CN106470316A - 使用温度和重力传感器控制相机的设备和包括其的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用温度和重力传感器控制相机的设备和包括其的系统。相机控制器控制相机模块，该相机模块包括塑料镜头和以开环模式控制镜头的位置的致动器。相机控制器包括：偏移确定器，配置为确定与相机的所测量的温度对应的第一偏移和与相机的所测量的姿势对应的第二偏移；镜头移动范围确定器，配置为基于第一偏移和第二偏移确定镜头的移动范围；和自动聚焦计算器，配置为输出用于控制镜头位置的位置控制信号和基于镜头移动范围寻找镜头的聚焦位置。

Description

使用温度和重力传感器控制相机的设备和包括其的系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月20日提交的韩国专利申请No.10-2015-0117475的优先权，将其公开通过引用全部并入于此。
技术领域
本公开的实施例涉及用于相机的自动聚焦设备和方法，以及更加具体地，涉及使用重力传感器和温度传感器的相机控制器，用于相机的自动聚焦方法和包括相机控制器的系统。
背景技术
自动聚焦是自动地聚焦于对象的功能，并提供比手动聚焦更快速和更精确的聚焦。支持自动聚焦的相机模块通常包括图像传感器、镜头和移动镜头的致动器。致动器在垂直于传感器的平面的方向移动镜头以使得镜头对焦。致动器类型包括音圈马达(VCM)、压电马达(Piezo motor)和步进马达。VCM致动器通常用于中低价位的移动相机。
相机镜头根据材料被划分为玻璃镜头、塑料镜头和液体镜头。低价的塑料镜头通常用作移动相机中。塑料镜头具有低耐热性的缺点。换句话说，塑料镜头根据环境温度极大地收缩和扩展，由此显著地改变焦距。
发明内容
根据本公开的某些实施例，提供了用于控制包括塑料镜头和以开环模式控制镜头的位置的致动器的相机模块的相机控制器。相机控制器包括：偏移确定器，配置为确定与相机的所测量的温度对应的第一偏移和与相机的所测量的姿势对应的第二偏移；镜头移动范围确定器，配置为基于第一偏移和第二偏移确定镜头的移动范围；自动聚焦计算器，配置为基于镜头移动范围寻找镜头的聚焦位置；和控制信号发生器，配置为生成用于基于镜头移动范围控制致动器的控制信号。
根据本公开的其他实施例，提供了一种相机系统，包括：相机模块，包括塑料镜头和以开环模式控制镜头的位置的致动器；温度传感器，配置为测量相机模块的温度；姿势传感器，配置为测量相机模块的姿势；和相机控制器，配置为基于所测量的温度和所测量的姿势控制相机模块。相机控制器可以确定与所测量的温度对应的第一偏移和与所测量的姿势对应的第二偏移，基于第一偏移和第二偏移确定镜头的移动范围，和基于镜头移动范围寻找镜头的聚焦位置。
根据本公开的另外的实施例，提供了一种相机系统，具有包括镜头和沿着相机模块内的轴移动镜头的致动器的相机模块。传感器测量相机模块的温度或者姿势。电子电路生成用于沿着该轴移动镜头的致动器命令，根据与所测量的温度或者姿势对应的偏移幅度增大或者减小致动器命令的幅度，从而生成修改的致动器命令，并将修改的致动器命令传递到致动器从而沿着轴移动镜头。
附图说明
本公开的以上及其它特征和优点将通过参考附图详细描述其示例性实施例而变得更明显，在附图中：
图1是根据本公开的某些实施例的相机系统的框图；
图2是根据本公开的某些实施例的图1中图示的相机模块的框图；
图3是根据本公开的某些实施例的图1中图示的自动聚焦控制器的框图；
图4是根据本公开的某些实施例的图3中图示的偏移确定器的框图；
图5A和图5B是根据本公开的某些实施例的图4中图示的姿势查询表(LUT)和温度LUT的图；
图6是根据本公开的某些实施例的图3中图示的自动聚焦计算器的框图；
图7是根据本公开的其他实施例的相机系统的框图；
图8是根据本公开的某些实施例的相机的自动聚焦方法的流程图；
图9是根据本公开的某些实施例的图8中图示的方法中的寻找镜头聚焦位置的操作的流程图；和
图10是根据本公开的实施例的电子系统的框图。
具体实施方式
图1是根据本公开的某些实施例的相机系统1的框图。图2是根据本公开的某些实施例的图1中图示的相机模块20的框图。图3是根据本公开的某些实施例的图1中图示的自动聚焦控制器300的框图。图4是根据本公开的某些实施例的图3中图示的偏移确定器310的框图。图5A和图5B是根据本公开的某些实施例的图4中图示的姿势查询表(LUT)311和温度LUT315的图。图6是根据本公开的某些实施例的图3中图示的自动聚焦计算器330的框图。
