用于阻尼透镜振铃的系统和方法技术领域
本发明的实施例涉及成像装置，且确切地说涉及用于减少振铃、阻尼振动且减少
使成像装置自动聚焦的时间的方法和设备。
背景技术
具有可调整的焦点的数字成像装置可使用许多类型的透镜致动器中的一者，包含
音圈电机(VCM)致动器、微机电系统(MEMS)致动器或形状记忆合金(SMA)致动器等。图像捕
获装置还可具有控制致动器的透镜驱动器，其移动透镜组合件以用于调整图像捕获装置中
的焦点。在致动器调整透镜的位置的操作期间，可能将振动引入到透镜。
此振动可来自许多源。举例来说，在采用音圈电机设计的透镜调整机构中，用于透
镜的移动的激励在支撑透镜的弹簧引入振动。在稳定于所需透镜位置之前，透镜的振动可
能继续一段时间。举例来说，透镜的此振动或振铃可能持续从近似50毫秒到近似200毫秒的
任何时间，且可不利地影响自动聚焦(AF)速度和准确性。振铃还可不利地影响所需图像捕
获设定且因此影响图像质量。为了减轻透镜振铃的不利影响，在以透镜捕获图像之前，成像
装置可在完成透镜移动之后等待预定阈值时间周期。此预定阈值时间周期可允许透镜在捕
获图像之前停止振铃，但也降低了自动聚焦操作的速度。
成像装置在完成透镜移动之后等待预定阈值时间周期的需要可能对成像装置可
捕获图像的速度具有不利影响。举例来说，在具有动态场景和聚焦条件的成像环境中，摄影
者可能需要最小化当场景呈现时与当成像装置可捕获所述场景时之间的任何延迟。在成像
装置在图像捕获中引入延迟以使任何透镜振铃稳定的程度上，所捕获图像可能不同于由摄
影者选择的图像。类似地，在记录大多数视频的帧速率下，视频图像捕获也可能受到透镜振
铃的不利影响。现有解决方案无法在单个铃音周期内充分阻尼振动或振铃。因此，需要使得
使用自动聚焦系统的相机的振铃和振动阻尼以减少自动聚焦时间、减少振铃、减少振动且
改善图像质量的系统和方法。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责
本文所揭示的合乎需要的属性。本文所描述的创新、方面和特征的组合可并入于系统、方法
和装置的各种实施例中且此类组合不受本文所描述的实施例的实例所限制。
根据一个方面，揭示一种用于阻尼成像装置中的不希望的透镜移动的方法。所述
方法包含确定将由致动器移动透镜以使场景聚焦于图像传感器上的目标距离，且将所述目
标距离划分为具有第一步阶和至少一个后续步阶的多个步阶。在一些实施例中，所述多个
步阶是大体上相等的。所述方法进一步包含经由所述致动器使所述透镜移动所述第一步
阶。使所述透镜移动所述第一步阶造成第一振动。所述方法还包含在每一后续步阶之前检
索指示时间延迟的阻尼参数。在一些实施例中，所述阻尼参数是具有时间延迟和相关联滞
后的经优化时间延迟。在一些实施例中，所述滞后唯一地基于所述致动器的至少一个特性。
在其它实施例中，所述滞后是基于所述致动器的至少一个特性而选择以最小化所述透镜中
的振动。所述阻尼参数是基于所述致动器的至少一个特性以及所述多个步阶的数目。在一
些实施例中，所述阻尼参数是基于所述透镜致动器的振铃角速度和/或阻尼比率。所述方法
包含在通过所述阻尼参数中的一者延迟至少一个后续步阶之后重复使所述透镜移动所述
后续步阶。使所述透镜移动每一后续步阶造成对应的后续振动，其中所述阻尼参数影响由
每一步阶造成的所述振动以使得第一振动和后续振动至少部分地彼此修改而降低总体振
动。在一些实施例中，所述第一振动和后续振动彼此修改以使得所述第一振动和后续振动
大体上彼此抵消。
在一些实施例中，所述第一振动和后续振动由从所述致动器赋予所述透镜的正弦
振铃表征，其中所述正弦振铃与由所述移动所述透镜产生的振动和摩擦相关。所述正弦振
铃可由所述致动器的至少一个特性表征，例如铃音周期、振铃角速度和/或阻尼比率。所述
铃音周期、振铃角速度和阻尼比率与由所述致动器移动所述透镜产生的振动和摩擦相关。
在一些实施例中，所述图像传感器上的场景的捕获是所述致动器使透镜移动通过多个步阶
的结果，其中所述第一振动和后续是在单个振铃周期内修改。所述方法可进一步包含等于
铃音周期的配置周期，其中所述配置周期与用以使所述透镜移动所述目标距离且使所述第
一振动和后续稳定的时间量相关。
根据另一方面，揭示一种用于阻尼成像装置中由致动器赋予透镜的透镜移动的设
备。所述设备包含透镜、透镜致动器、可操作地耦合到所述透镜致动器的处理器，以及可操
作地耦合到所述处理器的存储器。所述存储器经配置以存储自动聚焦模块、阻尼参数确定
模块、透镜移动参数确定模块，以及透镜移动控制模块。所述自动聚焦模块经配置以确定当
前透镜位置和目标透镜位置，其中所述当前透镜位置与所述目标透镜位置之间的距离是目
标距离。所述阻尼参数确定模块经配置以基于所述致动器的至少一个特性而确定阻尼参
数。所述透镜阻尼参数包含具有等于所述目标距离的总距离的多个步阶以及所述多个步阶
中的每一者之间的延迟。确定所述阻尼参数以大体上消除由于所述致动器使所述透镜移动
所述多个步阶中的每一者而赋予所述透镜的振动。所述透镜移动参数确定模块经配置以基
于所述阻尼参数而确定透镜移动参数。所述透镜移动控制模块经配置以基于所述透镜移动
参数而移动所述透镜以自动聚焦图像。
在一些实施例中，所述设备进一步包含透镜致动器特性确定模块。所述透镜致动
器特性确定模块经配置以确定所述致动器的一或多个特性，其中所述致动器特性存储于所
述设备的存储器中。在一些实施例中，所述透镜致动器特性确定模块经配置以执行校准过
程以确定所述致动器的特性。在一些实施例中，所述致动器的特性包含至少铃音周期、阻尼
比率以及振铃角速度。所述阻尼比率可与由所述致动器移动所述透镜而赋予所述透镜的振
动和摩擦相关，且所述振铃角速度可与所述铃音周期相关。
根据另一方面，揭示一种用于阻尼成像装置中赋予透镜的透镜振铃的设备。所述
设备包含用于确定当前透镜位置和目标透镜位置的装置，其中所述当前透镜位置与所述目
标透镜位置之间的距离是目标距离。所述设备还包含用于基于致动器的至少一个特性而确
定阻尼参数的装置。所述阻尼参数包含具有等于所述目标距离的总距离的多个步阶以及所
述多个步阶中的每一者之间的延迟。在一些实施例中，所述延迟包含时间延迟和经优化滞
后。在一些实施例中，所述经优化滞后随着所述阻尼比率和振铃角速度而变。确定所述阻尼
参数以大体上消除由于所述致动器使所述透镜移动所述多个步阶中的每一者而赋予所述
透镜的透镜振动。所述设备进一步包含用于基于所述阻尼参数而确定透镜移动参数的装
置，以及用于基于所述透镜移动参数而移动所述透镜以自动聚焦图像的装置。
根据另一方面，揭示一种具有存储于其上的指令的非暂时性计算机可读媒体，所
述指令当执行时致使处理器执行使透镜自动聚焦的方法。由所执行代码执行的所述方法包
含确定将由致动器使透镜朝向或远离图像传感器移动以使场景聚焦于所述图像传感器上
的目标距离，以及将所述目标距离划分为具有至少第一步阶和后续步阶的多个步阶。所述
方法还包含经由所述致动器使所述透镜移动所述第一步阶，其中使所述透镜移动所述第一
步阶造成第一振动。所述方法进一步包含在每一后续步阶之前检索指示时间延迟的阻尼参
数，其中所述阻尼参数是基于所述致动器的至少一个特性以及步阶的数目。所述方法还包
含在通过所述阻尼参数中的一者延迟至少一个后续步阶之后重复使所述透镜移动所述后
续步阶，其中每次使所述透镜移动后续步阶造成对应的后续振动。所述方法进一步包含在
通过所述阻尼参数中的一者延迟至少一个后续步阶之后重复使所述透镜移动所述后续步
阶。使所述透镜移动每一后续步阶造成对应的后续振动，其中所述阻尼参数影响由每一步
阶造成的所述振动以使得第一振动和后续振动至少部分地彼此修改而降低总体振动。
在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。
其它特征、方面和优点将从描述、图及权利要求书变得显而易见。
附图说明
将在下文中结合附图来描述所揭示方面，提供附图是为了说明但不限制所揭示方
面，其中相同符号表示相同元件。
图1是实施所揭示实施例中的一者的成像装置的框图。
