用於阻尼透鏡振鈴的系統和方法與流程

2024-03-09 19:54:15

本發明的實施例涉及成像裝置，且確切地說涉及用於減少振鈴、阻尼振動且減少使成像裝置自動聚焦的時間的方法和設備。

背景技術：

具有可調整的焦點的數字成像裝置可使用許多類型的透鏡致動器中的一者，包含音圈電機(VCM)致動器、微機電系統(MEMS)致動器或形狀記憶合金(SMA)致動器等。圖像捕獲裝置還可具有控制致動器的透鏡驅動器，其移動透鏡組合件以用於調整圖像捕獲裝置中的焦點。在致動器調整透鏡的位置的操作期間，可能將振動引入到透鏡。

此振動可來自許多源。舉例來說，在採用音圈電機設計的透鏡調整機構中，用於透鏡的移動的激勵在支撐透鏡的彈簧引入振動。在穩定於所需透鏡位置之前，透鏡的振動可能繼續一段時間。舉例來說，透鏡的此振動或振鈴可能持續從近似50毫秒到近似200毫秒的任何時間，且可不利地影響自動聚焦(AF)速度和準確性。振鈴還可不利地影響所需圖像捕獲設定且因此影響圖像質量。為了減輕透鏡振鈴的不利影響，在以透鏡捕獲圖像之前，成像裝置可在完成透鏡移動之後等待預定閾值時間周期。此預定閾值時間周期可允許透鏡在捕獲圖像之前停止振鈴，但也降低了自動聚焦操作的速度。

成像裝置在完成透鏡移動之後等待預定閾值時間周期的需要可能對成像裝置可捕獲圖像的速度具有不利影響。舉例來說，在具有動態場景和聚焦條件的成像環境中，攝影者可能需要最小化當場景呈現時與當成像裝置可捕獲所述場景時之間的任何延遲。在成像裝置在圖像捕獲中引入延遲以使任何透鏡振鈴穩定的程度上，所捕獲圖像可能不同於由攝影者選擇的圖像。類似地，在記錄大多數視頻的幀速率下，視頻圖像捕獲也可能受到透鏡振鈴的不利影響。現有解決方案無法在單個鈴音周期內充分阻尼振動或振鈴。因此，需要使得使用自動聚焦系統的相機的振鈴和振動阻尼以減少自動聚焦時間、減少振鈴、減少振動且改善圖像質量的系統和方法。

技術實現要素：

本發明的系統、方法及裝置各自具有若干創新方面，其中沒有單個方面單獨負責本文所揭示的合乎需要的屬性。本文所描述的創新、方面和特徵的組合可併入於系統、方法和裝置的各種實施例中且此類組合不受本文所描述的實施例的實例所限制。

根據一個方面，揭示一種用於阻尼成像裝置中的不希望的透鏡移動的方法。所述方法包含確定將由致動器移動透鏡以使場景聚焦於圖像傳感器上的目標距離，且將所述目標距離劃分為具有第一步階和至少一個後續步階的多個步階。在一些實施例中，所述多個步階是大體上相等的。所述方法進一步包含經由所述致動器使所述透鏡移動所述第一步階。使所述透鏡移動所述第一步階造成第一振動。所述方法還包含在每一後續步階之前檢索指示時間延遲的阻尼參數。在一些實施例中，所述阻尼參數是具有時間延遲和相關聯滯後的經優化時間延遲。在一些實施例中，所述滯後唯一地基於所述致動器的至少一個特性。在其它實施例中，所述滯後是基於所述致動器的至少一個特性而選擇以最小化所述透鏡中的振動。所述阻尼參數是基於所述致動器的至少一個特性以及所述多個步階的數目。在一些實施例中，所述阻尼參數是基於所述透鏡致動器的振鈴角速度和/或阻尼比率。所述方法包含在通過所述阻尼參數中的一者延遲至少一個後續步階之後重複使所述透鏡移動所述後續步階。使所述透鏡移動每一後續步階造成對應的後續振動，其中所述阻尼參數影響由每一步階造成的所述振動以使得第一振動和後續振動至少部分地彼此修改而降低總體振動。在一些實施例中，所述第一振動和後續振動彼此修改以使得所述第一振動和後續振動大體上彼此抵消。

在一些實施例中，所述第一振動和後續振動由從所述致動器賦予所述透鏡的正弦振鈴表徵，其中所述正弦振鈴與由所述移動所述透鏡產生的振動和摩擦相關。所述正弦振鈴可由所述致動器的至少一個特性表徵，例如鈴音周期、振鈴角速度和/或阻尼比率。所述鈴音周期、振鈴角速度和阻尼比率與由所述致動器移動所述透鏡產生的振動和摩擦相關。在一些實施例中，所述圖像傳感器上的場景的捕獲是所述致動器使透鏡移動通過多個步階的結果，其中所述第一振動和後續是在單個振鈴周期內修改。所述方法可進一步包含等於鈴音周期的配置周期，其中所述配置周期與用以使所述透鏡移動所述目標距離且使所述第一振動和後續穩定的時間量相關。

根據另一方面，揭示一種用於阻尼成像裝置中由致動器賦予透鏡的透鏡移動的設備。所述設備包含透鏡、透鏡致動器、可操作地耦合到所述透鏡致動器的處理器，以及可操作地耦合到所述處理器的存儲器。所述存儲器經配置以存儲自動聚焦模塊、阻尼參數確定模塊、透鏡移動參數確定模塊，以及透鏡移動控制模塊。所述自動聚焦模塊經配置以確定當前透鏡位置和目標透鏡位置，其中所述當前透鏡位置與所述目標透鏡位置之間的距離是目標距離。所述阻尼參數確定模塊經配置以基於所述致動器的至少一個特性而確定阻尼參數。所述透鏡阻尼參數包含具有等於所述目標距離的總距離的多個步階以及所述多個步階中的每一者之間的延遲。確定所述阻尼參數以大體上消除由於所述致動器使所述透鏡移動所述多個步階中的每一者而賦予所述透鏡的振動。所述透鏡移動參數確定模塊經配置以基於所述阻尼參數而確定透鏡移動參數。所述透鏡移動控制模塊經配置以基於所述透鏡移動參數而移動所述透鏡以自動聚焦圖像。

在一些實施例中，所述設備進一步包含透鏡致動器特性確定模塊。所述透鏡致動器特性確定模塊經配置以確定所述致動器的一或多個特性，其中所述致動器特性存儲於所述設備的存儲器中。在一些實施例中，所述透鏡致動器特性確定模塊經配置以執行校準過程以確定所述致動器的特性。在一些實施例中，所述致動器的特性包含至少鈴音周期、阻尼比率以及振鈴角速度。所述阻尼比率可與由所述致動器移動所述透鏡而賦予所述透鏡的振動和摩擦相關，且所述振鈴角速度可與所述鈴音周期相關。

根據另一方面，揭示一種用於阻尼成像裝置中賦予透鏡的透鏡振鈴的設備。所述設備包含用於確定當前透鏡位置和目標透鏡位置的裝置，其中所述當前透鏡位置與所述目標透鏡位置之間的距離是目標距離。所述設備還包含用於基於致動器的至少一個特性而確定阻尼參數的裝置。所述阻尼參數包含具有等於所述目標距離的總距離的多個步階以及所述多個步階中的每一者之間的延遲。在一些實施例中，所述延遲包含時間延遲和經優化滯後。在一些實施例中，所述經優化滯後隨著所述阻尼比率和振鈴角速度而變。確定所述阻尼參數以大體上消除由於所述致動器使所述透鏡移動所述多個步階中的每一者而賦予所述透鏡的透鏡振動。所述設備進一步包含用於基於所述阻尼參數而確定透鏡移動參數的裝置，以及用於基於所述透鏡移動參數而移動所述透鏡以自動聚焦圖像的裝置。

根據另一方面，揭示一種具有存儲於其上的指令的非暫時性計算機可讀媒體，所述指令當執行時致使處理器執行使透鏡自動聚焦的方法。由所執行代碼執行的所述方法包含確定將由致動器使透鏡朝向或遠離圖像傳感器移動以使場景聚焦於所述圖像傳感器上的目標距離，以及將所述目標距離劃分為具有至少第一步階和後續步階的多個步階。所述方法還包含經由所述致動器使所述透鏡移動所述第一步階，其中使所述透鏡移動所述第一步階造成第一振動。所述方法進一步包含在每一後續步階之前檢索指示時間延遲的阻尼參數，其中所述阻尼參數是基於所述致動器的至少一個特性以及步階的數目。所述方法還包含在通過所述阻尼參數中的一者延遲至少一個後續步階之後重複使所述透鏡移動所述後續步階，其中每次使所述透鏡移動後續步階造成對應的後續振動。所述方法進一步包含在通過所述阻尼參數中的一者延遲至少一個後續步階之後重複使所述透鏡移動所述後續步階。使所述透鏡移動每一後續步階造成對應的後續振動，其中所述阻尼參數影響由每一步階造成的所述振動以使得第一振動和後續振動至少部分地彼此修改而降低總體振動。