参考图1到图6，相机系统1可以包括处理器10、相机模块20、外部存储器30、显示装置40、温度传感器50和重力传感器60。相机模块20可以包括镜头210、致动器220、图像传感器230和控制电路240。
镜头210可以是用于取得聚焦的镜头(在下文中，称为“聚焦镜头”)。相机模块20也可以包括用于收集光的镜头(未示出)和用于散射光的镜头(未示出)。换句话说，相机模块20可以包括执行彼此不同的功能的至少两个镜头。聚焦镜头210可以由塑料制成。当聚焦镜头210由塑料制成时，相机系统1可以形成中低价位相机。
致动器220调整聚焦镜头210的位置以执行自动聚焦。致动器220可以是以开环模式控制聚焦镜头210的位置的音圈马达(VCM)致动器。开环模式不同于闭环模式在于调整镜头210的位置而不使用反馈，在闭环模式中使用关于镜头210的位置的反馈信息控制镜头210的位置。因此，相机模块20不包括用于测量或者感测镜头210的位置的传感器。
VCM致动器220使用当电流供应到VCM时在线圈中感应的电磁场浮起镜头210。因此，VCM致动器220通过调整供应到VCM的电流的量(或者幅度)调整镜头210的位置。因为VCM致动器220不具有镜头210的位置的反馈，所以即使相同电流供应到VCM时，由VCM致动器220驱动的镜头210的位置也可以取决于镜头210的姿势(例如，镜头210是否面对地面或者相反)而不同。
致动器220可以前后(例如，沿着Y轴)、上下(例如，沿着Z轴)，和从一侧到另一侧(例如，沿着X轴)地移动聚焦镜头210，以使得镜头210对焦。在图2中，X轴可以垂直于y-z平面。为了描述的清楚，假定Z轴垂直于地面，且X轴和Z轴垂直于Y轴。
控制电路240根据处理器10的位置控制信号控制致动器220。控制电路240可以生成用于沿着轴移动镜头210的致动器命令，并将致动器命令传递到致动器220从而沿着轴移动镜头210。致动器命令可以是电流。控制电路240可以将与处理器10的位置控制信号对应的电流供应到致动器220。
图像传感器230可以根据处理器10的控制操作以生成图像信息。图像传感器230根据处理器10的控制，感测通过镜头210拾取的对象21并发送图像到处理器10。
处理器10可以处理由图像传感器230感测到的图像并可以在外部存储器30中存储已处理图像或输出已处理图像到显示装置40。此时，显示装置40可以是能够输出图像的任何装置。显示装置40可以实现为液晶显示器(LCD)装置、发光二极管(LED)显示装置、有机LED(OLED)显示装置或者有源矩阵OLED(AMOLED)显示装置。显示装置40可以从处理器10或者外部存储器30接收图像(例如，静止图像或者运动图像)，并通过显示器(例如，LCD或者AMOLED显示器)显示图像。
温度传感器50测量相机系统1的温度。温度传感器50可以根据其位置测量相机系统1的内部或者环境温度。温度传感器50可以周期性地或者应处理器10的请求测量温度，且可以将所测量的温度信息CTEMP发送到处理器10。
重力传感器60测量相机的姿势。重力传感器60可以实现为加速度计传感器，但是本公开不局限于该示例。重力传感器60可以感测重力以检测镜头210对至少一个参考轴，即，X、Y或者Z轴的角度。重力传感器60可以将镜头210面对的方向表示为X、Y和Z轴角度信息。X、Y和Z轴角度信息可能具有-90到+90度的范围，但是本公开不局限于该示例。
例如，可以定义当镜头210面对地面时Z轴角度是-90度，当镜头210面对与地面相对的方向(例如，天空或者天花板)时Z轴角度是+90度，当镜头210面对前方时Y轴角度是+90度，当镜头210面对后方时Y轴角度是-90度，当镜头210面对右侧时X轴角度是+90度，且当镜头210面对左侧时X轴角度是-90度。
重力传感器60可以周期性地或者应处理器10的请求测量相机模块20的姿势，且可以将所测量的姿势信息CPOS发送到处理器10。相机的姿势可以相对于重力方向标识相机模块20的方位。
温度传感器50和重力传感器60在图1中图示的实施例中放置在相机模块20的外部，但是在其他实施例中它们可以放置在相机模块20内。
处理器10可以是相机控制器。处理器10可以控制相机模块20、外部存储器30、显示装置40、温度传感器50和重力传感器60的操作；可以与这些元件20、30、40、50和60通信控制信号和数据；且可以处理数据。在图1中图示的实施例中，相机控制器实现为处理器10，但是本公开不局限于当前实施例。例如，相机控制单元可以实现为包括至少一个处理器或者其他类型的模块的片上系统(SoC)。