图2说明在自动聚焦搜索期间成像装置中的透镜的振动。
图3A到3C是根据一个实施例在自动聚焦操作期间实施透镜振铃阻尼的传感器模
块的框图。
图4A说明在自动聚焦搜索期间成像装置中的透镜的振动。
图4B说明根据一个实施例的成像装置中的透镜的移动。
图4C说明根据一个实施例的与透镜移动相关的成像装置中的透镜的振动。
图4D说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动。
图5A说明根据一个实施例的透镜的振动以及透镜的振动的阻尼。
图5B说明根据一个实施例的透镜的振动以及透镜的振动的最佳阻尼。
图6说明根据一个实施例随阻尼比率而变的时间滞后。
图7是根据一个实施例的用于在透镜移动期间减少赋予透镜的透镜振动的方法的
实例的流程图。
图8A到8C说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动。
图9A是说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动的三步方
法的实例的图。
图9B是说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动的最佳三
步方法的实例的图。
图10说明根据一个实施例随阻尼比率而变的时间滞后。
图11A是说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动的四步方
法的实例的图。
图11B是说明根据一个实施例减少在透镜移动期间赋予透镜的透镜振动的最佳四
步方法的图。
图12说明根据一个实施例随阻尼比率而变的时间滞后。
图13说明根据一个实施例的可能的时间滞后组合。
具体实施方式
在以下描述中，给出具体细节以提供对实例的透彻理解。然而，所属领域的技术人
员将理解，可在没有这些具体细节的情况下实践所述实例。举例来说，可在框图中展示电组
件/装置，以免用不必要的细节混淆所述实例。在其它实例中，可详细展示此些组件、其它结
构和技术以进一步解释所述方面。
还应注意，可将所述实例描述成过程，所述过程被描绘成流程图、流图、有限状态
图、结构图或框图。虽然流程图可将操作描述成循序过程，但许多操作可并行或同时执行，
并且所述过程可重复。另外，可以重新布置操作的顺序。过程在其操作完成时终止。过程可
以对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等。当过程对应于软件功能时，过程的终止对应
于功能返回到调用功能或主功能。
所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术及技艺中的任一者来表示信息
及信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合
来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
实施例包含经配置以减少透镜的振铃(或振动)的方法、设备和计算机可读媒体。
在一些实施例中，所述方法可针对可将所确定的透镜移动划分为较小步阶以尝试阻尼由任
何透镜致动器产生的铃音的方法和图像捕获装置，所述透镜致动器例如(但不限于)VCM致
动器、MEMS致动器或SMA致动器。通过阻尼透镜的振铃，在透镜移动之后的较短时间量中透
镜可处于稳定(不移动或大体上不移动)条件。这可带来AF速度和总体准确性的潜在改进，
进而改善图像捕获装置中的图像质量。因此，一个实施例引入软件解决方案以限制或阻尼
在自动聚焦操作期间透镜致动器的弹簧中的铃音或振动的量。
在所述方法和设备的一些实施例中，可基于透镜致动器特性和/或阻尼参数而调
整透镜移动。举例来说，一些透镜致动器可展现例如由于在致动器作用于透镜时的振动和
摩擦所致的透镜位移变化等特性。
在一些实施例中，当移动透镜以影响自动聚焦操作时可考虑致动器位移的变化。
举例来说，可调整透镜的移动以减少或减轻由致动器的移动产生的透镜的振铃或振动。可
确定阻尼参数以实现此调整。在一个实施例中，阻尼参数可存储在装置中。在另一实施例
中，可在装置的校准阶段中确定阻尼参数。如何通过阻尼参数调整透镜的移动可基于致动
器特性而变化。致动器使透镜移动的距离可被称为目标距离或目标透镜位移。在一个实施
例中，所述目标透镜位移或距离可划分成多个较小的移动或步阶。在一些实施例中，每一较
小移动(步阶)的距离可为相等的。在其它实施例中，每一步阶的距离可变化。换句话说，每
一步阶或所述步阶中的至少一者可具有不同距离(长度)。
在根据本发明的一个方面中，阻尼参数可指示时间延迟，例如相应透镜步阶之间
的时间。在一个实施例中，相应较小透镜移动之间的时间可为恒定的，举例来说，可选择时
间的增量以延迟所述移动中的每一者。在另一实施例中，所有透镜移动的总时间可等于或
小于一图像帧。在又一实施例中，可基于致动器特性而改变每一相应较小移动之间的时间
量。改变每一较小移动的量可为恒定的和/或可随透镜位置、致动器特性和步阶的数目而不
同。举例来说，与使用三个或四个步阶来移动目标距离相比，如果使用两个步阶，那么用于
给定目标距离的步阶之间的时间量可为不同的。可将用于较小透镜移动中的每一者的延迟
量确定为用于每一步阶的经优化延迟以减少或减轻在自动聚焦操作期间透镜的振铃或振
动。所述经优化延迟可包含时间延迟以及可添加到所述时间延迟或从所述时间延迟减去的
滞后。
另外，透镜移动的距离和/或多个透镜移动的距离可影响由移动引起的振铃的类
型和程度。举例来说，将透镜移动较大距离可致使与所述透镜移动较短距离时相比所述透
镜更严重地振铃。可基于用于多个透镜移动中的每一者的透镜移动距离而调整用于多个透
镜移动中的每一者的阻尼参数。举例来说，无论透镜移动的数目如何，都可将不同阻尼参数
施加于不同透镜移动距离。因此，可基于透镜移动距离而调整阻尼参数以有效地减轻透镜
振铃的影响。
图1是根据一些实施例的成像装置的实例的框图。成像装置100包含处理器105，其
可操作地连接到传感器模块110、工作存储器115、存储装置120、显示器125以及存储器130。
传感器模块110可包含透镜112、致动器114以及图像传感器116。光进入透镜112且聚焦于图
像传感器116上。在一个方面中，图像传感器116利用电荷耦合装置。在另一方面中，图像传
感器116利用CMOS或CCD传感器。透镜112耦合到致动器114，且由致动器114移动。致动器114
经配置以在通过位移范围的一系列一或多次透镜移动中移动透镜112。当透镜112到达其位
移范围的边界时，透镜112或致动器114可被称为饱和。可通过此项技术中已知的任何方法
来致动透镜112，包含音圈电机(VCM)、微机电系统(MEMS)或形状记忆合金(SMA)。
工作存储器115可由处理器105利用以存储在成像装置100的操作期间动态产生的
数据。举例来说，来自存储于存储器130(下文论述)中的模块中的任一者的指令可在由所述
处理器105执行时存储在工作存储器115中。工作存储器115还可存储动态运行时间数据，例
如由在处理器105上执行的程序利用的堆栈或堆数据。存储装置120可用以存储由成像装置
120产生的数据。举例来说，经由透镜112捕获的图像可存储在存储装置120上。显示器125经
配置以显示经由透镜112捕获的图像且也可用以实施装置100的配置功能。
存储器130可视为计算机可读媒体且存储若干模块。所述模块存储界定用于处理
器105的指令的数据值。这些指令配置处理器105以执行装置100的功能。举例来说，在一些
方面中，存储器130可经配置以存储致使处理器105执行方法700或其部分的指令，如下所述
且如图7中所说明。在所说明的实施例中，存储器130包含自动聚焦控制模块135、透镜致动
器特性确定模块140、透镜阻尼参数确定模块145、透镜移动参数确定模块150，以及透镜移
动控制模块155。
自动聚焦控制模块135包含配置处理器105以使透镜112自动聚焦的指令。自动聚