在附圖及以下描述中闡述本說明書中描述的標的物的一或多個實施方案的細節。其它特徵、方面和優點將從描述、圖及權利要求書變得顯而易見。

附圖說明

將在下文中結合附圖來描述所揭示方面，提供附圖是為了說明但不限制所揭示方面，其中相同符號表示相同元件。

圖1是實施所揭示實施例中的一者的成像裝置的框圖。

圖2說明在自動聚焦搜索期間成像裝置中的透鏡的振動。

圖3A到3C是根據一個實施例在自動聚焦操作期間實施透鏡振鈴阻尼的傳感器模塊的框圖。

圖4A說明在自動聚焦搜索期間成像裝置中的透鏡的振動。

圖4B說明根據一個實施例的成像裝置中的透鏡的移動。

圖4C說明根據一個實施例的與透鏡移動相關的成像裝置中的透鏡的振動。

圖4D說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動。

圖5A說明根據一個實施例的透鏡的振動以及透鏡的振動的阻尼。

圖5B說明根據一個實施例的透鏡的振動以及透鏡的振動的最佳阻尼。

圖6說明根據一個實施例隨阻尼比率而變的時間滯後。

圖7是根據一個實施例的用於在透鏡移動期間減少賦予透鏡的透鏡振動的方法的實例的流程圖。

圖8A到8C說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動。

圖9A是說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動的三步方法的實例的圖。

圖9B是說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動的最佳三步方法的實例的圖。

圖10說明根據一個實施例隨阻尼比率而變的時間滯後。

圖11A是說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動的四步方法的實例的圖。

圖11B是說明根據一個實施例減少在透鏡移動期間賦予透鏡的透鏡振動的最佳四步方法的圖。

圖12說明根據一個實施例隨阻尼比率而變的時間滯後。

圖13說明根據一個實施例的可能的時間滯後組合。

具體實施方式

在以下描述中，給出具體細節以提供對實例的透徹理解。然而，所屬領域的技術人員將理解，可在沒有這些具體細節的情況下實踐所述實例。舉例來說，可在框圖中展示電組件/裝置，以免用不必要的細節混淆所述實例。在其它實例中，可詳細展示此些組件、其它結構和技術以進一步解釋所述方面。

還應注意，可將所述實例描述成過程，所述過程被描繪成流程圖、流圖、有限狀態圖、結構圖或框圖。雖然流程圖可將操作描述成循序過程，但許多操作可並行或同時執行，並且所述過程可重複。另外，可以重新布置操作的順序。過程在其操作完成時終止。過程可以對應於方法、功能、程序、子例程、子程序等。當過程對應於軟體功能時，過程的終止對應於功能返回到調用功能或主功能。

所屬領域的技術人員將理解，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、光場或光粒子或其任何組合來表示在整個上文描述中可能參考的數據、指令、命令、信息、信號、位、符號和碼片。

實施例包含經配置以減少透鏡的振鈴(或振動)的方法、設備和計算機可讀媒體。在一些實施例中，所述方法可針對可將所確定的透鏡移動劃分為較小步階以嘗試阻尼由任何透鏡致動器產生的鈴音的方法和圖像捕獲裝置，所述透鏡致動器例如(但不限於)VCM致動器、MEMS致動器或SMA致動器。通過阻尼透鏡的振鈴，在透鏡移動之後的較短時間量中透鏡可處於穩定(不移動或大體上不移動)條件。這可帶來AF速度和總體準確性的潛在改進，進而改善圖像捕獲裝置中的圖像質量。因此，一個實施例引入軟體解決方案以限制或阻尼在自動聚焦操作期間透鏡致動器的彈簧中的鈴音或振動的量。

在所述方法和設備的一些實施例中，可基於透鏡致動器特性和/或阻尼參數而調整透鏡移動。舉例來說，一些透鏡致動器可展現例如由於在致動器作用於透鏡時的振動和摩擦所致的透鏡位移變化等特性。

在一些實施例中，當移動透鏡以影響自動聚焦操作時可考慮致動器位移的變化。舉例來說，可調整透鏡的移動以減少或減輕由致動器的移動產生的透鏡的振鈴或振動。可確定阻尼參數以實現此調整。在一個實施例中，阻尼參數可存儲在裝置中。在另一實施例中，可在裝置的校準階段中確定阻尼參數。如何通過阻尼參數調整透鏡的移動可基於致動器特性而變化。致動器使透鏡移動的距離可被稱為目標距離或目標透鏡位移。在一個實施例中，所述目標透鏡位移或距離可劃分成多個較小的移動或步階。在一些實施例中，每一較小移動(步階)的距離可為相等的。在其它實施例中，每一步階的距離可變化。換句話說，每一步階或所述步階中的至少一者可具有不同距離(長度)。

在根據本發明的一個方面中，阻尼參數可指示時間延遲，例如相應透鏡步階之間的時間。在一個實施例中，相應較小透鏡移動之間的時間可為恆定的，舉例來說，可選擇時間的增量以延遲所述移動中的每一者。在另一實施例中，所有透鏡移動的總時間可等於或小於一圖像幀。在又一實施例中，可基於致動器特性而改變每一相應較小移動之間的時間量。改變每一較小移動的量可為恆定的和/或可隨透鏡位置、致動器特性和步階的數目而不同。舉例來說，與使用三個或四個步階來移動目標距離相比，如果使用兩個步階，那麼用於給定目標距離的步階之間的時間量可為不同的。可將用於較小透鏡移動中的每一者的延遲量確定為用於每一步階的經優化延遲以減少或減輕在自動聚焦操作期間透鏡的振鈴或振動。所述經優化延遲可包含時間延遲以及可添加到所述時間延遲或從所述時間延遲減去的滯後。

另外，透鏡移動的距離和/或多個透鏡移動的距離可影響由移動引起的振鈴的類型和程度。舉例來說，將透鏡移動較大距離可致使與所述透鏡移動較短距離時相比所述透鏡更嚴重地振鈴。可基於用於多個透鏡移動中的每一者的透鏡移動距離而調整用於多個透鏡移動中的每一者的阻尼參數。舉例來說，無論透鏡移動的數目如何，都可將不同阻尼參數施加於不同透鏡移動距離。因此，可基於透鏡移動距離而調整阻尼參數以有效地減輕透鏡振鈴的影響。

圖1是根據一些實施例的成像裝置的實例的框圖。成像裝置100包含處理器105，其可操作地連接到傳感器模塊110、工作存儲器115、存儲裝置120、顯示器125以及存儲器130。傳感器模塊110可包含透鏡112、致動器114以及圖像傳感器116。光進入透鏡112且聚焦於圖像傳感器116上。在一個方面中，圖像傳感器116利用電荷耦合裝置。在另一方面中，圖像傳感器116利用CMOS或CCD傳感器。透鏡112耦合到致動器114，且由致動器114移動。致動器114經配置以在通過位移範圍的一系列一或多次透鏡移動中移動透鏡112。當透鏡112到達其位移範圍的邊界時，透鏡112或致動器114可被稱為飽和。可通過此項技術中已知的任何方法來致動透鏡112，包含音圈電機(VCM)、微機電系統(MEMS)或形狀記憶合金(SMA)。

工作存儲器115可由處理器105利用以存儲在成像裝置100的操作期間動態產生的數據。舉例來說，來自存儲於存儲器130(下文論述)中的模塊中的任一者的指令可在由所述處理器105執行時存儲在工作存儲器115中。工作存儲器115還可存儲動態運行時間數據，例如由在處理器105上執行的程序利用的堆棧或堆數據。存儲裝置120可用以存儲由成像裝置120產生的數據。舉例來說，經由透鏡112捕獲的圖像可存儲在存儲裝置120上。顯示器125經配置以顯示經由透鏡112捕獲的圖像且也可用以實施裝置100的配置功能。

存儲器130可視為計算機可讀媒體且存儲若干模塊。所述模塊存儲界定用於處理器105的指令的數據值。這些指令配置處理器105以執行裝置100的功能。舉例來說，在一些方面中，存儲器130可經配置以存儲致使處理器105執行方法700或其部分的指令，如下所述且如圖7中所說明。在所說明的實施例中，存儲器130包含自動聚焦控制模塊135、透鏡致動器特性確定模塊140、透鏡阻尼參數確定模塊145、透鏡移動參數確定模塊150，以及透鏡移動控制模塊155。