处理器10可以包括相机接口(I/F)170和自动聚焦控制器300。处理器10也可以包括比如至少一个处理单元或者核心和接口电路的附加元件。自动聚焦控制器300可以由至少一个处理单元实现。
相机I/F 170接口连接相机模块20。相机I/F 170可以根据预定的接口标准或者协议输出用于控制相机模块20的控制信号且可以从相机模块20接收图像数据。相机I/F 170可以在外部存储器30中存储从相机模块20接收到的图像数据或者可以发送图像数据到自动聚焦控制器300。
自动聚焦控制器300确定其中寻找镜头210的聚焦位置的镜头210的移动范围，并在执行自动聚焦的自动聚焦模式中在移动范围中寻找镜头210的聚焦位置。参考图3，自动聚焦控制器300可以包括偏移确定器310、镜头移动范围确定器320、寄存器325和自动聚焦计算器330。
偏移确定器310从温度传感器50接收所测量的温度信息CTEMP和从重力传感器60接收所测量的姿势信息CPOS，并基于所测量的温度信息CTEMP和所测量的姿势信息CPOS确定第一和第二偏移TEMP_OFF和POS_OFF。为了确定第一偏移TEMP_OFF和第二偏移POS_OFF，偏移确定器310可以包括分别在图5A和图5B中示出的姿势LUT 311和温度LUT315。
姿势LUT 311存储与相机模块20或者相机模块20内的镜头210可能具有的每一姿势对应的预定姿势偏移PT_OFF。如上所述，姿势可以定义为相机模块20或者镜头210相对于至少一个参考轴(例如，X、Y和Z轴)的角度信息。
姿势可以表示为(x,y,z)角。姿势LUT 311存储多个(x,y,z)角对姿势偏移条目。每一条目可以包括预定(x,y,z)角和相应的姿势偏移PT_OFF。例如，姿势LUT 311可以对于(0,90,0)的(x,y,z)角存储设置为“0”的姿势偏移PT_OFF和对于(0,0,90)的(x,y,z)角存储设置为“-70”的姿势偏移PT_OFF，如图5A所示，但是本公开不局限于当前实施例。
可以通过测试或者模拟相机模块20或者相机模块20的代表而计算与每一(x,y,z)角对应的姿势偏移PT_OFF。例如，假定用于将在参考姿势(例如，(0,90,0)的(x,y,z)角)的镜头210驱动到基准位置的姿势偏移PT_OFF是基准偏移(例如，“0”)。只要在这一假定下改变相机模块20的姿势，计算将在所改变的姿势的镜头210驱动到基准位置需要的偏移，以使得可以获得姿势LUT 311的条目。姿势LUT 311可以在已经预先存储的条目当中选择和输出与所测量的姿势信息CPOS对应的姿势偏移PT_OFF或者最接近所测量的姿势信息CPOS的至少一个姿势偏移PT_OFF。
温度LUT 315存储与每个不同温度对应的温度偏移TT_OFF。例如，温度LUT 315存储多个温度到温度偏移条目。每一条目可以包括预定温度和相应的温度偏移TT_OFF。
可以通过测试或者模拟相机模块20或者相机模块20的代表来计算与温度对应的温度偏移TT_OFF。例如，假定用于将在基准温度(例如，20℃)的镜头210驱动到基准位置的温度偏移TT_OFF是基准偏移(例如，“0”)。只要在这一假定下改变相机模块20的温度，计算将在所改变的温度的镜头210驱动到基准位置需要的偏移，以使得可以获得温度LUT 315的条目。
如图5B所示，温度LUT 315可以对于-20℃的温度存储设置为“-60”的温度偏移TT_OFF，和对于-10℃的温度存储设置为“-45”的温度偏移TT_OFF。温度LUT 315可以在已经预先存储的条目当中选择和输出与所测量的温度信息CTEMP对应的温度偏移TT_OFF或者最接近所测量的温度信息CTEMP的至少一个温度偏移TT_OFF。
偏移确定器310也可以包括姿势偏移插值器313和温度偏移插值器317。此时，姿势LUT 311可以在预先存储的条目当中选择和输出接近所测量的姿势信息CPOS的两个姿势偏移PT_OFF。姿势偏移插值器313可以对于两个姿势偏移PT_OFF执行插值以计算与所测量的姿势信息CPOS对应的第二偏移POS_OFF。
温度LUT 315可以在预先存储的条目当中选择和输出接近所测量的温度信息CTEMP的两个温度偏移TT_OFF。温度偏移插值器317可以关于两个温度偏移TT_OFF执行插值以计算与所测量的温度信息CTEMP对应的第一偏移TEMP_OFF。