焦控制模块135中的指令可配置处理器105以实现用于透镜112的透镜位置。在实施例中，自
动聚焦控制模块135中的指令可将透镜位置信息连同其它输入参数一起发送到透镜致动器
特性确定模块140。透镜位置信息可包含当前透镜位置和目标透镜位置。在另一实施例中，
自动聚焦控制模块135可将透镜位置信息发送到下文论述的阻尼参数确定模块145。因此，
自动聚焦控制模块135中的指令可为一个用于产生界定透镜位置的输入参数的装置。在一
些方面中，自动聚焦控制模块135中的指令可表示一个用于确定当前和/或目标透镜位置的
装置。阻尼参数确定模块145中的指令或透镜致动器特性确定模块140中的指令可表示一个
用于接收界定透镜位置的输入参数的装置。在一些方面中，自动聚焦控制模块135中的指令
可表示一个用于基于至少当前和目标透镜位置而确定透镜移动的量值和/或方向的装置。
透镜致动器特性确定模块140中的指令可配置处理器105以确定透镜112的致动特
性。在一些方面中，透镜的移动可包含一或多个较小移动，其中总透镜移动对应于(总)目标
透镜移动。在另一方面中，可响应于透镜振铃特性而改变所述一或多个较小透镜移动之间
的时序。因为致动特性通过透镜振铃参数和目标透镜位置而变化，所有致动特性可至少部
分地基于透镜112的当前透镜位置。
透镜致动器特性确定模块140可至少部分地基于存储在存储器130中的一或多个
参数而确定特性。举例来说，当装置100是例如基于透镜112和/或其致动器114的模型或类
型而制造时所述特性可为已知的。替代地，可在制造期间或在装置100的操作期间执行校准
过程，其确定透镜112的致动特性且将界定所述特性的参数存储在存储器130中。因此，透镜
致动器特性确定模块140中的指令可表示一个用于确定透镜致动器特性的装置。透镜致动
器特性确定模块140中的指令还可表示一个用于基于当前透镜位置和目标透镜位置(例如，
在某一距离处实现聚焦的所需透镜位置)而确定至少两个透镜移动位置的装置。透镜特性
确定模块140中的指令还可表示一个用于确定与至少一个透镜移动位置相关联的至少一个
时间延迟的装置。
透镜阻尼参数确定模块145中的指令可配置处理器105以至少部分地基于在透镜
致动器特性确定模块140中确定的透镜致动器特性而确定阻尼参数。所述阻尼参数也可以
基于由自动聚焦控制模块135产生的界定目标透镜位置的输入参数而确定。所述阻尼参数
也可以基于透镜112的当前透镜位置而确定。在一些方面中，所述阻尼参数可基于透镜移动
方向和/或透镜移动量值而确定。所述方向和量值可至少部分地基于当前和目标透镜位置。
所述阻尼参数也可以基于实现透镜移动的时间量而确定。在一些方面中，所述阻尼参数可
基于与捕获至少一个图像帧相关联的时间而确定。举例来说，花费的总时间是确定透镜移
动使透镜移动到所需透镜位置且在所述透镜位置捕获图像。因此，透镜阻尼参数确定模块
145中的指令可表示一个用于至少部分地基于输入参数和透镜致动器特性而确定阻尼参数
的装置。
在一些情况下，将透镜112从当前位置移动到目标位置可致使透镜横穿一或多个
透镜移动位置。这些透镜移动位置可由阻尼参数确定模块145确定。阻尼参数确定模块145
中的指令还可表示一个用于基于当前透镜位置和目标透镜位置而确定至少两个透镜移动
位置的装置。透镜阻尼参数确定模块145中的指令可表示一个用于基于移动透镜112的目标
位置和时间限制而确定至少透镜移动阻尼参数的装置。在一些实施例中，用于每一透镜移
动位置的阻尼参数可包含时间延迟。阻尼参数确定模块145中的指令可表示一个用于确定
对应于透镜移动位置的时间延迟的装置。在一些实施例中，所述时间延迟可基于透镜致动
器特性，例如如下参看图2详述的振铃周期和/或振铃系数。在另一实施例中，阻尼参数确定
模块145可经配置以提供用以确定经优化时间延迟的指令。阻尼参数确定模块145可经配置
以利用时间滞后来优化时间延迟以用于改进的减轻技术。因此，阻尼参数确定模块145中的
指令可表示一个用于至少部分地基于输入透镜致动器特性而确定阻尼参数的装置。
透镜移动参数确定模块150中的指令配置处理器105以至少部分地基于阻尼参数
和由自动聚焦控制模块135产生的输入参数而确定透镜移动参数。举例来说，移动参数可基
于透镜112的目标透镜位置。移动参数也可以基于透镜移动通过的位置。举例来说，透镜移
动阻尼参数可指定透镜移动步长和时间延迟，每一步阶之间具有或不具有按位置变化的经
优化时间滞后。因此，透镜移动参数确定模块150中的指令可表示一个用于至少部分地基于
输入参数和透镜阻尼参数而确定透镜移动参数的装置。
透镜移动控制模块155中的指令配置处理器105以基于透镜移动参数而移动透镜
112。通过移动透镜112，透镜移动控制模块155可影响透镜112的自动聚焦。因此，透镜移动
控制模块155中的指令表示一个用于基于透镜移动参数而移动透镜112以使透镜112自动聚
焦的装置。
图2是说明在成像装置中且产生于透镜移动的透镜的振动的实例的图形表示。透
镜从第一位置(或位移)205移动到第二位置(或位移)210。与所说明的透镜一起利用的图像
传感器可在由时间周期215说明的每图像帧时间捕获图像一次。因此，可能需要以小于或等
于时间周期215的频率捕获图像。当从所述第一位置205移动到所述第二位置210时，图2展
示透镜的位移中的振荡或透镜振动225。图2还展示透镜稳定化时间220。在移动期间引入到
透镜的振动可在透镜稳定化时间(周期)220中稳定，以使得透镜可准确地(例如，达某一阈
值)用以在透镜稳定化周期220之后捕获图像。透镜稳定化时间220可随着振荡或振动225的
量值而变。如果透镜稳定化时间220超过帧时间215，那么可减少图像传感器的捕获速率以
提供透镜稳定化。可减少透镜稳定化时间220的解决方案因此可减少透镜移动时与可捕获
图像时之间的时间。
在图2中说明的振动可在致动器114中产生。致动器114(例如VCM)可包含经制作以
移动或振动的组件(例如，弹簧)，且此振动可造成图2中所示的铃音或振动。因此，在透镜
112移动时，来自弹簧的振动被赋予透镜112。产生于致动器动透镜112的移动的振动可具有
本征振铃角速度(ωo)。然而，透镜112与透镜套管(未图示)之间的摩擦提供振动的阻尼机
制；且小摩擦逐渐减少在透镜移动期间的振动量值，如图2中的振动曲线230的减小的振幅
所示。
因此，铃音(或振动)曲线230可由以下等式表征，其中透镜的位移随时间而变，u
(t)可确定为：
其中A是透镜位移210的振幅，γ是铃音的阻尼比率且与在透镜移动期间施加于透
镜的摩擦相关，且ωo是振铃角速度。振铃角速度可被表征为随着铃音周期T而变。在一些实
施例中，铃音周期T＝2π/ωo。以上等式可描述随γ和ωo而变产生的铃音和振动。在一些实
施例中，透镜致动器特性确定模块140可经配置以确定致动器114和/或传感器模块110的振
铃角速度、铃音周期特性的阻尼比率。透镜致动器特性确定模块140可包含用以实行传感器
模块110的校准和评估以确定特性的指令，或者特性可为已知的且在装置的制造期间存储
在存储器130中。
图3A到3C是说明根据一个实施例实施两步自动聚焦操作的传感器模块的图的示
意图。图3A到3C是如本文中所描述实施透镜移动的传感器模块330的框图。图3A说明透镜
310的初始位置315a和目标位置315c。图3B说明第一透镜移动a0，用以将透镜310移动到第
二位置315b。图3C说明第二透镜移动a1，用以将透镜310移动到目标位置315c。
图3A中说明的示意图展示的是实施所揭示的实施例中的一者的传感器模块300的
框图。传感器模块300可根据如上文参看图1详细描述的传感器模块110而实施。传感器模块
300可包含自动聚焦组件320和图像传感器340。传感器模块300中的安装空间350可为至少
部分在透镜310与图像传感器340之间的腔。图像传感器340可根据如上文参看图1详细描述
的图像传感器116而实施。自动聚焦组件320可包含具有初始位置315a和目标位置315c的透