自動聚焦控制模塊135包含配置處理器105以使透鏡112自動聚焦的指令。自動聚焦控制模塊135中的指令可配置處理器105以實現用於透鏡112的透鏡位置。在實施例中，自動聚焦控制模塊135中的指令可將透鏡位置信息連同其它輸入參數一起發送到透鏡致動器特性確定模塊140。透鏡位置信息可包含當前透鏡位置和目標透鏡位置。在另一實施例中，自動聚焦控制模塊135可將透鏡位置信息發送到下文論述的阻尼參數確定模塊145。因此，自動聚焦控制模塊135中的指令可為一個用於產生界定透鏡位置的輸入參數的裝置。在一些方面中，自動聚焦控制模塊135中的指令可表示一個用於確定當前和/或目標透鏡位置的裝置。阻尼參數確定模塊145中的指令或透鏡致動器特性確定模塊140中的指令可表示一個用於接收界定透鏡位置的輸入參數的裝置。在一些方面中，自動聚焦控制模塊135中的指令可表示一個用於基於至少當前和目標透鏡位置而確定透鏡移動的量值和/或方向的裝置。

透鏡致動器特性確定模塊140中的指令可配置處理器105以確定透鏡112的致動特性。在一些方面中，透鏡的移動可包含一或多個較小移動，其中總透鏡移動對應於(總)目標透鏡移動。在另一方面中，可響應於透鏡振鈴特性而改變所述一或多個較小透鏡移動之間的時序。因為致動特性通過透鏡振鈴參數和目標透鏡位置而變化，所有致動特性可至少部分地基於透鏡112的當前透鏡位置。

透鏡致動器特性確定模塊140可至少部分地基於存儲在存儲器130中的一或多個參數而確定特性。舉例來說，當裝置100是例如基於透鏡112和/或其致動器114的模型或類型而製造時所述特性可為已知的。替代地，可在製造期間或在裝置100的操作期間執行校準過程，其確定透鏡112的致動特性且將界定所述特性的參數存儲在存儲器130中。因此，透鏡致動器特性確定模塊140中的指令可表示一個用於確定透鏡致動器特性的裝置。透鏡致動器特性確定模塊140中的指令還可表示一個用於基於當前透鏡位置和目標透鏡位置(例如，在某一距離處實現聚焦的所需透鏡位置)而確定至少兩個透鏡移動位置的裝置。透鏡特性確定模塊140中的指令還可表示一個用於確定與至少一個透鏡移動位置相關聯的至少一個時間延遲的裝置。

透鏡阻尼參數確定模塊145中的指令可配置處理器105以至少部分地基於在透鏡致動器特性確定模塊140中確定的透鏡致動器特性而確定阻尼參數。所述阻尼參數也可以基於由自動聚焦控制模塊135產生的界定目標透鏡位置的輸入參數而確定。所述阻尼參數也可以基於透鏡112的當前透鏡位置而確定。在一些方面中，所述阻尼參數可基於透鏡移動方向和/或透鏡移動量值而確定。所述方向和量值可至少部分地基於當前和目標透鏡位置。所述阻尼參數也可以基於實現透鏡移動的時間量而確定。在一些方面中，所述阻尼參數可基於與捕獲至少一個圖像幀相關聯的時間而確定。舉例來說，花費的總時間是確定透鏡移動使透鏡移動到所需透鏡位置且在所述透鏡位置捕獲圖像。因此，透鏡阻尼參數確定模塊145中的指令可表示一個用於至少部分地基於輸入參數和透鏡致動器特性而確定阻尼參數的裝置。

在一些情況下，將透鏡112從當前位置移動到目標位置可致使透鏡橫穿一或多個透鏡移動位置。這些透鏡移動位置可由阻尼參數確定模塊145確定。阻尼參數確定模塊145中的指令還可表示一個用於基於當前透鏡位置和目標透鏡位置而確定至少兩個透鏡移動位置的裝置。透鏡阻尼參數確定模塊145中的指令可表示一個用於基於移動透鏡112的目標位置和時間限制而確定至少透鏡移動阻尼參數的裝置。在一些實施例中，用於每一透鏡移動位置的阻尼參數可包含時間延遲。阻尼參數確定模塊145中的指令可表示一個用於確定對應於透鏡移動位置的時間延遲的裝置。在一些實施例中，所述時間延遲可基於透鏡致動器特性，例如如下參看圖2詳述的振鈴周期和/或振鈴係數。在另一實施例中，阻尼參數確定模塊145可經配置以提供用以確定經優化時間延遲的指令。阻尼參數確定模塊145可經配置以利用時間滯後來優化時間延遲以用於改進的減輕技術。因此，阻尼參數確定模塊145中的指令可表示一個用於至少部分地基於輸入透鏡致動器特性而確定阻尼參數的裝置。

透鏡移動參數確定模塊150中的指令配置處理器105以至少部分地基於阻尼參數和由自動聚焦控制模塊135產生的輸入參數而確定透鏡移動參數。舉例來說，移動參數可基於透鏡112的目標透鏡位置。移動參數也可以基於透鏡移動通過的位置。舉例來說，透鏡移動阻尼參數可指定透鏡移動步長和時間延遲，每一步階之間具有或不具有按位置變化的經優化時間滯後。因此，透鏡移動參數確定模塊150中的指令可表示一個用於至少部分地基於輸入參數和透鏡阻尼參數而確定透鏡移動參數的裝置。

透鏡移動控制模塊155中的指令配置處理器105以基於透鏡移動參數而移動透鏡112。通過移動透鏡112，透鏡移動控制模塊155可影響透鏡112的自動聚焦。因此，透鏡移動控制模塊155中的指令表示一個用於基於透鏡移動參數而移動透鏡112以使透鏡112自動聚焦的裝置。

圖2是說明在成像裝置中且產生於透鏡移動的透鏡的振動的實例的圖形表示。透鏡從第一位置(或位移)205移動到第二位置(或位移)210。與所說明的透鏡一起利用的圖像傳感器可在由時間周期215說明的每圖像幀時間捕獲圖像一次。因此，可能需要以小於或等於時間周期215的頻率捕獲圖像。當從所述第一位置205移動到所述第二位置210時，圖2展示透鏡的位移中的振蕩或透鏡振動225。圖2還展示透鏡穩定化時間220。在移動期間引入到透鏡的振動可在透鏡穩定化時間(周期)220中穩定，以使得透鏡可準確地(例如，達某一閾值)用以在透鏡穩定化周期220之後捕獲圖像。透鏡穩定化時間220可隨著振蕩或振動225的量值而變。如果透鏡穩定化時間220超過幀時間215，那麼可減少圖像傳感器的捕獲速率以提供透鏡穩定化。可減少透鏡穩定化時間220的解決方案因此可減少透鏡移動時與可捕獲圖像時之間的時間。

在圖2中說明的振動可在致動器114中產生。致動器114(例如VCM)可包含經製作以移動或振動的組件(例如，彈簧)，且此振動可造成圖2中所示的鈴音或振動。因此，在透鏡112移動時，來自彈簧的振動被賦予透鏡112。產生於致動器動透鏡112的移動的振動可具有本徵振鈴角速度(ωo)。然而，透鏡112與透鏡套管(未圖示)之間的摩擦提供振動的阻尼機制；且小摩擦逐漸減少在透鏡移動期間的振動量值，如圖2中的振動曲線230的減小的振幅所示。

因此，鈴音(或振動)曲線230可由以下等式表徵，其中透鏡的位移隨時間而變，u(t)可確定為：

其中A是透鏡位移210的振幅，γ是鈴音的阻尼比率且與在透鏡移動期間施加於透鏡的摩擦相關，且ωo是振鈴角速度。振鈴角速度可被表徵為隨著鈴音周期T而變。在一些實施例中，鈴音周期T＝2π/ωo。以上等式可描述隨γ和ωo而變產生的鈴音和振動。在一些實施例中，透鏡致動器特性確定模塊140可經配置以確定致動器114和/或傳感器模塊110的振鈴角速度、鈴音周期特性的阻尼比率。透鏡致動器特性確定模塊140可包含用以實行傳感器模塊110的校準和評估以確定特性的指令，或者特性可為已知的且在裝置的製造期間存儲在存儲器130中。