镜头移动范围确定器320根据从偏移确定器310输出的第一和第二偏移TEMP_OFF和POS_OFF确定镜头移动范围MOV_R。镜头移动范围确定器320通过将第一偏移TEMP_OFF和第二偏移POS_OFF加到初始镜头移动范围MOV_I而确定镜头移动范围MOV_R。镜头移动范围MOV_R可以由开始值和结束值定义。
初始镜头移动范围MOV_I可以存储在寄存器325中，但是本公开不局限于当前实施例。初始镜头移动范围MOV_I在其他实施例中可以存储在存储器(例如，外部存储器30或者处理器10的内部存储器(未示出))中。
初始镜头移动范围MOV_I可以包括初始开始值和初始结束值。此时，镜头移动范围确定器320可以通过将第一偏移TEMP_OFF和第二偏移POS_OFF加到初始开始值来确定镜头移动范围MOV_R的开始值，并通过将第一偏移TEMP_OFF和第二偏移POS_OFF加到初始结束值来确定镜头移动范围MOV_R的结束值。
镜头移动范围MOV_R、第一偏移TEMP_OFF和第二偏移POS_OFF每个都可以表示为用于控制致动器220的驱动电流的数字码(称为“电流控制码”)。根据致动器220的驱动电流的量控制镜头210的位置。镜头移动范围MOV_R的开始值可以是用于指定自动聚焦开始的镜头位置的电流控制码，且镜头移动范围MOV_R的结束值可以是用于指定自动聚焦结束的镜头位置的电流控制码。
自动聚焦计算器330基于由镜头移动范围确定器320确定的镜头移动范围MOV_R寻找镜头聚焦位置。自动聚焦计算器330通过相机I/F 170接收由图像传感器230捕获的图像IDATA，分析图像IDATA，并基于分析结果确定镜头210是否对焦。自动聚焦计算器330控制相机模块20以在镜头移动范围MOV_R内改变镜头210的位置，并分析使用其位置已经改变的镜头210捕获的图像IDATA来寻找镜头210对焦的镜头210的位置。参考图6，自动聚焦计算器330包括对比度计算器331、聚焦确定器333和控制信号发生器335。
对比度计算器331接收由图像传感器230捕获的图像IDATA并计算图像IDATA的对比度值CTR。图像IDATA可以是与一个帧对应的图像数据。
聚焦确定器333基于对比度值CTR的峰值确定镜头210是否对焦。通过量化图像IDATA中的最亮部分和最暗部分之间的相对差来获得对比度值CTR。
当在镜头移动范围MOV_R内改变镜头210的位置的同时计算图像IDATA的对比度值CTR时，对比度值CTR可以逐渐地增大且然后减小。此时，镜头210在与对比度值CTR的峰值对应的位置对焦。因此，聚焦确定器333可以基于对比度值CTR的峰值确定镜头210的聚焦状态和聚焦位置，并可以提供用于控制信号发生器335的确定结果FDS。
控制信号发生器335可以基于聚焦确定器333的确定结果FDS和镜头移动范围MOV_R输出位置控制信号CON到相机模块20。控制信号发生器335可以将与镜头移动范围MOV_R的开始值对应的位置控制信号CON(即，开始电流控制码)输出到相机模块20，并且然后可以将与比镜头移动范围MOV_R的开始值高一级的值(a value one step higher than thestart value)对应的位置控制信号CON输出到相机模块20。如上所述，控制信号发生器335可以将用于顺序地改变镜头210的位置的位置控制信号CON输出到相机模块20，直到控制信号发生器335从聚焦确定器333接收到指示镜头210对焦的确定结果FDS为止。位置控制信号CON可以在被发送到相机模块20之前被转换为符合相机I/F 170中的预定接口标准的信号。
相机模块20的控制电路240响应于位置控制信号CON控制致动器220的驱动电流。因此，致动器220将镜头210驱动到与位置控制信号CON对应的位置。
在本公开的当前实施例中，不提供用于测量或者感测镜头210的位置的传感器，且以开环模式使用致动器220的驱动电流的量控制镜头210的位置。因此，即使以相同量的致动器220的驱动电流，镜头210的实际移动量也可以由于重力的影响根据相机姿势而不同。例如，当用户从下面拍摄接近的对象时，与以垂直地站在地面上的相机拍摄接近的对象的情况相比镜头210需要抵抗重力移动，且因此，需要更多电流以使得镜头210对焦。相反地，当用户从上面(例如，从建筑物的屋顶)拍摄下面的对象时，镜头210在与重力相同的方向移动，且因此，更少的电流足以使得镜头210对焦。因此，当不考虑相机姿势时，因为需要包括姿势的余量，用于镜头210的聚焦的移动范围(即，电流控制码的范围)增大。