镜310。目标位置315c可为根据所揭示的实施例的用于自动聚焦操作的目标位置。传感器模
块300经配置以使得透镜310使进入传感器模块300的光聚焦于图像传感器340上。安装空间
350是传感器模块中用于安装机械的区。举例来说，在一些实施例中，安装空间350可保持用
于安装自动聚焦组件的托架和其它支撑件。安装空间350可为用于安装图像传感器340的托
架和其它安装装置提供区域。因此，安装空间350可包含用以增加自动聚焦组件320、透镜
310和图像传感器340的结构完整性的一或多个组件，且经设定尺寸(或经配置)以允许图像
聚焦于图像传感器340上且维持沿着透镜340的光轴的对准。
透镜310可由具有位移范围的自动聚焦组件320移动。自动聚焦组件可为根据如上
文参看图1所描述的致动器114的致动器。自动聚焦组件320可经配置以接收来自自动聚焦
控制模块135和处理器105的指令以自动聚焦透镜310。在一些实施例中，自动聚焦控制模块
135中的指令可将透镜位置信息连同其它输入参数一起发送到透镜致动器特性确定模块
140。透镜位置信息可包含初始透镜位置315a和目标透镜位置315c。在另一实施例中，自动
聚焦控制模块135可将透镜位置信息发送到阻尼参数确定模块145。因此，自动聚焦控制模
块135中的指令可为一个用于在传感器模块300中产生界定透镜位置的输入参数的装置。
透镜致动器特性确定模块140中的指令配置处理器104以确定透镜310的致动特
性。透镜致动器特性确定模块140可包含用以将致动器特性发射到阻尼参数确定模块145的
进一步指令。在一些方面中，透镜的移动位置可包含对应于不同致动特性的一或多个位置。
举例来说，可包含来自阻尼参数确定模块145的指令以将向目标位置315c的透镜移动分裂
或划分为图3A到3C中说明的一或多个较小透镜移动。阻尼参数确定模块145至少部分地基
于在透镜致动器特性确定模块140中确定的致动特性可提供关于将透镜310向目标位置
315c的移动划分为向透镜位置315b的第一透镜移动a0以及向目标透镜位置315c的第二透
镜移动a1的指令。
图4A到4D是说明根据一个实施例的用于减少透镜振铃的方法的曲线图的实例。图
4A的曲线410表示如参看图2所描述的透镜振动230所说明的透镜振动或振铃的简化描述。
曲线410可为在成像装置中将透镜从初始位置移动到目标位置420的结果。成像装置可大体
类似于图1和/或图3中描述的成像装置。如上文结合图2所描述，将透镜310直接从初始位置
315a移动到目标位置315c可导致由以上公式表征的振动：
图4B到4D是描绘根据一个实施例的减少透镜振铃的实例的图形说明。通过将透镜
310向目标透镜位移或距离420的移动划分为多个较小透镜移动，例如由a0和a1表示的两个
步阶，可减少或减轻曲线410的振铃。在一个实施方案中，自动聚焦组件320的致动器可具有
角速度(ω0)、阻尼比率(γ)和振铃周期T。在一个实施方案中，图4B可以图形方式表示根据
参看图3A到3C详细描述的透镜移动随时间而变的透镜位置。图4A到4D中的x轴可表示用于
执行自动聚焦操作的时间。图4A到4D中的y轴可表示透镜位置。透镜310可位于初始位置
315a。在可表示当自动聚焦初始化时的时间的时间450(t0)，致动器可接收将透镜移动到第
二位置315b的命令。致动器接着可将透镜移动第一距离a0。举例来说，参考图1，致动器114
可接收从处理器105发出的命令，由存储器130的一或多个组件配置，以朝向第二位置315b
移动透镜，且在接收到命令之后致动器114可将透镜移动距离a0。在时间460(t1)，致动器接
收将透镜移动到目标位置315c的命令。致动器接着可将透镜移动第二透镜位移a1。距离a1的
移动可导致与致动器对透镜的移动相关联的后续透镜振动。目标位置420可划分成两个步
阶a0和a1，如上文所描述。在一些实施例中，步阶a0和a1不需要距离相等。在一个实施例中，
可通过以下公式计算步阶a0和a1：
a0+a1＝A以及
图4C是说明根据一个实施例用于两步法的每一透镜移动的透镜振铃曲线的实例
的曲线图。曲线430可表示由于致动器将透镜从初始位置移动到第一透镜位置a0而产生的
振动和摩擦所致的透镜振铃。曲线430的特性可类似于曲线420的特性，然而透镜移动的距
离是a0而不是距离420。曲线430可由以下阻尼等式表征：
曲线440可表示由于致动器将透镜从第一透镜位置a0移动到第二透镜位置a1所产
生的振动和摩擦所致的透镜振铃。曲线440的特性可类似于曲线430和420的特性，然而透镜
移动的距离是a1。通过使用于透镜位置a1的第二透镜移动从用于初始透镜位置a0的第一透
镜移动延迟例如时间460，可减少或减轻透镜振铃。时间460可通过等式t1＝π/ω0确定。曲线
440可由以下阻尼等式表征：
图4D是说明减轻透镜振铃的实例的曲线图。曲线430和440可以一方式组合以大体
上消除彼此的振铃或振动。结果是曲线470，其表示透镜从初始位置通过第一和第二透镜移
动而移动到其中透镜振铃和振动已经减少或移除的目标位置420。举例来说，处理器105可
经配置以从存储器130接收指令以控制致动器114将透镜112移动第一透镜位移a0，所述第
一透镜位移造成第一振铃u0(t)。处理器可经配置以从存储器130接收指令以控制致动器将
透镜112移动第二透镜位移a1，从而造成第二振铃u1(t)，所述第一振铃和第二振铃大体上彼
此抵消。在一些实施例中，实现多个透镜移动(例如，如图4A到D中描绘的实施例中所示的两
个透镜移动)以将透镜移动到目标透镜位置的时间(例如，配置时间)可等于铃音周期。在配
置时间大体上不匹配于铃音周期的实例中，所得振动和透镜振铃可为过量的。举例来说，在
配置时间比铃音周期大50％的情况下，所得振铃将为较大的且不利的。然而，配置时间和铃
音周期不需要匹配于稳定化时间，例如使透镜振动稳定的时间量。在例如图4A到D的一个实
施例中，透镜可在近似一半的铃音周期内(例如，在时间460)稳定化，此时透镜可移动距离
a1。因此，用于向位置a0的透镜移动的稳定化时间小于配置时间和铃音周期。以此方式，成像
装置可能能够在时间460捕获图像和/或起始另一透镜移动。在另外一个实施例中，在一个
图像帧内完成较小的透镜移动。举例来说，在具有每秒30帧的帧速率的图像捕获装置中，任
何透镜移动必须在33毫秒内完成。以此方式，可在单个图像帧内将透镜移动完整距离到达
目标位置而振铃最小。
在另一实施例中，自动聚焦组件320经由致动器114可经配置以从初始位置315a移
动透镜310。透镜致动器特性模块140可接收透镜310位置信息，且确定透镜致动器特性(例
如，ω0、γ和T)。阻尼参数确定模块145可经配置以从透镜致动器特性确定140接收透镜致
动器特性，且确定包含至少第一(a0)和第二(a1)透镜移动以及时间延迟(t1)的阻尼参数。第
一透镜移动a0表示向位置315b的透镜移动，所述第一透镜移动造成由u0(t)表征的第一透镜
振铃曲线430。曲线430的振动可继续直到振动稳定为止，如图4C中所示。
在向位置315b的透镜移动后，自动聚焦控制模块135可插入时间延迟t1。延迟t1可
由阻尼参数确定模块145至少基于所确定的致动器特性而确定，例如角速度ω0和阻尼比率
γ。在自动聚焦组件320延迟时间t1的同时由曲线430表示的透镜振铃可持续。
在等于延迟t1的时间量经过之后，自动聚焦控制模块135可经配置以致使致动器
114将透镜310从位置315b向目标位置315c移动距离a1。距离a1可在第一透镜移动之前确定
且存储在存储器130中，或者距离a1可在移动a0之后的点确定。透镜310向目标位置315c的移
动造成由u1(t)表征的曲线440所界定的振铃。曲线440的振动可继续直到振动稳定为止。在
向目标位置315c的较小透镜移动中的每一者的完成后可即刻组合曲线430和440。由阻尼参
数确定模块145确定的阻尼参数(例如，透镜位置a0和a1以及延迟t1)可施加于透镜112以使