圖3A到3C是說明根據一個實施例實施兩步自動聚焦操作的傳感器模塊的圖的示意圖。圖3A到3C是如本文中所描述實施透鏡移動的傳感器模塊330的框圖。圖3A說明透鏡310的初始位置315a和目標位置315c。圖3B說明第一透鏡移動a0，用以將透鏡310移動到第二位置315b。圖3C說明第二透鏡移動a1，用以將透鏡310移動到目標位置315c。

圖3A中說明的示意圖展示的是實施所揭示的實施例中的一者的傳感器模塊300的框圖。傳感器模塊300可根據如上文參看圖1詳細描述的傳感器模塊110而實施。傳感器模塊300可包含自動聚焦組件320和圖像傳感器340。傳感器模塊300中的安裝空間350可為至少部分在透鏡310與圖像傳感器340之間的腔。圖像傳感器340可根據如上文參看圖1詳細描述的圖像傳感器116而實施。自動聚焦組件320可包含具有初始位置315a和目標位置315c的透鏡310。目標位置315c可為根據所揭示的實施例的用於自動聚焦操作的目標位置。傳感器模塊300經配置以使得透鏡310使進入傳感器模塊300的光聚焦於圖像傳感器340上。安裝空間350是傳感器模塊中用於安裝機械的區。舉例來說，在一些實施例中，安裝空間350可保持用於安裝自動聚焦組件的託架和其它支撐件。安裝空間350可為用於安裝圖像傳感器340的託架和其它安裝裝置提供區域。因此，安裝空間350可包含用以增加自動聚焦組件320、透鏡310和圖像傳感器340的結構完整性的一或多個組件，且經設定尺寸(或經配置)以允許圖像聚焦於圖像傳感器340上且維持沿著透鏡340的光軸的對準。

透鏡310可由具有位移範圍的自動聚焦組件320移動。自動聚焦組件可為根據如上文參看圖1所描述的致動器114的致動器。自動聚焦組件320可經配置以接收來自自動聚焦控制模塊135和處理器105的指令以自動聚焦透鏡310。在一些實施例中，自動聚焦控制模塊135中的指令可將透鏡位置信息連同其它輸入參數一起發送到透鏡致動器特性確定模塊140。透鏡位置信息可包含初始透鏡位置315a和目標透鏡位置315c。在另一實施例中，自動聚焦控制模塊135可將透鏡位置信息發送到阻尼參數確定模塊145。因此，自動聚焦控制模塊135中的指令可為一個用於在傳感器模塊300中產生界定透鏡位置的輸入參數的裝置。

透鏡致動器特性確定模塊140中的指令配置處理器104以確定透鏡310的致動特性。透鏡致動器特性確定模塊140可包含用以將致動器特性發射到阻尼參數確定模塊145的進一步指令。在一些方面中，透鏡的移動位置可包含對應於不同致動特性的一或多個位置。舉例來說，可包含來自阻尼參數確定模塊145的指令以將向目標位置315c的透鏡移動分裂或劃分為圖3A到3C中說明的一或多個較小透鏡移動。阻尼參數確定模塊145至少部分地基於在透鏡致動器特性確定模塊140中確定的致動特性可提供關於將透鏡310向目標位置315c的移動劃分為向透鏡位置315b的第一透鏡移動a0以及向目標透鏡位置315c的第二透鏡移動a1的指令。

圖4A到4D是說明根據一個實施例的用於減少透鏡振鈴的方法的曲線圖的實例。圖4A的曲線410表示如參看圖2所描述的透鏡振動230所說明的透鏡振動或振鈴的簡化描述。曲線410可為在成像裝置中將透鏡從初始位置移動到目標位置420的結果。成像裝置可大體類似於圖1和/或圖3中描述的成像裝置。如上文結合圖2所描述，將透鏡310直接從初始位置315a移動到目標位置315c可導致由以上公式表徵的振動：

圖4B到4D是描繪根據一個實施例的減少透鏡振鈴的實例的圖形說明。通過將透鏡310向目標透鏡位移或距離420的移動劃分為多個較小透鏡移動，例如由a0和a1表示的兩個步階，可減少或減輕曲線410的振鈴。在一個實施方案中，自動聚焦組件320的致動器可具有角速度(ω0)、阻尼比率(γ)和振鈴周期T。在一個實施方案中，圖4B可以圖形方式表示根據參看圖3A到3C詳細描述的透鏡移動隨時間而變的透鏡位置。圖4A到4D中的x軸可表示用於執行自動聚焦操作的時間。圖4A到4D中的y軸可表示透鏡位置。透鏡310可位於初始位置315a。在可表示當自動聚焦初始化時的時間的時間450(t0)，致動器可接收將透鏡移動到第二位置315b的命令。致動器接著可將透鏡移動第一距離a0。舉例來說，參考圖1，致動器114可接收從處理器105發出的命令，由存儲器130的一或多個組件配置，以朝向第二位置315b移動透鏡，且在接收到命令之後致動器114可將透鏡移動距離a0。在時間460(t1)，致動器接收將透鏡移動到目標位置315c的命令。致動器接著可將透鏡移動第二透鏡位移a1。距離a1的移動可導致與致動器對透鏡的移動相關聯的後續透鏡振動。目標位置420可劃分成兩個步階a0和a1，如上文所描述。在一些實施例中，步階a0和a1不需要距離相等。在一個實施例中，可通過以下公式計算步階a0和a1：

a0+a1＝A以及

圖4C是說明根據一個實施例用於兩步法的每一透鏡移動的透鏡振鈴曲線的實例的曲線圖。曲線430可表示由於致動器將透鏡從初始位置移動到第一透鏡位置a0而產生的振動和摩擦所致的透鏡振鈴。曲線430的特性可類似於曲線420的特性，然而透鏡移動的距離是a0而不是距離420。曲線430可由以下阻尼等式表徵：

曲線440可表示由於致動器將透鏡從第一透鏡位置a0移動到第二透鏡位置a1所產生的振動和摩擦所致的透鏡振鈴。曲線440的特性可類似於曲線430和420的特性，然而透鏡移動的距離是a1。通過使用於透鏡位置a1的第二透鏡移動從用於初始透鏡位置a0的第一透鏡移動延遲例如時間460，可減少或減輕透鏡振鈴。時間460可通過等式t1＝π/ω0確定。曲線440可由以下阻尼等式表徵：

圖4D是說明減輕透鏡振鈴的實例的曲線圖。曲線430和440可以一方式組合以大體上消除彼此的振鈴或振動。結果是曲線470，其表示透鏡從初始位置通過第一和第二透鏡移動而移動到其中透鏡振鈴和振動已經減少或移除的目標位置420。舉例來說，處理器105可經配置以從存儲器130接收指令以控制致動器114將透鏡112移動第一透鏡位移a0，所述第一透鏡位移造成第一振鈴u0(t)。處理器可經配置以從存儲器130接收指令以控制致動器將透鏡112移動第二透鏡位移a1，從而造成第二振鈴u1(t)，所述第一振鈴和第二振鈴大體上彼此抵消。在一些實施例中，實現多個透鏡移動(例如，如圖4A到D中描繪的實施例中所示的兩個透鏡移動)以將透鏡移動到目標透鏡位置的時間(例如，配置時間)可等於鈴音周期。在配置時間大體上不匹配於鈴音周期的實例中，所得振動和透鏡振鈴可為過量的。舉例來說，在配置時間比鈴音周期大50％的情況下，所得振鈴將為較大的且不利的。然而，配置時間和鈴音周期不需要匹配於穩定化時間，例如使透鏡振動穩定的時間量。在例如圖4A到D的一個實施例中，透鏡可在近似一半的鈴音周期內(例如，在時間460)穩定化，此時透鏡可移動距離a1。因此，用於向位置a0的透鏡移動的穩定化時間小於配置時間和鈴音周期。以此方式，成像裝置可能能夠在時間460捕獲圖像和/或起始另一透鏡移動。在另外一個實施例中，在一個圖像幀內完成較小的透鏡移動。舉例來說，在具有每秒30幀的幀速率的圖像捕獲裝置中，任何透鏡移動必須在33毫秒內完成。以此方式，可在單個圖像幀內將透鏡移動完整距離到達目標位置而振鈴最小。

在另一實施例中，自動聚焦組件320經由致動器114可經配置以從初始位置315a移動透鏡310。透鏡致動器特性模塊140可接收透鏡310位置信息，且確定透鏡致動器特性(例如，ω0、γ和T)。阻尼參數確定模塊145可經配置以從透鏡致動器特性確定140接收透鏡致動器特性，且確定包含至少第一(a0)和第二(a1)透鏡移動以及時間延遲(t1)的阻尼參數。第一透鏡移動a0表示向位置315b的透鏡移動，所述第一透鏡移動造成由u0(t)表徵的第一透鏡振鈴曲線430。曲線430的振動可繼續直到振動穩定為止，如圖4C中所示。

