實施例可包括計算機可讀媒體，所述計算機可讀媒體包含有用於在圖像俘獲裝置中的透鏡移動期間減小賦予透鏡的振動的方法或包含有用於阻尼圖像俘獲裝置的音圈馬達的彈簧中的振動的方法。舉例來說，計算機可讀媒體可包括致使可編程處理器進行以下操作的指令針對圖像俘獲裝置200的透鏡125確定透鏡移動要求；將所確定的透鏡移動分解成N個較小透鏡移動步長；及發送信號來以所述N個較小步長中的至少一者移動透鏡以阻尼賦予透鏡125的振鈴。額外指令可致使處理器在所述至少一個較小透鏡移動之後插入等待時間，且針對剩餘的N個透鏡移動步長中的每一者重複所述發送及插入步驟。因此，本發明不限於所說明的實例，且用於執行本文中所描述的功能性的任何裝置包括於本發明的實施例中。儘管前述揭示內容展示了本發明的說明性實施例，但應注意，在不偏離如所附權利要求書所界定的本發明的範圍的情況下，可在本文中進行各種改變及修改。根據本文中所描述的本發明的實施例的方法項的功能、步驟及/或動作無需以任何特定次序來執行。 此外，雖然可以單數形式描述或主張本發明的元件，但除非明確陳述對於單數的限制，否則還預期複數形式。
權利要求
1.一種圖像俘獲裝置，其包含自動聚焦AF單元，其經配置以反覆進行AF過程以確定透鏡位置 '及控制器，其經配置以根據所述所確定的透鏡位置使用音圈馬達來移動透鏡，所述音圈馬達包括在透鏡移動期間向所述透鏡賦予振動的彈簧，且其中所述控制器經配置以在透鏡移動到所述所確定的透鏡位置期間有效地阻尼由所述彈簧賦予所述透鏡的振動。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中由所述AF過程確定的透鏡移動被分解成N個較小透鏡移動，且所述控制器經配置以產生驅動信號來執行所述N個較小移動中的至少一者， 以便減小經由所述彈簧賦予所述透鏡的振動的振幅。
3.根據權利要求I所述的裝置，其中所述AF單元經配置以將所述所確定的透鏡位置所需要的所述透鏡移動劃分成N個較小透鏡移動，N是基於所述圖像俘獲裝置的幀速率及定時控制而設定的。
4.根據權利要求I所述的裝置，其中所述AF單元經配置以將所確定的透鏡移動換算為N個較小透鏡移動步長，且所述控制器經配置以將所述透鏡移動所述N個較小透鏡移動步長中的每一者，以阻尼由所述彈簧賦予的振動。
5.根據權利要求I所述的裝置，其中所述AF單元經配置以將到所述所確定的透鏡位置的透鏡移動劃分成N個較小透鏡移動，且其中所述AF單元經配置以在每一較小透鏡移動之間插入等待時間。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中每一較小透鏡移動之間的所述等待時間為可變的或固定的。
7.根據權利要求5所述的裝置，其中所述等待時間經設定以使得所述透鏡在每一較小透鏡移動之後且在進行下一透鏡移動之前穩定。
全文摘要
本申請涉及一種用於阻尼透鏡振動的方法及裝置。在一種用於減小圖像俘獲裝置中的透鏡振動的方法中，將透鏡移動要求分解成N個較小透鏡移動步長，且將所述透鏡移動所述N個較小步長中的第一者。在完成所述N個較小步長中的所述第一者之後插入等待時間，且接著重複所述移動及插入步驟，直到已完成所述剩餘的N個較小移動步長為止。所述圖像俘獲裝置包括用於根據所述透鏡移動要求在控制器的控制下移動所述透鏡的音圈馬達，所述透鏡移動要求反映所確定的透鏡位置。所述音圈馬達包括在透鏡移動期間向所述透鏡賦予振動的彈簧。因此，在所述透鏡移動到所述所確定的透鏡位置期間有效地阻尼所述彈簧賦予所述透鏡的所述振動。
文檔編號H04N5/232GK102595048SQ20121001502
公開日2012年7月18日 申請日期2008年9月4日 優先權日2007年9月7日
發明者丹尼斯·C·李, 李京強, 李揚 申請人:高通股份有限公司