另外，当镜头210由塑料制成时，其根据环境温度极大地收缩和扩展。例如，在低温(例如，-20℃)，镜头210收缩，导致折射系数的增大，且因此，与在室温下相比焦距缩短。当焦距减小时，从图像传感器平面到对焦的镜头210的距离也减小，且因此，允许镜头210以更少的电流聚焦远的对象。相反地，在60℃镜头210扩展，导致焦距的增大。因此，当拍摄特写画面时，比在室温下需要的需要供应更大电流以使得镜头210对焦。因此，当不考虑温度时，因为需要包括温度的余量，用于镜头210的聚焦的移动范围(即，电流控制码的范围)增大。
但是，根据本公开的实施例，确定与相机姿势和温度对应的偏移，且当确定镜头移动范围时使用它们，以使得减小镜头移动范围的余量，且因此减小镜头移动范围。结果，增大自动聚焦速度，即，更快速地寻找聚焦位置。
图7是根据本公开的其他实施例的相机系统1a的框图。参考图7，相机系统1a可以实现为便携式电子装置。该便携式电子装置可以是膝上型计算机、蜂窝电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、企业数字助手(EDA)、数字静态相机、数字视频相机、便携式多媒体播放器(PMP)、移动因特网装置(MID)、可穿戴计算机、物联网(IoT)装置或者万物网(IoE)装置。
相机系统1a可以包括SoC 10a、相机模块20、外部存储器30、显示装置40、温度传感器50和重力传感器60。上面已经参考图1描述了相机模块20、外部存储器30、显示装置40、温度传感器50和重力传感器60。因此，将仅描述相机系统1和1a之间的差异以避免冗长。相机系统1a可以在显示装置40上显示已经在相机模块20中拾取的静止图像信号(或者静止图像)或者运动图像信号(或者运动图像)。
外部存储器30存储在SoC 10a中执行的程序指令。外部存储器30也可以存储用于在显示装置40上显示静止图像或者运动图像的图像数据。运动图像是短时间段内存在的不同静止图像的序列。
外部存储器30可以由易失性或者非易失性存储器形成。易失性存储器可以是动态随机存取存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)、零电容器RAM(Z-RAM)或者双晶体管RAM(TTRAM)。非易失性存储器可以是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、磁RAM(MRAM)、相变RAM(PRAM)或者电阻性存储器。
SoC 10a控制相机模块20、外部存储器30、显示装置40、温度传感器50和重力传感器60。SoC 10a可以被称为集成电路(IC)、处理器、应用处理器、多媒体处理器或者集成多媒体处理器。SoC 10a可以包括中央处理单元(CPU)100、只读存储器(ROM)110、随机存取存储器(RAM)120、图像信号处理器(ISP)130、显示控制器140、图形处理单元(GPU)150、存储器控制器160、相机I/F 170和系统总线180。SoC 10a也可以包括与图7中图示的那些元件分开的其他元件。上面参考图1描述的自动聚焦控制器300可以以分布式方式在图7中图示的SoC10a的至少一个元件(例如，CPU100和ISP 130)中实现。
可以被称为处理器的CPU 100可以处理或者执行外部存储器30中存储的程序和/或数据。例如，CPU 100可以响应于从时钟信号模块(未示出)输出的操作时钟信号来处理或者执行程序和/或数据。CPU 100可以实现为多核心处理器。多核心处理器是具有两个或更多独立实际处理器(称为核心)的单个计算组件。每一处理器读取和执行程序指令。
CPU 100运行操作系统(OS)。OS可以管理相机系统1a的资源(比如存储器和显示器)。OS可以将资源分配给在相机系统1a中执行的应用。
ROM 110、RAM 120和/或外部存储器30中存储的程序和/或数据可以在必要时加载到CPU 100中的存储器(未示出)。ROM 110可以存储永久程序和/或数据。ROM 110可以实现为可擦可编程ROM(EPROM)或者EEPROM。
RAM 120可以临时存储程序、数据或者指令。存储器110或者30中存储的程序和/或数据可以根据CPU 100的控制或者ROM 110中存储的引导码而临时存储在RAM 120中。RAM120可以实现为DRAM或者SRAM。