在向位置315b的透鏡移動後，自動聚焦控制模塊135可插入時間延遲t1。延遲t1可由阻尼參數確定模塊145至少基於所確定的致動器特性而確定，例如角速度ω0和阻尼比率γ。在自動聚焦組件320延遲時間t1的同時由曲線430表示的透鏡振鈴可持續。

在等於延遲t1的時間量經過之後，自動聚焦控制模塊135可經配置以致使致動器114將透鏡310從位置315b向目標位置315c移動距離a1。距離a1可在第一透鏡移動之前確定且存儲在存儲器130中，或者距離a1可在移動a0之後的點確定。透鏡310向目標位置315c的移動造成由u1(t)表徵的曲線440所界定的振鈴。曲線440的振動可繼續直到振動穩定為止。在向目標位置315c的較小透鏡移動中的每一者的完成後可即刻組合曲線430和440。由阻尼參數確定模塊145確定的阻尼參數(例如，透鏡位置a0和a1以及延遲t1)可施加於透鏡112以使得曲線440的峰匹配且抵消曲線430的谷，如圖4C中所見。以此方式，曲線430和440大體上消除彼此的振鈴或振動以減輕圖4A的透鏡振鈴。

所得的兩步致動器阻尼在第一鈴音周期之後在單個振鈴周期內穩定而振鈴最小。在一示範性實施例中，所述阻尼在振鈴周期的接近二分之一處穩定。在本文所描述的其它實施例中使用用以消除振鈴的延遲的方法。兩步阻尼解決方案的一個非限制性優點是僅需要兩個步階。這可被稱為甜點阻尼，其中一旦透鏡處於適當位置便在單個鈴音周期之後具有快速阻尼而振鈴最小。另一非限制性優點是其它方法可能需要接近鈴音周期(T)透鏡配置時間來將透鏡移動到目標位置，其包含用于振動穩定的時間，而本文所揭示的兩步法的透鏡移動時間是T/2。這可為優點，尤其是對於大的鈴音周期，因為對於30fps(幀每秒)相機預覽流式傳輸的典型33ms幀時間，用於透鏡配置的完整鈴音周期的使用可能需要跳過至少一個幀直到下一透鏡移動為止。如果對於兩步阻尼，T小於16ms(62.5Hz振鈴)，那麼用於每個幀的自動聚焦計算是可能的。致動器或透鏡振鈴通常範圍介於50Hz到150Hz，其中100Hz為常見頻率。

其它實施例可具有多於兩個步階。本文中參看圖8到12描述具有3個或4個步階的實例，但取決於應用可增加步階的數目(例如5、6、7、8、16或32個步階)。具有大於四個的步階的實施例可通過使用本文所揭示的兩、三或四步實施例的組合而執行(例如，可通過兩步和三步實施例的組合而執行五個步階)。

在一些實施例中，對於每一步階可使用恆定的透鏡移動距離。這些實施例可能較容易實施，因為致動器的輸入和輸出在不同位移範圍上可能不是線性的，在此情況下恆定步長可能較容易實施。舉例來說，處理器可將一個距離值傳送到致動器，然而所述值可能實際上參考致動器基於當前透鏡位置進行的不同透鏡移動距離。傳送到致動器的距離值10可導致透鏡從30μm位置移動到20μm位置，但同一值可帶來使透鏡從50μm位置移動僅18μm。以此方式，致動器可具有非線性的輸入-輸出響應。為了補償致動器內的非線性，系統可包含查找表以將所提供的距離值轉換為已知值以用於致動器將透鏡移動既定距離。通過針對每一步階使用恆定透鏡移動距離，此查找表的實施和使用可簡化。

圖5A和5B說明用以闡釋未經優化與經優化延遲時間之間的鈴音阻尼的差異的位移對時間的曲線圖。圖5A和5B中的每一者描繪透鏡振鈴曲線510，其中透鏡振鈴的阻尼尚未發生。曲線510可大體類似於曲線410和/或圖2的曲線。圖5A和5B中的每一者進一步包含曲線530，其可大體類似於圖4C的曲線430。曲線530可為由於透鏡從初始位置向第一透鏡位置移動距離a0的所得振鈴。在圖5A和5B中的每一者中，產生透鏡振鈴u(t)，其中阻尼阻尼係數γ＝0.035ω0，鈴音周期是20毫秒，且T＝2π/ωo。因此圖5A和5B兩者說明如參看圖4所論述的在20ms中的兩步阻尼。

圖5A說明曲線圖，其中時間延遲t1等於π/ω0。曲線510展示如上所提到的無需軟體阻尼的透鏡振鈴。曲線520展示透鏡步階，其中第一透鏡步階是在時間t0發出的命令的結果，且第二透鏡步階由於在時間560a發出的移動透鏡的命令而發生。曲線530展示響應於第一透鏡移動的透鏡振鈴。曲線540a展示響應於移動的透鏡振鈴，其通過延遲t1的時間560a而延遲。曲線570a說明在軟體阻尼之後曲線530和540a的所得組合。如圖5A中所見，一些振鈴持續，如由曲線580a表示。剩餘振鈴的量可基於透鏡致動器特性而變化。舉例來說，在其中γ＝0.035ω0且t1＝π/ω0的實施例中，透鏡振鈴為近似0.1μm。在其中γ＝0.100ω0且t1＝π/ω0的另一實施例中，透鏡振鈴為近似0.6μm。在其中γ＝0.200ω0且t1＝π/ω0的又一實施例中，透鏡振鈴為近似1.6μm。

圖5B說明其中為了減輕賦予透鏡中的導致振鈴的振動而優化延遲t1的曲線圖。圖5B大體類似於圖5A，然而通過將滯後添加到t1而優化時間560a，展示為總延遲560b。由於添加到延遲560a的滯後，第二透鏡移動造成第二振鈴曲線540b。在圖5B中所示的實施例中，所述滯後是由減法裝置添加到時間560a的負滯後。然而，在其它實施例中，所述滯後可為正的，且可經確定以最小化賦予透鏡上的振鈴。可組合曲線540b和530以減少透鏡振鈴，從而帶來曲線570b。曲線580b說明在兩步阻尼之後的剩餘透鏡振鈴。如圖5B中所示，添加到延遲560a的滯後(導致延遲560b)與其中時間延遲560a未經優化的圖5A相比進一步減輕透鏡振鈴。舉例來說，針對γ＝0.035ω0的兩步阻尼解決方案可具有經優化延遲560b，其中t1＝π/ω0+6.1μs，得到近似零振鈴。

圖6是展示根據一個實施例的隨阻尼比率而變的滯後的曲線圖。圖6說明針對兩步阻尼解決方案可隨角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而變所確定的用以最小化透鏡振鈴的最佳滯後。因此，在一個實施例中，具有時間延遲和滯後的所述延遲可基於致動器的至少一個特性以及用於給定解決方案的步階數目。曲線610表示在具有添加到時間延遲的滯後的軟體阻尼之後透鏡經歷的透鏡振鈴。曲線620表示用以添加到延遲560a以最佳地減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後的量。在圖6的實施例中，鈴音周期是20ms，藉此可如上文詳細描述而計算ω0。舉例來說，在γ/ω0等於0.035的情況下，最佳時間延遲是6.1μs，如上文所論述。此外，在γ/ω0等於0.100的情況下，最佳時間延遲是50μs，以使得t1＝π/ω0+50μs。在其中γ/ω0等於0.200的另一實施例中，最佳時間延遲是166μs，以使得t1＝π/ω0+166μs。然而，如下文結合圖10和12將論述，可針對不同鈴音周期計算其它最佳滯後曲線。在一些實施例中，鈴音周期和/或阻尼比率可為致動器的特性。因此，所述特性可由透鏡致動器特性模塊140確定。在另一實施例中，致動器特性可在透鏡致動器特性確定模塊145內設定成默認值。阻尼參數(例如，透鏡位移距離和延遲)又可由阻尼參數確定模塊145至少部分地基於如由透鏡致動器確定模塊145所確定的透鏡致動器特性而確定。

圖7是根據一個實施例的用於在透鏡移動期間減少賦予透鏡的透鏡振動的方法的流程圖。過程700可由在圖1中說明的成像裝置100執行。在一些實施例中，可針對從自動聚焦控制模塊135接收的每一透鏡移動要求而執行減少透鏡振動的方法。所述方法可由自動聚焦控制模塊135實施為軟體解決方案，或在成像裝置100中在別處實施，例如由處理器105中的邏輯裝置執行的一或多個處理器。