得曲线440的峰匹配且抵消曲线430的谷，如图4C中所见。以此方式，曲线430和440大体上消
除彼此的振铃或振动以减轻图4A的透镜振铃。
所得的两步致动器阻尼在第一铃音周期之后在单个振铃周期内稳定而振铃最小。
在一示范性实施例中，所述阻尼在振铃周期的接近二分之一处稳定。在本文所描述的其它
实施例中使用用以消除振铃的延迟的方法。两步阻尼解决方案的一个非限制性优点是仅需
要两个步阶。这可被称为甜点阻尼，其中一旦透镜处于适当位置便在单个铃音周期之后具
有快速阻尼而振铃最小。另一非限制性优点是其它方法可能需要接近铃音周期(T)透镜配
置时间来将透镜移动到目标位置，其包含用于振动稳定的时间，而本文所揭示的两步法的
透镜移动时间是T/2。这可为优点，尤其是对于大的铃音周期，因为对于30fps(帧每秒)相机
预览流式传输的典型33ms帧时间，用于透镜配置的完整铃音周期的使用可能需要跳过至少
一个帧直到下一透镜移动为止。如果对于两步阻尼，T小于16ms(62.5Hz振铃)，那么用于每
个帧的自动聚焦计算是可能的。致动器或透镜振铃通常范围介于50Hz到150Hz，其中100Hz
为常见频率。
其它实施例可具有多于两个步阶。本文中参看图8到12描述具有3个或4个步阶的
实例，但取决于应用可增加步阶的数目(例如5、6、7、8、16或32个步阶)。具有大于四个的步
阶的实施例可通过使用本文所揭示的两、三或四步实施例的组合而执行(例如，可通过两步
和三步实施例的组合而执行五个步阶)。
在一些实施例中，对于每一步阶可使用恒定的透镜移动距离。这些实施例可能较
容易实施，因为致动器的输入和输出在不同位移范围上可能不是线性的，在此情况下恒定
步长可能较容易实施。举例来说，处理器可将一个距离值传送到致动器，然而所述值可能实
际上参考致动器基于当前透镜位置进行的不同透镜移动距离。传送到致动器的距离值10可
导致透镜从30μm位置移动到20μm位置，但同一值可带来使透镜从50μm位置移动仅18μm。以
此方式，致动器可具有非线性的输入-输出响应。为了补偿致动器内的非线性，系统可包含
查找表以将所提供的距离值转换为已知值以用于致动器将透镜移动既定距离。通过针对每
一步阶使用恒定透镜移动距离，此查找表的实施和使用可简化。
图5A和5B说明用以阐释未经优化与经优化延迟时间之间的铃音阻尼的差异的位
移对时间的曲线图。图5A和5B中的每一者描绘透镜振铃曲线510，其中透镜振铃的阻尼尚未
发生。曲线510可大体类似于曲线410和/或图2的曲线。图5A和5B中的每一者进一步包含曲
线530，其可大体类似于图4C的曲线430。曲线530可为由于透镜从初始位置向第一透镜位置
移动距离a0的所得振铃。在图5A和5B中的每一者中，产生透镜振铃u(t)，其中阻尼阻尼系数
γ＝0.035ω0，铃音周期是20毫秒，且T＝2π/ωo。因此图5A和5B两者说明如参看图4所论述
的在20ms中的两步阻尼。
图5A说明曲线图，其中时间延迟t1等于π/ω0。曲线510展示如上所提到的无需软件
阻尼的透镜振铃。曲线520展示透镜步阶，其中第一透镜步阶是在时间t0发出的命令的结
果，且第二透镜步阶由于在时间560a发出的移动透镜的命令而发生。曲线530展示响应于第
一透镜移动的透镜振铃。曲线540a展示响应于移动的透镜振铃，其通过延迟t1的时间560a
而延迟。曲线570a说明在软件阻尼之后曲线530和540a的所得组合。如图5A中所见，一些振
铃持续，如由曲线580a表示。剩余振铃的量可基于透镜致动器特性而变化。举例来说，在其
中γ＝0.035ω0且t1＝π/ω0的实施例中，透镜振铃为近似0.1μm。在其中γ＝0.100ω0且t1
＝π/ω0的另一实施例中，透镜振铃为近似0.6μm。在其中γ＝0.200ω0且t1＝π/ω0的又一
实施例中，透镜振铃为近似1.6μm。
图5B说明其中为了减轻赋予透镜中的导致振铃的振动而优化延迟t1的曲线图。图
5B大体类似于图5A，然而通过将滞后添加到t1而优化时间560a，展示为总延迟560b。由于添
加到延迟560a的滞后，第二透镜移动造成第二振铃曲线540b。在图5B中所示的实施例中，所
述滞后是由减法装置添加到时间560a的负滞后。然而，在其它实施例中，所述滞后可为正
的，且可经确定以最小化赋予透镜上的振铃。可组合曲线540b和530以减少透镜振铃，从而
带来曲线570b。曲线580b说明在两步阻尼之后的剩余透镜振铃。如图5B中所示，添加到延迟
560a的滞后(导致延迟560b)与其中时间延迟560a未经优化的图5A相比进一步减轻透镜振
铃。举例来说，针对γ＝0.035ω0的两步阻尼解决方案可具有经优化延迟560b，其中t1＝π/
ω0+6.1μs，得到近似零振铃。
图6是展示根据一个实施例的随阻尼比率而变的滞后的曲线图。图6说明针对两步
阻尼解决方案可随角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而变所确定的用以最小化透镜振铃的最佳
滞后。因此，在一个实施例中，具有时间延迟和滞后的所述延迟可基于致动器的至少一个特
性以及用于给定解决方案的步阶数目。曲线610表示在具有添加到时间延迟的滞后的软件
阻尼之后透镜经历的透镜振铃。曲线620表示用以添加到延迟560a以最佳地减少或减轻透
镜振动和振铃的滞后的量。在图6的实施例中，铃音周期是20ms，借此可如上文详细描述而
计算ω0。举例来说，在γ/ω0等于0.035的情况下，最佳时间延迟是6.1μs，如上文所论述。此
外，在γ/ω0等于0.100的情况下，最佳时间延迟是50μs，以使得t1＝π/ω0+50μs。在其中γ/
ω0等于0.200的另一实施例中，最佳时间延迟是166μs，以使得t1＝π/ω0+166μs。然而，如下
文结合图10和12将论述，可针对不同铃音周期计算其它最佳滞后曲线。在一些实施例中，铃
音周期和/或阻尼比率可为致动器的特性。因此，所述特性可由透镜致动器特性模块140确
定。在另一实施例中，致动器特性可在透镜致动器特性确定模块145内设定成默认值。阻尼
参数(例如，透镜位移距离和延迟)又可由阻尼参数确定模块145至少部分地基于如由透镜
致动器确定模块145所确定的透镜致动器特性而确定。
图7是根据一个实施例的用于在透镜移动期间减少赋予透镜的透镜振动的方法的
流程图。过程700可由在图1中说明的成像装置100执行。在一些实施例中，可针对从自动聚
焦控制模块135接收的每一透镜移动要求而执行减少透镜振动的方法。所述方法可由自动
聚焦控制模块135实施为软件解决方案，或在成像装置100中在别处实施，例如由处理器105
中的逻辑装置执行的一或多个处理器。
过程700开始于开始框705，并且然后移动到框710，其中接收界定目标透镜位置的
输入参数。在一些实施例中，可通过包含在聚焦控制模块135中的与透镜的自动聚焦移动相
关的指令来确定目标透镜位置。目标透镜位置接着可由阻尼参数模块145接收。
过程700可继续到框720，其中确定用以将透镜移动到目标位置的总透镜位移。在
一些实施例中，所述总透镜位移可基于当前透镜位置和所接收目标透镜位置。自动聚焦控
制模块135可在框710处确定目标透镜位置，且存储器130经由透镜移动控制模块155可存储
透镜的当前位置。包含在自动聚焦控制模块135中的指令可基于自动聚焦控制模块135和透
镜移动控制模块155的确定而确定总位移。在一些实施例中，在自动聚焦操作中针对单个帧
确定总透镜位移。
过程700接着可前进到框725，其中将总透镜位移分裂或划分成若干较小透镜位移
或透镜移动。在一些实施例中，可通过包含在阻尼参数确定模块145中的指令来确定较小透
镜移动的数目。较小移动的数目可表示如参看图3到6中所描述的两步阻尼模型。其它实施
例可具有多于两个步阶。如上所述，本文中参看图8到12描述具有3个或4个步阶的实例。在
一些实施例中，用于每一步阶的步长可为恒定的，例如总位移(A)等于较小位移(a)除以较
小步阶的数目(N)。其它实施例可针对每一步阶使用不恒定的步长。
过程700接着可在框730处将计数器设定为一。在一些实施例中，可实施计数器以