ISP 130可以执行各种类型图像信号处理。ISP 130可以处理从(图1中的)图像传感器230接收到的图像数据。例如，ISP 130可以分析从图像传感器230接收到的图像数据并确定聚焦状态。ISP 130还可以对于从图像传感器230接收到的图像数据执行抖动校正、白平衡、就亮度或者对比度而言的色彩校正、色彩协调、量化和到不同色空间的颜色转换。ISP130可以周期性地经由系统总线180在外部存储器30中存储已处理的图像数据。
GPU 150可以读取和执行图形处理中涉及的程序指令。GPU 150可以以高速处理图形图。GPU 150也可以将由存储器控制器160从外部存储器30读取的数据转换为适合于显示装置40的信号。除GPU 150之外，图形引擎(未示出)或者图形加速器(未示出)也可以用于图形处理。
相机I/F 170接口连接相机模块20。例如，相机I/F 170可以根据预定的接口标准或者协议输出用于控制相机模块20的控制信号且可以从相机模块20接收图像数据。相机I/F 170可以在外部存储器30中存储从相机模块20接收到的图像数据或者可以将图像数据发送到另一元件，例如，ISP 130。
存储器控制器160接口连接外部存储器30。存储器控制器160控制外部存储器30的总体操作并控制主机和外部存储器30之间的数据交换。例如，存储器控制器160可以应主机的请求将数据写入到外部存储器30或者从外部存储器30读取数据。这里，主机可以是比如CPU 100、GPU 150、显示控制器140或者相机I/F 170的主机装置。存储器控制器160可以从外部存储器30读取图像数据，并响应于显示控制器140的图像数据请求提供图像数据给显示控制器140。
显示控制器140控制显示装置40的操作。显示控制器140经由系统总线180接收要在显示装置40上显示的图像数据，将图像数据转换为用于显示装置40的信号(例如，符合接口标准的信号)，和发送信号到显示装置40。
元件100、110、120、130、140、150、160和170可以经由系统总线180彼此通信。换句话说，系统总线180连接到SoC 10a的元件100、110、120、130、150、160、170和140中的每一个，用作用于元件之间的数据传输的通道。系统总线180也可以用作用于元件之间的控制信号传输的通道。
系统总线180可以包括用于传输数据的数据总线(未示出)，用于传输地址信号的地址总线(未示出)和用于传输控制信号的控制总线(未示出)。系统总线180可以包括小规模总线，即，用于预定元件之间的数据通信的互连器。
图8是根据本公开的某些实施例的相机的自动聚焦方法的流程图。图9是根据本公开的某些实施例的图8中图示的方法中的寻找镜头聚焦位置的操作的流程图。图8和图9中图示的自动聚焦方法可以由图1或者7中图示的相机系统1或者1a执行。
参考图1到图9，在操作S100中，处理器10或者SoC 10a确定相机是否处于自动聚焦模式。当确定相机处于自动聚焦模式时，在操作S110中处理器10或SoC 10a接收由温度传感器50和重力传感器60测量的相机的温度和姿势。温度传感器50和重力传感器60在图1和图7中图示的实施例中放置在相机模块20的外部，但是在其他实施例中它们可以放置在相机模块20内部。
在操作S120中，处理器10或者SoC 10a根据所测量的温度确定第一偏移(即，温度偏移)，并在操作S130中根据所测量姿势确定第二偏移。此后，在操作S140中，处理器10或者SoC 10a基于第一和第二偏移确定镜头210的移动范围。在寄存器325中可以预先设置初始镜头移动范围。初始镜头移动范围可以包括初始开始值和初始结束值。在操作S140中可以通过将第一和第二偏移加到初始镜头移动范围而确定镜头移动范围。例如，在操作S140中，可以通过将第一和第二偏移加到初始开始值确定镜头210的开始位置，并可以通过将第一和第二偏移加到初始结束值确定镜头210的结束位置。
此后，在操作S150中基于移动范围寻找镜头210的聚焦位置。参考图9，在操作S210中位置控制信号基于所确定的开始位置，即，镜头移动范围的开始值输出到相机模块20。在操作S220中，相机模块20响应于位置控制信号驱动镜头210到开始位置，在开始位置使用镜头210捕获图像，并发送所捕获的图像到处理器10或者SoC 10a。处理器10或者SoC 10a在操作S230中接收和分析图像并在操作S240中基于分析结果确定镜头210是否对焦。当确定镜头210未对焦时，在操作S250中，处理器10或者SoC 10a将用于改变镜头210的位置的位置变化信号输出到相机模块20。位置变化信号可以是与比镜头移动范围的开始值高一级的值对应的位置控制信号。