過程700開始於開始框705，並且然後移動到框710，其中接收界定目標透鏡位置的輸入參數。在一些實施例中，可通過包含在聚焦控制模塊135中的與透鏡的自動聚焦移動相關的指令來確定目標透鏡位置。目標透鏡位置接著可由阻尼參數模塊145接收。

過程700可繼續到框720，其中確定用以將透鏡移動到目標位置的總透鏡位移。在一些實施例中，所述總透鏡位移可基於當前透鏡位置和所接收目標透鏡位置。自動聚焦控制模塊135可在框710處確定目標透鏡位置，且存儲器130經由透鏡移動控制模塊155可存儲透鏡的當前位置。包含在自動聚焦控制模塊135中的指令可基於自動聚焦控制模塊135和透鏡移動控制模塊155的確定而確定總位移。在一些實施例中，在自動聚焦操作中針對單個幀確定總透鏡位移。

過程700接著可前進到框725，其中將總透鏡位移分裂或劃分成若干較小透鏡位移或透鏡移動。在一些實施例中，可通過包含在阻尼參數確定模塊145中的指令來確定較小透鏡移動的數目。較小移動的數目可表示如參看圖3到6中所描述的兩步阻尼模型。其它實施例可具有多於兩個步階。如上所述，本文中參看圖8到12描述具有3個或4個步階的實例。在一些實施例中，用於每一步階的步長可為恆定的，例如總位移(A)等於較小位移(a)除以較小步階的數目(N)。其它實施例可針對每一步階使用不恆定的步長。

過程700接著可在框730處將計數器設定為一。在一些實施例中，可實施計數器以通過在較小透鏡中的每一者移動之後遞增計數器而跟蹤較小透鏡移動。在一些實施例中，透鏡移動控制模塊可包含用以通過遞增計數器而跟蹤較小透鏡移動的數目的指令。可由於框725而從阻尼參數確定模塊145接收較小透鏡移動的數目。

過程700隨後前進到框735，其中將透鏡移動到下一較小透鏡位置。在一些實施例中，致動器(例如，VCM)可從自動聚焦控制模塊135和/或透鏡移動控制模塊155接收指令以將透鏡移動到下一透鏡位置。下一透鏡位置可為從框725產生的較小透鏡位置中的至少一者。在將透鏡移動到適當位置之後，過程700繼續到決策框740以確定所述過程是否已使透鏡移動通過所有N個較小透鏡移動。在這方面中，過程700可通過遞增計數器以跟蹤較小移動中的每一者而利用框730的計數器。如果計數器等於N，那麼決策框740確定透鏡已移動通過所有N個較小移動且透鏡已到達目標位置。在此情形下，過程700可繼續到框760，其中完成透鏡移動和振鈴的減少。如果計數器小於N，那麼決策框740繼續到框745。在一些實施例中，包含在透鏡移動控制模塊155中的指令可確定當前透鏡位置不等於總較小透鏡移動。在另一實施例中，所述確定指令可包含在自動聚焦控制模塊135中。在又一實施例中，所述指令可包含在成像裝置中的別處，例如由邏輯裝置執行的至少一個軟體過程。

過程700繼續到框750，其中可在下一透鏡移動之前插入時間延遲。下一透鏡移動可為N個較小透鏡移動中的至少一者。在一些實施例中，可通過包含在阻尼參數確定模塊145中的指令來確定所述時間延遲。在另一實施例中，可根據本文所描述的方法，例如參考與兩步透鏡振鈴阻尼解決方案相關的圖3到6而確定所述時間延遲。在另一實施例中，所述時間延遲可包含具有時間延遲和滯後的經優化延遲。在又一實施例中，可根據下文參看與三或四步解決方案相關的圖8到12描述的方法而確定所述時間延遲。所述時間延遲的一個實施方案利用較小透鏡移動中的每一者之間的恆定時間延遲，其中所述延遲可等於π/ω0。在另一實施方案中，根據圖6、10和12，可優化用於每一較小透鏡移動的時間延遲以減輕透鏡振鈴。阻尼參數確定模塊145可包含用以確定經優化或未經優化的時間延遲且與自動聚焦控制模塊135和/或透鏡移動控制模塊155結合操作以在每一透鏡移動之間插入延遲的指令。

過程700接著可繼續到框755，其中可將計數器增加一增量。在一些實施例中，所述增加可為整數，例如1，其表示較小透鏡移動中的至少一者。以此方式，所述方法可遞增計數器以跟蹤透鏡移動和對應時間延遲。一旦已遞增計數器，過程就可前進到框735，且重複用於使透鏡移動通過較小透鏡移動中的每一者直到計數器值等於N(所確定的較小透鏡移動的數目)為止的過程。一旦所有N個較小透鏡移動完成，過程700就可前進到結束框760且自動聚焦操作可完成。

圖8A到8C是說明根據一個實施例的用於減少透鏡振鈴的三步方法的曲線圖。圖8A和8C類似於與兩步解決方案相關的圖4C和4D，但說明三步解決方案實施例。在一個實施方案中，圖8A到8C可以圖形方式表示根據透鏡移動隨時間而變的透鏡位置。圖8A到8C的x軸表示用於執行自動聚焦操作的時間，且圖8A到8C的y軸表示在給定時間的實際透鏡位置。用以實施所述三步實施例的成像裝置可大體類似於圖1中描述的成像裝置。如上文結合圖2所描述，將透鏡直接從初始位置移動到目標位置820可導致由以上公式表徵的振動：

可通過將透鏡向目標位移或距離820的移動劃分為三個較小透鏡移動或步階a0、a1和a2而減少或減輕透鏡振鈴。在一些實施例中，步階a0、a1和a2可為三個相等步階，以使得其中A是總目標位移820。在一個實施方案中，自動聚焦組件320的致動器可具有角速度(ω0)、阻尼比率(γ)以及振鈴周期T。

參考圖8A，透鏡可在如時間850指示的時間t0處位於初始位置。在時間850，可使透鏡向第一位置移動距離a0。透鏡向所述第一位置的移動可導致第一振鈴830(u0(t))。在時間860(t1)，可使透鏡向第二位置移動距離a1。透鏡向第二位置的移動可導致第二振鈴840(u1(t))。在時間865(t2)，可使透鏡向目標位置820移動距離a2。透鏡向目標位置的移動可導致第三振鈴835(u2(t))。

圖8B的曲線870表示由於向第二位置和目標位置的透鏡移動所致的透鏡振鈴的所得組合。曲線870說明組合的透鏡振鈴u12(t)，其中u12(t)＝u1(t)+u2(t)。引入時間延遲860和865以使得曲線830、840和845大體上抵消透鏡振動和/或振鈴。為了使此結果發生，阻尼參數確定模塊145可包含用以確定時間延遲860和865以使得到達曲線870的第一峰875的條件與曲線830的第二峰值835一致的指令。曲線870和曲線830的所得組合使得所述峰的振幅是相同大小且具有相反極性和相位，進而大體上抵消彼此的振鈴或振動。

圖8C的曲線880是在曲線830、840和845組合以消除或大體上消除每一曲線830、840和845表示的振鈴或振動後的結果。曲線880表示從初始位置通過第一、第二和第三透鏡移動到其中透鏡振鈴和振動已經減少或移除的目標位置820的透鏡移動。舉例來說，處理器105可經配置以從存儲器130接收指令以控制致動器114將透鏡112移動第一透鏡位移a0，所述第一透鏡位移造成第一振鈴u0(t)。處理器可經配置以從存儲器130接收指令以控制致動器114將透鏡112移動第二透鏡位移a1，從而造成第二振鈴u1(t)。處理器可經配置以從存儲器130接收指令以控制致動器114將透鏡112移動第三透鏡位移a2，從而造成第三振鈴u2(t)，第二和第三振鈴組合以使得所得曲線的峰振幅是相同大小但為由於第一振鈴所致的曲線的谷的相反極性，進而大體上彼此抵消。在一些實施例中，實現所述三個透鏡移動以將透鏡移動到目標透鏡位置的時間(例如，配置時間)可等於鈴音周期。在配置時間大體上不匹配於鈴音周期的實例中，所得振動和透鏡振鈴可為過量的。在另一實施例中，在一個圖像幀內完成較小透鏡移動。舉例來說，在具有每秒30幀的幀速率的圖像捕獲裝置中，任何透鏡移動必須在33毫秒內完成。以此方式，可在單個圖像幀內將透鏡移動完整距離到達目標位置而振鈴最小。