通过在较小透镜中的每一者移动之后递增计数器而跟踪较小透镜移动。在一些实施例中，
透镜移动控制模块可包含用以通过递增计数器而跟踪较小透镜移动的数目的指令。可由于
框725而从阻尼参数确定模块145接收较小透镜移动的数目。
过程700随后前进到框735，其中将透镜移动到下一较小透镜位置。在一些实施例
中，致动器(例如，VCM)可从自动聚焦控制模块135和/或透镜移动控制模块155接收指令以
将透镜移动到下一透镜位置。下一透镜位置可为从框725产生的较小透镜位置中的至少一
者。在将透镜移动到适当位置之后，过程700继续到决策框740以确定所述过程是否已使透
镜移动通过所有N个较小透镜移动。在这方面中，过程700可通过递增计数器以跟踪较小移
动中的每一者而利用框730的计数器。如果计数器等于N，那么决策框740确定透镜已移动通
过所有N个较小移动且透镜已到达目标位置。在此情形下，过程700可继续到框760，其中完
成透镜移动和振铃的减少。如果计数器小于N，那么决策框740继续到框745。在一些实施例
中，包含在透镜移动控制模块155中的指令可确定当前透镜位置不等于总较小透镜移动。在
另一实施例中，所述确定指令可包含在自动聚焦控制模块135中。在又一实施例中，所述指
令可包含在成像装置中的别处，例如由逻辑装置执行的至少一个软件过程。
过程700继续到框750，其中可在下一透镜移动之前插入时间延迟。下一透镜移动
可为N个较小透镜移动中的至少一者。在一些实施例中，可通过包含在阻尼参数确定模块
145中的指令来确定所述时间延迟。在另一实施例中，可根据本文所描述的方法，例如参考
与两步透镜振铃阻尼解决方案相关的图3到6而确定所述时间延迟。在另一实施例中，所述
时间延迟可包含具有时间延迟和滞后的经优化延迟。在又一实施例中，可根据下文参看与
三或四步解决方案相关的图8到12描述的方法而确定所述时间延迟。所述时间延迟的一个
实施方案利用较小透镜移动中的每一者之间的恒定时间延迟，其中所述延迟可等于π/ω0。
在另一实施方案中，根据图6、10和12，可优化用于每一较小透镜移动的时间延迟以减轻透
镜振铃。阻尼参数确定模块145可包含用以确定经优化或未经优化的时间延迟且与自动聚
焦控制模块135和/或透镜移动控制模块155结合操作以在每一透镜移动之间插入延迟的指
令。
过程700接着可继续到框755，其中可将计数器增加一增量。在一些实施例中，所述
增加可为整数，例如1，其表示较小透镜移动中的至少一者。以此方式，所述方法可递增计数
器以跟踪透镜移动和对应时间延迟。一旦已递增计数器，过程就可前进到框735，且重复用
于使透镜移动通过较小透镜移动中的每一者直到计数器值等于N(所确定的较小透镜移动
的数目)为止的过程。一旦所有N个较小透镜移动完成，过程700就可前进到结束框760且自
动聚焦操作可完成。
图8A到8C是说明根据一个实施例的用于减少透镜振铃的三步方法的曲线图。图8A
和8C类似于与两步解决方案相关的图4C和4D，但说明三步解决方案实施例。在一个实施方
案中，图8A到8C可以图形方式表示根据透镜移动随时间而变的透镜位置。图8A到8C的x轴表
示用于执行自动聚焦操作的时间，且图8A到8C的y轴表示在给定时间的实际透镜位置。用以
实施所述三步实施例的成像装置可大体类似于图1中描述的成像装置。如上文结合图2所描
述，将透镜直接从初始位置移动到目标位置820可导致由以上公式表征的振动：
可通过将透镜向目标位移或距离820的移动划分为三个较小透镜移动或步阶a0、a1
和a2而减少或减轻透镜振铃。在一些实施例中，步阶a0、a1和a2可为三个相等步阶，以使得
其中A是总目标位移820。在一个实施方案中，自动聚焦组件320的致动器可具有角速
度(ω0)、阻尼比率(γ)以及振铃周期T。
参考图8A，透镜可在如时间850指示的时间t0处位于初始位置。在时间850，可使透
镜向第一位置移动距离a0。透镜向所述第一位置的移动可导致第一振铃830(u0(t))。在时间
860(t1)，可使透镜向第二位置移动距离a1。透镜向第二位置的移动可导致第二振铃840(u1
(t))。在时间865(t2)，可使透镜向目标位置820移动距离a2。透镜向目标位置的移动可导致
第三振铃835(u2(t))。
图8B的曲线870表示由于向第二位置和目标位置的透镜移动所致的透镜振铃的所
得组合。曲线870说明组合的透镜振铃u12(t)，其中u12(t)＝u1(t)+u2(t)。引入时间延迟860
和865以使得曲线830、840和845大体上抵消透镜振动和/或振铃。为了使此结果发生，阻尼
参数确定模块145可包含用以确定时间延迟860和865以使得到达曲线870的第一峰875的条
件与曲线830的第二峰值835一致的指令。曲线870和曲线830的所得组合使得所述峰的振幅
是相同大小且具有相反极性和相位，进而大体上抵消彼此的振铃或振动。
图8C的曲线880是在曲线830、840和845组合以消除或大体上消除每一曲线830、
840和845表示的振铃或振动后的结果。曲线880表示从初始位置通过第一、第二和第三透镜
移动到其中透镜振铃和振动已经减少或移除的目标位置820的透镜移动。举例来说，处理器
105可经配置以从存储器130接收指令以控制致动器114将透镜112移动第一透镜位移a0，所
述第一透镜位移造成第一振铃u0(t)。处理器可经配置以从存储器130接收指令以控制致动
器114将透镜112移动第二透镜位移a1，从而造成第二振铃u1(t)。处理器可经配置以从存储
器130接收指令以控制致动器114将透镜112移动第三透镜位移a2，从而造成第三振铃u2(t)，
第二和第三振铃组合以使得所得曲线的峰振幅是相同大小但为由于第一振铃所致的曲线
的谷的相反极性，进而大体上彼此抵消。在一些实施例中，实现所述三个透镜移动以将透镜
移动到目标透镜位置的时间(例如，配置时间)可等于铃音周期。在配置时间大体上不匹配
于铃音周期的实例中，所得振动和透镜振铃可为过量的。在另一实施例中，在一个图像帧内
完成较小透镜移动。举例来说，在具有每秒30帧的帧速率的图像捕获装置中，任何透镜移动
必须在33毫秒内完成。以此方式，可在单个图像帧内将透镜移动完整距离到达目标位置而
振铃最小。
在另一实施例中，自动聚焦组件经由致动器114可经配置以从初始位置移动透镜。
透镜致动器特性模块140可接收透镜位置信息，且确定透镜致动器特性(例如，ω0、γ和T)。
阻尼参数确定模块145可经配置以从透镜致动器特性确定140接收透镜致动器特性，且确定
阻尼参数，所述阻尼参数包含至少第一(a0)、第二(a1)以及第三(a2)透镜移动以及时间延迟
860(t1)和865(t2)。第一透镜移动a0表示向第一透镜位置的透镜移动，所述第一透镜移动造
成由u0(t)表征的第一透镜振铃曲线830。曲线830的振动可继续直到振动稳定为止，如图8A
中所示。
在向第一透镜位置的透镜移动后，自动聚焦控制模块135接着可插入时间延迟
860。延迟860可由阻尼参数确定模块145至少基于所确定的致动器特性而确定，例如角速度
ω0和/或阻尼比率γ。在自动聚焦组件延迟时间860的同时由曲线830表示的透镜振铃可持
续。
在等于延迟860的时间量经过之后，自动聚焦控制模块135可经配置以致使致动器
114使透镜310从第一透镜位置向第二透镜位置移动距离a1，所述第二透镜移动造成由u1(t)
表征的第二透镜振铃曲线840。曲线840的振动可继续直到振动稳定为止，如图8A中所示。
在向第二透镜位置的透镜移动后，自动聚焦控制模块135接着可插入时间延迟
865。延迟865可由阻尼参数确定模块145至少基于所确定的致动器特性而确定，例如角速度
ω0和/或阻尼比率γ。在自动聚焦组件延迟时间865的同时由曲线840表示的透镜振铃可持
续。
在等于延迟865的时间量经过之后，自动聚焦控制模块135可经配置以致使致动器
114使透镜从第二透镜位置向目标位置移动距离a2。距离a1到a2以及时间延迟860和865可在