在操作S220中，相机模块20响应于位置变化信号改变镜头210的位置，在改变位置使用镜头210捕获图像，并发送所捕获的图像到处理器10或者SoC 10a。处理器10或者SoC10a在操作S230中接收和分析图像并在操作S240中基于分析结果确定镜头210是否对焦。重复这种过程直到镜头210对焦为止。
图10是根据本公开的实施例的电子系统1000的框图。
参考图10，电子系统1000可以是能够使用或者支持MIPI接口的数据处理设备，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、因特网协议电视(IPTV)或者智能电话。
电子系统1000包括应用处理器1010、图像传感器1040和显示单元1050。
在应用处理器1010中包括的相机串行接口(CSI)主机1012可以通过CSI建立与图像传感器1040的CSI装置1041的串行通信。例如，光学解串器可以包括在CSI主机1012中，且光学串行器可以包括在CSI装置1041中。
应用处理器1010中包括的显示串行接口(DSI)主机1011可以通过DSI与显示器1050的DSI装置1051建立串行通信。例如，光学串行器可以包括在DSI主机1011中，且光学解串器可以包括在DSI装置1051中。
电子系统1000可以进一步包括用于与应用处理器1010通信的射频(RF)芯片1060。电子系统1000的物理层PHY 1013和RF芯片1060的物理层PHY1061可以根据MIPI DigRF标准彼此交换数据。
电子系统1000可以进一步包括全球定位系统(GPS)1020、存储单元1070、麦克风1080、动态随机存取存储器(DRAM)1085和扬声器1090。电子系统1000可以使用全球微波接入互操作性(Wimax)1030、无线局域网(WLAN)1100、超宽带(UWB)1110等建立通信。
本通用公开也可以具体表现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以将数据存储为此后可以由计算机系统读取的程序的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置。
计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，以使得以分布方式存储和执行计算机可读代码。此外，可以由程序员容易地构造实现本通用公开的功能程序、代码和代码段。
如上所述，根据本公开的某些实施例的，在包括相机模块(包括对温度敏感的塑料镜头和以开环模式调整镜头的位置的VCM致动器)的中低价相机的自动聚焦操作中，根据相机的姿势和温度确定偏移且当确定镜头移动范围时考虑这些偏移，以使得镜头移动范围减小。结果，自动聚焦操作的性能和速度提高。
如该领域中传统的，可以按照执行所描述的一个或多个功能的块描述和图示实施例。在这里可以称为单元或者模块等的这些块由模拟和/或数字电路物理地实现，比如逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储器电路、无源电子组件、有源电子组件、光学组件、硬连线电路等，且这些块可以可选地由固件和/或软件驱动。例如，电路可以具体表现在一个或多个半导体芯片中，或者在比如印刷电路板等的基底支撑上。构成块的电路可以由专用硬件，或者由处理器(例如，一个或多个编程微处理器和关联电路)，或者由执行块的某些功能的专用硬件和执行块的其他功能的处理器的组合实现。实施例的每个块可以物理地分成两个或更多交互和分立块而不脱离本公开的范围。同样地，实施例的多个块可以物理地结合成更复杂的块而不脱离本公开的范围。
虽然已经参考其示例性实施例特别示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解可以在其中做出形式和细节的各种改变而不脱离本公开如权利要求所定义的精神和保护范围。

Claims (20)

1.一种相机控制器，用于控制相机模块，所述相机模块包括塑料镜头和以开环模式控制镜头的位置的致动器，所述相机控制器包括：
偏移确定器，配置为确定与相机的所测量的温度对应的第一偏移和与相机的所测量的姿势对应的第二偏移；
镜头移动范围确定器，配置为基于所述第一偏移和所述第二偏移确定镜头的移动范围；和
自动聚焦计算器，配置为输出用于控制镜头的位置的位置控制信号和基于镜头移动范围寻找镜头的聚焦位置。