在另一實施例中，自動聚焦組件經由致動器114可經配置以從初始位置移動透鏡。透鏡致動器特性模塊140可接收透鏡位置信息，且確定透鏡致動器特性(例如，ω0、γ和T)。阻尼參數確定模塊145可經配置以從透鏡致動器特性確定140接收透鏡致動器特性，且確定阻尼參數，所述阻尼參數包含至少第一(a0)、第二(a1)以及第三(a2)透鏡移動以及時間延遲860(t1)和865(t2)。第一透鏡移動a0表示向第一透鏡位置的透鏡移動，所述第一透鏡移動造成由u0(t)表徵的第一透鏡振鈴曲線830。曲線830的振動可繼續直到振動穩定為止，如圖8A中所示。

在向第一透鏡位置的透鏡移動後，自動聚焦控制模塊135接著可插入時間延遲860。延遲860可由阻尼參數確定模塊145至少基於所確定的致動器特性而確定，例如角速度ω0和/或阻尼比率γ。在自動聚焦組件延遲時間860的同時由曲線830表示的透鏡振鈴可持續。

在等於延遲860的時間量經過之後，自動聚焦控制模塊135可經配置以致使致動器114使透鏡310從第一透鏡位置向第二透鏡位置移動距離a1，所述第二透鏡移動造成由u1(t)表徵的第二透鏡振鈴曲線840。曲線840的振動可繼續直到振動穩定為止，如圖8A中所示。

在向第二透鏡位置的透鏡移動後，自動聚焦控制模塊135接著可插入時間延遲865。延遲865可由阻尼參數確定模塊145至少基於所確定的致動器特性而確定，例如角速度ω0和/或阻尼比率γ。在自動聚焦組件延遲時間865的同時由曲線840表示的透鏡振鈴可持續。

在等於延遲865的時間量經過之後，自動聚焦控制模塊135可經配置以致使致動器114使透鏡從第二透鏡位置向目標位置移動距離a2。距離a1到a2以及時間延遲860和865可在第一透鏡移動之前確定且存儲在存儲器130中或者在移動a0之後的點確定。透鏡向目標位置的移動造成由u2(t)表徵的曲線845所界定的振鈴。曲線845的振動可繼續直到振動穩定為止。曲線830、840和845可在透鏡繼續經歷由於對應透鏡移動所致的振鈴時所述較小透鏡移動中的每一者的完成後即刻組合。由阻尼參數確定模塊145確定的阻尼參數(例如，透鏡位置a0、a1和a2以及對應時間延遲850、860和865)可施加於透鏡以使得得到曲線870(u12(t))的第一峰875與曲線830(u0(t))的谷835一致的條件。曲線870(u12(t))和曲線830(u0(t))的所得組合使得峰的振幅是相同大小且具有相反極性，進而大體上抵消彼此的振鈴或振動。

所得的三步致動器阻尼在第一鈴音周期之後在單個振鈴周期內穩定而振鈴最小。三步阻尼解決方案的一個非限制性優點是僅需要三個步階，進而最小化在單個幀中多次起始致動器的需要。三步實施例和下文描述的四步實施例的另一非限制性優點是可實現零振鈴解決方案或透鏡振動的完全消除，而兩步實施例可帶來最小化但非零的振動。然而，兩步實施例由於需要實施較少透鏡移動而可能實施起來更快且更穩定。另一非限制性優點是先前方法需要接近鈴音周期透鏡配置(穩定)時間來將透鏡移動到目標位置，而本文參看圖8A到8C所描述的三步方法的透鏡配置時間是2*T/3。這可顯著優於使用多於三個透鏡步階的方法，尤其是對於大的鈴音周期，因為對於30fps(幀每秒)相機預覽流式傳輸的典型33ms幀時間，用於透鏡移動的完整鈴音周期的使用可能需要跳過至少一個幀直到下一透鏡移動。在一些實施例中，透鏡配置時間可隨著透鏡步階的數目而變，以使得透鏡配置時間可等於鈴音周期乘以步階的數目減去一再除以步階的數目(例如，(N-1)/N*T，其中N是步階的數目)。因此，對於兩步法，穩定時間為近似0.5T，對於三步法，穩定時間為近似0.67T，對於四步法，穩定時間為近似0.75T等。如果對於3步階阻尼，鈴音周期小於12ms(83.3Hz振鈴)，那麼用於每個幀的自動聚焦計算是可能的。致動器或透鏡振鈴通常範圍介於50Hz到150Hz，其中100Hz為常見頻率。四步實施例的另一優點可為補償當致動器輸入輸出查找表不可用時在大的目標透鏡移動期間致動器的非線性。通過使用較小但更多的透鏡移動，系統可能夠補償查找表的缺乏。

圖9A是說明根據一個實施例的三步方法的圖。所述圖展示針對時間t的增加所標繪的三個透鏡移動。三個步長可為恆定且相等的，其中其中總透鏡位移910等於目標位置A。初始時間940表示當透鏡從其初始位置向第一位置移動距離a0時的時刻。第二時間950a表示當透鏡從所述第一位置向第二位置移動距離a1時的時刻。第三時間960a表示當透鏡從所述第二位置向第三位置移動距離a2時的時刻。在圖9A的實施例中，分離每一移動的時間(例如，950a和960a)可為恆定時間延遲，因此tN＝T/N(例如，t950a＝T/3且t960a＝2*T/3)。因此，每一移動之間延遲的時間量是相同的且可隨著振鈴周期而變。

圖9B是說明根據一個實施例具有帶時間滯後的經優化延遲的三步方法的圖。圖9B類似於圖9A，其中距離a0、a1、a2和910可類似於參看圖9A描述的那些距離。此外，時間延遲940、950a和960a表示如圖9A中所論述的類似時間。然而，圖9B的透鏡移動各自包含添加到所述時間延遲或從所述時間延遲減去的對應滯後。從第一位置向第二位置的距離a1的透鏡移動可包含從時間延遲950a的滯後955，以使得經優化時間延遲950b可改善振鈴減輕，如參看與兩步方法相關的圖5A到5B所論述。類似地，從第二位置向目標位置的距離a2的透鏡移動可包含從時間延遲960a的滯後965，以使得經優化時間延遲960b改善振鈴減輕。在圖9B中所示的實施例中，所述延遲包含負時間滯後(例如，針對較短延遲而縮短延遲)以使得與每一延遲相關聯的透鏡振鈴(例如，u0(t)、u1(t)和u2(t))有效地消除振鈴。然而將理解，經優化時間滯後不需要為負的，且可為正延遲(例如，加長用於每一移動的相應時間延遲)。包含時序延遲和相關聯經優化滯後的阻尼參數可由阻尼參數確定模塊145確定，且可經確定以在移動目標位置的同時有效地最小化透鏡的振鈴。

圖10是展示根據三步阻尼實施例的隨阻尼比率而變的最佳滯後的曲線圖。圖10說明針對三步阻尼解決方案可隨角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而變所確定的用以最小化透鏡振鈴的最佳負滯後。曲線1010表示添加到時間延遲950a以減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後的量。通過如圖10中確定從延遲950a減去滯後955，由950b展示最佳延遲。曲線1020表示將施加於時間延遲960a以減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後的量。通過如圖10中確定從時間延遲960a減去滯後965，由960b展示最佳時間延遲。曲線1010和1020中所示的實施例表示20ms的鈴音周期。在一些實施例中，鈴音周期和/或阻尼比率可為致動器的特性。因此，所述特性可由透鏡致動器特性模塊140確定。在另一實施例中，致動器特性可在透鏡致動器特性確定模塊145內設定成默認值。阻尼參數(例如，透鏡位移距離和時間延遲)又可由阻尼參數確定模塊145至少部分地基於如由透鏡致動器確定模塊140所確定的透鏡致動器特性而確定。

此外，圖10還描繪用以確定滯後955和965的滯後曲線隨著三步阻尼解決方案的各種鈴音周期處的阻尼比率而變。通過實驗確定曲線1010和1020後，可計算任何鈴音周期的曲線。舉例來說，曲線1030和1040分別表示用以從時間延遲950a和960a減去的最佳滯後時間，其中給定致動器的鈴音周期是10ms。為了針對10ms的鈴音周期計算最佳滯後，所屬領域的技術人員可使用先前確定的滯後曲線(例如，與20ms的鈴音周期相關的滯後曲線)。因此，以下等式適用：

Lag10＝Lag20*T10÷T20

其中Lag10是針對10ms的鈴音周期的經優化滯後，Lag20是針對20ms的鈴音周期的經優化滯後，T10是搜尋的滯後曲線的鈴音周期(例如，10ms)，且T20是已知曲線的鈴音周期。通過此比率，可通過將曲線1010乘以曲線1030和曲線1010的鈴音周期的比率而計算曲線1030。並且，可通過將曲線1020乘以曲線1040和曲線1020的鈴音周期的比率而計算曲線1040。因此，在針對給定鈴音周期已知滯後曲線的情況下，可基於已知曲線、已知鈴音周期以及所搜尋的鈴音周期滯後曲線而計算對應於不同鈴音周期的滯後曲線。