第一透镜移动之前确定且存储在存储器130中或者在移动a0之后的点确定。透镜向目标位
置的移动造成由u2(t)表征的曲线845所界定的振铃。曲线845的振动可继续直到振动稳定
为止。曲线830、840和845可在透镜继续经历由于对应透镜移动所致的振铃时所述较小透镜
移动中的每一者的完成后即刻组合。由阻尼参数确定模块145确定的阻尼参数(例如，透镜
位置a0、a1和a2以及对应时间延迟850、860和865)可施加于透镜以使得得到曲线870(u12(t))
的第一峰875与曲线830(u0(t))的谷835一致的条件。曲线870(u12(t))和曲线830(u0(t))的
所得组合使得峰的振幅是相同大小且具有相反极性，进而大体上抵消彼此的振铃或振动。
所得的三步致动器阻尼在第一铃音周期之后在单个振铃周期内稳定而振铃最小。
三步阻尼解决方案的一个非限制性优点是仅需要三个步阶，进而最小化在单个帧中多次起
始致动器的需要。三步实施例和下文描述的四步实施例的另一非限制性优点是可实现零振
铃解决方案或透镜振动的完全消除，而两步实施例可带来最小化但非零的振动。然而，两步
实施例由于需要实施较少透镜移动而可能实施起来更快且更稳定。另一非限制性优点是先
前方法需要接近铃音周期透镜配置(稳定)时间来将透镜移动到目标位置，而本文参看图8A
到8C所描述的三步方法的透镜配置时间是2*T/3。这可显著优于使用多于三个透镜步阶的
方法，尤其是对于大的铃音周期，因为对于30fps(帧每秒)相机预览流式传输的典型33ms帧
时间，用于透镜移动的完整铃音周期的使用可能需要跳过至少一个帧直到下一透镜移动。
在一些实施例中，透镜配置时间可随着透镜步阶的数目而变，以使得透镜配置时间可等于
铃音周期乘以步阶的数目减去一再除以步阶的数目(例如，(N-1)/N*T，其中N是步阶的数
目)。因此，对于两步法，稳定时间为近似0.5T，对于三步法，稳定时间为近似0.67T，对于四
步法，稳定时间为近似0.75T等。如果对于3步阶阻尼，铃音周期小于12ms(83.3Hz振铃)，那
么用于每个帧的自动聚焦计算是可能的。致动器或透镜振铃通常范围介于50Hz到150Hz，其
中100Hz为常见频率。四步实施例的另一优点可为补偿当致动器输入输出查找表不可用时
在大的目标透镜移动期间致动器的非线性。通过使用较小但更多的透镜移动，系统可能够
补偿查找表的缺乏。
图9A是说明根据一个实施例的三步方法的图。所述图展示针对时间t的增加所标
绘的三个透镜移动。三个步长可为恒定且相等的，其中其中总透镜位移910等于目标
位置A。初始时间940表示当透镜从其初始位置向第一位置移动距离a0时的时刻。第二时间
950a表示当透镜从所述第一位置向第二位置移动距离a1时的时刻。第三时间960a表示当透
镜从所述第二位置向第三位置移动距离a2时的时刻。在图9A的实施例中，分离每一移动的
时间(例如，950a和960a)可为恒定时间延迟，因此tN＝T/N(例如，t950a＝T/3且t960a＝2*T/
3)。因此，每一移动之间延迟的时间量是相同的且可随着振铃周期而变。
图9B是说明根据一个实施例具有带时间滞后的经优化延迟的三步方法的图。图9B
类似于图9A，其中距离a0、a1、a2和910可类似于参看图9A描述的那些距离。此外，时间延迟
940、950a和960a表示如图9A中所论述的类似时间。然而，图9B的透镜移动各自包含添加到
所述时间延迟或从所述时间延迟减去的对应滞后。从第一位置向第二位置的距离a1的透镜
移动可包含从时间延迟950a的滞后955，以使得经优化时间延迟950b可改善振铃减轻，如参
看与两步方法相关的图5A到5B所论述。类似地，从第二位置向目标位置的距离a2的透镜移
动可包含从时间延迟960a的滞后965，以使得经优化时间延迟960b改善振铃减轻。在图9B中
所示的实施例中，所述延迟包含负时间滞后(例如，针对较短延迟而缩短延迟)以使得与每
一延迟相关联的透镜振铃(例如，u0(t)、u1(t)和u2(t))有效地消除振铃。然而将理解，经优
化时间滞后不需要为负的，且可为正延迟(例如，加长用于每一移动的相应时间延迟)。包含
时序延迟和相关联经优化滞后的阻尼参数可由阻尼参数确定模块145确定，且可经确定以
在移动目标位置的同时有效地最小化透镜的振铃。
图10是展示根据三步阻尼实施例的随阻尼比率而变的最佳滞后的曲线图。图10说
明针对三步阻尼解决方案可随角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而变所确定的用以最小化透镜
振铃的最佳负滞后。曲线1010表示添加到时间延迟950a以减少或减轻透镜振动和振铃的滞
后的量。通过如图10中确定从延迟950a减去滞后955，由950b展示最佳延迟。曲线1020表示
将施加于时间延迟960a以减少或减轻透镜振动和振铃的滞后的量。通过如图10中确定从时
间延迟960a减去滞后965，由960b展示最佳时间延迟。曲线1010和1020中所示的实施例表示
20ms的铃音周期。在一些实施例中，铃音周期和/或阻尼比率可为致动器的特性。因此，所述
特性可由透镜致动器特性模块140确定。在另一实施例中，致动器特性可在透镜致动器特性
确定模块145内设定成默认值。阻尼参数(例如，透镜位移距离和时间延迟)又可由阻尼参数
确定模块145至少部分地基于如由透镜致动器确定模块140所确定的透镜致动器特性而确
定。
此外，图10还描绘用以确定滞后955和965的滞后曲线随着三步阻尼解决方案的各
种铃音周期处的阻尼比率而变。通过实验确定曲线1010和1020后，可计算任何铃音周期的
曲线。举例来说，曲线1030和1040分别表示用以从时间延迟950a和960a减去的最佳滞后时
间，其中给定致动器的铃音周期是10ms。为了针对10ms的铃音周期计算最佳滞后，所属领域
的技术人员可使用先前确定的滞后曲线(例如，与20ms的铃音周期相关的滞后曲线)。因此，
以下等式适用：
Lag10＝Lag20*T10÷T20
其中Lag10是针对10ms的铃音周期的经优化滞后，Lag20是针对20ms的铃音周期的
经优化滞后，T10是搜寻的滞后曲线的铃音周期(例如，10ms)，且T20是已知曲线的铃音周期。
通过此比率，可通过将曲线1010乘以曲线1030和曲线1010的铃音周期的比率而计算曲线
1030。并且，可通过将曲线1020乘以曲线1040和曲线1020的铃音周期的比率而计算曲线
1040。因此，在针对给定铃音周期已知滞后曲线的情况下，可基于已知曲线、已知铃音周期
以及所搜寻的铃音周期滞后曲线而计算对应于不同铃音周期的滞后曲线。
图11A是说明根据一个实施例的四步方法的图。所述图展示针对时间的增加所标
绘的四个透镜移动。以下方法试图最小化振铃而不需要增加步阶的数目或改变每个步阶中
的VCM输入(步长)。四个步长可为恒定且相等的，其中其中总透镜位移1110等于目标
位置A。初始时间1140表示当透镜从其初始位置向第一位置移动距离a0时的时刻。第二时间
1150a表示当透镜从所述第一位置向第二位置移动距离a1时的时刻。第三时间1160a表示当
透镜从所述第二位置向第三位置移动距离a2时的时刻。第四时间1170a表示当透镜从所述
第二位置向第三位置移动距离a3时的时刻。在图11A的实施例中，分离每一移动的时间(例
如，1050a、1060a和1070a)可为恒定时间延迟(例如，t1050a＝T/4、t1060a＝2*T/4以及t1070a＝
3*T/4)。因此，每一移动之间延迟的时间量是相同的且可随着振铃周期而变。
图11B是说明根据四步实施例引入具有时间滞后的经优化延迟的图。图11B类似于
图11A，其中距离a0、a1、a2、a3和1110可类似于参看图11A描述的那些距离。此外，时间延迟
1140、1150a、1160a和1170a表示如图11A中所论述的类似时间。然而，图11B的透镜移动各自
包含时间延迟中的对应滞后。从第一位置向第二位置的距离a1的透镜移动可包含从时间延