2.如权利要求1所述的相机控制器，进一步包括配置为存储初始镜头移动范围的寄存器。
3.如权利要求2所述的相机控制器，其中：
所述初始镜头移动范围包括初始开始值和初始结束值；和
所述镜头移动范围确定器通过将所述第一偏移和所述第二偏移加到初始开始值而确定镜头的开始位置，并通过将所述第一偏移和所述第二偏移加到初始结束值而确定镜头的结束位置。
4.如权利要求3所述的相机控制器，其中，所述自动聚焦计算器基于开始位置输出位置控制信号到相机模块，接收和分析使用响应于位置控制信号由致动器驱动到开始位置的镜头捕获的图像，和基于分析结果确定镜头是否对焦。
5.如权利要求4所述的相机控制器，其中，所述自动聚焦计算器根据确定镜头是否对焦的结果，输出位置控制信号到相机模块以改变镜头的位置。
6.如权利要求4所述的相机控制器，其中，所述自动聚焦计算器计算捕获图像的对比度值和基于对比度值的峰值确定镜头是否对焦。
7.如权利要求4所述的相机控制器，其中，所述偏移确定器包括：
第一查询表，配置为存储分别与多个温度对应的温度偏移和选择并输出接近所测量的温度的至少一个温度偏移；和
第二查询表，配置为存储分别与多个姿势对应的姿势偏移和选择并输出接近所测量的姿势的至少一个姿势偏移。
8.如权利要求7所述的相机控制器，其中：
所选的至少一个温度偏移包括至少两个温度偏移，
所选的至少一个姿势偏移包括至少两个姿势偏移，和
所述偏移确定器包括：
第一插值器，配置为通过对于已经选择的至少两个温度偏移执行插值来计算第一偏移；和
第二插值器，配置为通过对于已经选择的至少两个姿势偏移执行插值来计算第二偏移。
9.如权利要求7所述的相机控制器，其中，所测量的姿势包括：
指示相机模块对垂直于地面的第一轴的角度的第一角度信息；和
指示相机模块对垂直于第一轴的第二轴的角度的第二角度信息。
10.如权利要求7所述的相机控制器，其中，通过测试或者模拟相机模块或者相机模块的代表预先确定温度偏移和姿势偏移。
11.一种相机系统，包括：
相机模块，包括塑料镜头和以开环模式控制镜头的位置的致动器；
温度传感器，配置为测量相机模块的温度；
重力传感器，配置为测量相机模块的姿势；和
相机控制器，配置为基于所测量的温度和所测量的姿势控制相机模块，其中，
所述相机控制器确定与所测量的温度对应的第一偏移和与所测量的姿势对应的第二偏移，基于所述第一偏移和所述第二偏移确定镜头的移动范围，和基于镜头移动范围寻找镜头的聚焦位置。
12.如权利要求11所述的相机系统，其中，所述相机控制器通过将第一偏移和第二偏移加到预定初始镜头移动范围而确定镜头移动范围，并基于镜头移动范围将用于控制致动器的位置控制信号输出到相机模块。
13.如权利要求12所述的相机系统，其中：
所述相机模块基于位置控制信号调整镜头的位置，使用所调整的镜头捕获图像，和输出图像到相机控制器；和
所述相机控制器接收和分析来自相机模块的图像并基于分析结果确定镜头是否对焦。
14.如权利要求13所述的相机系统，其中，所述相机控制器计算图像的对比度值和基于对比度值的峰值确定镜头是否对焦。
15.如权利要求13所述的相机系统，其中，所述相机控制器不从相机模块接收关于镜头的位置的信息，输出位置控制信号到相机模块以在镜头移动范围内顺序地改变镜头的位置直到镜头对焦为止，和接收并分析使用其位置响应于来自相机模块的位置控制信号改变的镜头捕获的图像。
16.一种相机系统，包括：
相机模块，包括镜头和沿着相机模块内的轴移动镜头的致动器；
传感器，测量相机模块的温度或者姿势；和
电子电路：
生成用于沿着轴移动镜头的致动器命令，
根据与所测量的温度或者姿势对应的偏移幅度增大或者减小致动器命令的幅度，从而生成修改的致动器命令，和
将修改的致动器命令传递到致动器从而沿着轴移动镜头。
17.如权利要求16所述的相机系统，其中：
所述传感器测量温度且另一传感器测量姿势，
偏移幅度对应于所测量的温度，和
所述电子电路根据所述偏移幅度和与所测量的姿势对应的另一偏移幅度二者增大或者减小致动器命令的幅度，从而生成修改的致动器命令。
18.如权利要求16所述的相机系统，其中，所述姿势标识相机模块相对于重力的方向的方位。
19.如权利要求16所述的相机系统，其中，所述修改的致动器命令是电流。
20.如权利要求16所述的相机系统，其中，所述电子电路从与低于所测量的温度的第一温度对应的第一偏移幅度和与高于所测量的温度的第二温度对应的第二偏移幅度插值偏移幅度。
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