圖11A是說明根據一個實施例的四步方法的圖。所述圖展示針對時間的增加所標繪的四個透鏡移動。以下方法試圖最小化振鈴而不需要增加步階的數目或改變每個步階中的VCM輸入(步長)。四個步長可為恆定且相等的，其中其中總透鏡位移1110等於目標位置A。初始時間1140表示當透鏡從其初始位置向第一位置移動距離a0時的時刻。第二時間1150a表示當透鏡從所述第一位置向第二位置移動距離a1時的時刻。第三時間1160a表示當透鏡從所述第二位置向第三位置移動距離a2時的時刻。第四時間1170a表示當透鏡從所述第二位置向第三位置移動距離a3時的時刻。在圖11A的實施例中，分離每一移動的時間(例如，1050a、1060a和1070a)可為恆定時間延遲(例如，t1050a＝T/4、t1060a＝2*T/4以及t1070a＝3*T/4)。因此，每一移動之間延遲的時間量是相同的且可隨著振鈴周期而變。

圖11B是說明根據四步實施例引入具有時間滯後的經優化延遲的圖。圖11B類似於圖11A，其中距離a0、a1、a2、a3和1110可類似於參看圖11A描述的那些距離。此外，時間延遲1140、1150a、1160a和1170a表示如圖11A中所論述的類似時間。然而，圖11B的透鏡移動各自包含時間延遲中的對應滯後。從第一位置向第二位置的距離a1的透鏡移動可包含從時間延遲1150a的滯後1155，以使得經優化時間延遲1150b可改善振鈴減輕，如參看與兩步阻尼解決方案相關的圖5A到5B所論述。類似地，從第二位置向目標位置的距離a2的透鏡移動可包含從時間延遲1160a的滯後1165，以使得經優化時間延遲1160b改善振鈴減輕。最後，從第二位置向目標位置的距離a3的透鏡移動可包含從時間延遲1170a的滯後1175，以使得經優化時間延遲1170b改善振鈴減輕。在圖11B中所示的實施例中，所述延遲包含負時間滯後(例如，針對較短延遲而縮短延遲)以使得與每一延遲相關聯的透鏡振鈴(例如，u0(t)、u1(t)、u2(t)和u3(t))有效地消除振鈴。然而將理解，經優化時間滯後不需要為負的，且可為正延遲(例如，加長用於每一移動的相應時間延遲)。包含時序延遲和相關聯經優化滯後的阻尼參數可由阻尼參數確定模塊145確定，且可經確定以在移動目標位置的同時有效地最小化透鏡的振鈴。

圖12是展示根據三步阻尼實施例的隨阻尼比率而變的最佳滯後的曲線圖。圖12是大體類似於圖10的圖形表示，但與四步阻尼解決方案相關。圖12說明針對四步阻尼解決方案可隨角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而變所確定的用以最小化透鏡振鈴的最佳滯後。曲線1210表示將從時間延遲1150a減去以減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後1155的量。通過如圖12中確定從時間延遲1150a減去經優化滯後1155，由曲線1150b展示經優化時間延遲。曲線1220表示將從時間延遲1160a減去以減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後1165的量。通過如圖12中確定從時間延遲1160a減去經優化滯後1165，由1260b展示最佳時間延遲。曲線1230表示將從時間延遲1170a減去以減少或減輕透鏡振動和振鈴的滯後1175的量。通過如圖12中確定從時間延遲1170a減去經優化滯後1175，由1270b展示最佳時間延遲。曲線1210、1220和1230中所示的實施例表示20ms的振鈴周期。在一些實施例中，鈴音周期和/或阻尼比率可為致動器的特性。因此，所述特性可由透鏡致動器特性模塊140確定。在另一實施例中，致動器特性可在透鏡致動器特性確定模塊145內設定成默認值。阻尼參數(例如，透鏡位移距離和時間延遲)又可由阻尼參數確定模塊145至少部分地基於如由透鏡致動器確定模塊140所確定的透鏡致動器特性而確定。

此外，圖12描繪用以確定滯後1155、1165和1175的滯後曲線隨著四步阻尼解決方案的各種鈴音周期處的阻尼比率而變。通過實驗確定曲線1210、1220和1230後，可計算任何鈴音周期的曲線。舉例來說，曲線1240、1250和1260表示將分別添加到時間延遲1150a、1160a和1170a的經優化滯後時間，其中給定致動器的鈴音周期是10ms。計算曲線1240、1250和1260的方法與參看圖10描述相同。因此，可通過將曲線1210乘以曲線1240和曲線1210的鈴音周期的比率而計算曲線1240。可以類似方式計算經優化滯後曲線1250和1260。因此，在針對給定鈴音周期已知滯後曲線的情況下，可基於已知曲線、已知鈴音周期以及所搜尋的鈴音周期滯後曲線而計算對應於不同鈴音周期的滯後曲線。

圖13說明根據一個實施例的許多可能的時間滯後組合。圖13中所示的曲線圖描繪四個曲線1310、1320、1330和1340，其說明可阻尼透鏡振動或振鈴的時間滯後1155、1165和1175的許多可能無限的組合。在圖13中所示的實施例中，x、y和z軸的標尺極性翻轉，以使得2ms的lag3(例如，時間延遲1175)值表示將從1170a減去負2ms時間延遲以獲得1170b。曲線1310表示其中致動器的阻尼比率(γ)為0.035ω0的實施例。曲線1320表示其中致動器的阻尼比率(γ)為0.100ω0的實施例。曲線1330表示其中致動器的阻尼比率(γ)為0.150ω0的實施例。曲線1340表示其中致動器的阻尼比率(γ)為0.200ω0的實施例。點線1350表示圖12中所示的先前滯後曲線1210、1220和1230。圖13中可以看出，四步實施例可具有正或負時間滯後。在一個實施例中，時間lag3(例如參看圖11B的1175)可始終為負且為儘可能大的值。以此方式，所述方法可準許以最小透鏡振動實現可能的最早穩定時間。在圖13的實施例中，致動器具有20ms的鈴音周期，且沿著曲線1310、1320、1330和1340中的每一者的點分別表示圖11B的滯後1155、1165和1175中的每一者的值，其導致低於0的振動或振鈴。然而將理解，如上文參看圖10和12所描述，可針對任何鈴音周期計算提供阻尼透鏡振動的滯後曲線。

所屬領域的技術人員將進一步了解，結合本文所揭示的實施方案而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及過程步驟可實施為電子硬體、計算機軟體或兩者的組合。為清晰地說明硬體與軟體的此可互換性，以上已大體就其功能性來描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路和步驟。此功能性是實施為硬體還是軟體取決於特定應用及施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來實施所描述的功能性，但這樣的實施方案決策不應被解釋為會引起脫離本發明的範圍。所屬領域的技術人員將認識到一個部分或一部分可包括小於或等於整體的內容。舉例來說，像素集合的一個部分可能是指那些像素的子集合。

可使用經設計以執行本文所描述的功能的通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行結合本文中所揭示的實施方案而描述的各種說明性邏輯塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可以為任何常規的理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可實施為計算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核心，或任何其它此類配置。

結合本文中所揭示的實施方案而描述的方法或演算法的步驟可直接體現於硬體、由處理器執行的軟體模塊或其兩者的組合中。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非暫時性存儲媒體中。示範性計算機可讀存儲媒體耦合到處理器，使得處理器可從計算機可讀存儲媒體讀取信息，和向計算機可讀存儲媒體寫入信息。在替代方案中，存儲媒體可集成到處理器。處理器和存儲媒體可駐存於ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端、相機或其它裝置中。在替代實施例中，處理器和存儲媒體可作為離散組件駐留於用戶終端、相機或其它裝置中。

本文中包含數個標題，是為了參考和輔助定位各個部分。這些標題不希望限制關於其描述的概念的範圍。此類概念可在整個說明書中都適用。

提供對所揭示的實施方案的前述描述是為了使得所屬領域的技術人員能夠製作或使用本發明。所屬領域的技術人員將易於了解對這些實施方案的各種修改，且本文中定義的一般原理可應用於其它實施方案而不脫離本發明的精神或範圍。因此，本發明不希望限於本文中所展示的實施方案，而是應被賦予與本文中所揭示的原理和新穎特徵相一致的最廣範圍。