迟1150a的滞后1155，以使得经优化时间延迟1150b可改善振铃减轻，如参看与两步阻尼解
决方案相关的图5A到5B所论述。类似地，从第二位置向目标位置的距离a2的透镜移动可包
含从时间延迟1160a的滞后1165，以使得经优化时间延迟1160b改善振铃减轻。最后，从第二
位置向目标位置的距离a3的透镜移动可包含从时间延迟1170a的滞后1175，以使得经优化
时间延迟1170b改善振铃减轻。在图11B中所示的实施例中，所述延迟包含负时间滞后(例
如，针对较短延迟而缩短延迟)以使得与每一延迟相关联的透镜振铃(例如，u0(t)、u1(t)、u2
(t)和u3(t))有效地消除振铃。然而将理解，经优化时间滞后不需要为负的，且可为正延迟
(例如，加长用于每一移动的相应时间延迟)。包含时序延迟和相关联经优化滞后的阻尼参
数可由阻尼参数确定模块145确定，且可经确定以在移动目标位置的同时有效地最小化透
镜的振铃。
图12是展示根据三步阻尼实施例的随阻尼比率而变的最佳滞后的曲线图。图12是
大体类似于图10的图形表示，但与四步阻尼解决方案相关。图12说明针对四步阻尼解决方
案可随角速度(ω0)和阻尼比率(γ)而变所确定的用以最小化透镜振铃的最佳滞后。曲线
1210表示将从时间延迟1150a减去以减少或减轻透镜振动和振铃的滞后1155的量。通过如
图12中确定从时间延迟1150a减去经优化滞后1155，由曲线1150b展示经优化时间延迟。曲
线1220表示将从时间延迟1160a减去以减少或减轻透镜振动和振铃的滞后1165的量。通过
如图12中确定从时间延迟1160a减去经优化滞后1165，由1260b展示最佳时间延迟。曲线
1230表示将从时间延迟1170a减去以减少或减轻透镜振动和振铃的滞后1175的量。通过如
图12中确定从时间延迟1170a减去经优化滞后1175，由1270b展示最佳时间延迟。曲线1210、
1220和1230中所示的实施例表示20ms的振铃周期。在一些实施例中，铃音周期和/或阻尼比
率可为致动器的特性。因此，所述特性可由透镜致动器特性模块140确定。在另一实施例中，
致动器特性可在透镜致动器特性确定模块145内设定成默认值。阻尼参数(例如，透镜位移
距离和时间延迟)又可由阻尼参数确定模块145至少部分地基于如由透镜致动器确定模块
140所确定的透镜致动器特性而确定。
此外，图12描绘用以确定滞后1155、1165和1175的滞后曲线随着四步阻尼解决方
案的各种铃音周期处的阻尼比率而变。通过实验确定曲线1210、1220和1230后，可计算任何
铃音周期的曲线。举例来说，曲线1240、1250和1260表示将分别添加到时间延迟1150a、
1160a和1170a的经优化滞后时间，其中给定致动器的铃音周期是10ms。计算曲线1240、1250
和1260的方法与参看图10描述相同。因此，可通过将曲线1210乘以曲线1240和曲线1210的
铃音周期的比率而计算曲线1240。可以类似方式计算经优化滞后曲线1250和1260。因此，在
针对给定铃音周期已知滞后曲线的情况下，可基于已知曲线、已知铃音周期以及所搜寻的
铃音周期滞后曲线而计算对应于不同铃音周期的滞后曲线。
图13说明根据一个实施例的许多可能的时间滞后组合。图13中所示的曲线图描绘
四个曲线1310、1320、1330和1340，其说明可阻尼透镜振动或振铃的时间滞后1155、1165和
1175的许多可能无限的组合。在图13中所示的实施例中，x、y和z轴的标尺极性翻转，以使得
2ms的lag3(例如，时间延迟1175)值表示将从1170a减去负2ms时间延迟以获得1170b。曲线
1310表示其中致动器的阻尼比率(γ)为0.035ω0的实施例。曲线1320表示其中致动器的阻
尼比率(γ)为0.100ω0的实施例。曲线1330表示其中致动器的阻尼比率(γ)为0.150ω0的
实施例。曲线1340表示其中致动器的阻尼比率(γ)为0.200ω0的实施例。点线1350表示图
12中所示的先前滞后曲线1210、1220和1230。图13中可以看出，四步实施例可具有正或负时
间滞后。在一个实施例中，时间lag3(例如参看图11B的1175)可始终为负且为尽可能大的
值。以此方式，所述方法可准许以最小透镜振动实现可能的最早稳定时间。在图13的实施例
中，致动器具有20ms的铃音周期，且沿着曲线1310、1320、1330和1340中的每一者的点分别
表示图11B的滞后1155、1165和1175中的每一者的值，其导致低于0的振动或振铃。然而将理
解，如上文参看图10和12所描述，可针对任何铃音周期计算提供阻尼透镜振动的滞后曲线。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的实施方案而描述的各种说
明性逻辑块、模块、电路及过程步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清晰
地说明硬件与软件的此可互换性，以上已大体就其功能性来描述了各种说明性组件、块、模
块、电路和步骤。此功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设
计约束。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但这样
的实施方案决策不应被解释为会引起脱离本发明的范围。所属领域的技术人员将认识到一
个部分或一部分可包括小于或等于整体的内容。举例来说，像素集合的一个部分可能是指
那些像素的子集合。
可使用经设计以执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专
用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻
辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种
说明性逻辑块、模块及电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可以为任
何常规的理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP
与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP核心，或任何其它此类配置。
结合本文中所揭示的实施方案而描述的方法或演算法的步骤可直接体现于硬件、
由处理器执行的软件模块或其两者的组合中。软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、
ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM，或此项技术中
已知的任何其它形式的非暂时性存储媒体中。示范性计算机可读存储媒体耦合到处理器，
使得处理器可从计算机可读存储媒体读取信息，和向计算机可读存储媒体写入信息。在替
代方案中，存储媒体可集成到处理器。处理器和存储媒体可驻存于ASIC中。ASIC可以驻留在
用户终端、相机或其它装置中。在替代实施例中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留于
用户终端、相机或其它装置中。
本文中包含数个标题，是为了参考和辅助定位各个部分。这些标题不希望限制关
于其描述的概念的范围。此类概念可在整个说明书中都适用。
提供对所揭示的实施方案的前述描述是为了使得所属领域的技术人员能够制作
或使用本发明。所属领域的技术人员将易于了解对这些实施方案的各种修改，且本文中定
义的一般原理可应用于其它实施方案而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明不希望
限于本文中所展示的实施方案，而是应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的
最广范围。