CN109154711B - 相机模块和及其自动对焦的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括音圈电机致动器的相机模块及其自动对焦方法。该相机模块包括：感测部件，该感测部件用于感测镜头部件的移动；和控制部件，该控制部件用于基于来自感测部件的感测信号来控制镜头部件的移动。当接收到初始操作指令时，控制部件将镜头部件移动到最大移动范围的终点，当镜头部件被定位在最大移动范围的终点时，将从感测部件感测的感测信号与预设参考信号进行比较以由此计算误差的补偿值，并且然后，当接收到对焦操作指令时，基于计算的补偿值将镜头部件移动到焦点位置，以便能够补偿镜头部件的焦点位置。

Description

相机模块和及其自动对焦的方法

技术领域

本发明涉及一种相机模块，并且更具体地，涉及一种用于控制包括音圈电机致动器的相机模块的自动对焦的装置和方法。

背景技术

由于最近的技术发展，发布了具有集中集成在其中的各种功能的多功能移动终端，并且尽管功能复杂且多样化，但移动终端趋向于小型化和轻量化以适应移动环境。

因此，安装在诸如移动电话、膝上型电脑等移动终端中的相机模块由于镜头的超小型化和超精密而趋于小型化。

相机模块的光学系统需要自动对焦功能以具有成为主题的目标对象的清晰视图。

这种自动对焦功能使用各种类型的致动器以便于将镜头模块移动到光学焦点位置。并且，相机模块的自动对焦的性能能够根据被配置成传送镜头模块的致动器的特性而变化。

自动对焦致动器可以包括各种类型的致动器，诸如音圈马达(VCM)致动器、压电驱动致动器、由静态电容驱动的MEM致动器等。

对于采用音圈电机致动器的相机模块，永磁体位于相机模块的固定部分处，并且线圈被附接到要被驱动的镜头模块，由此配置磁路。因此，镜头模块由流过线圈的洛伦兹力驱动。

因此，音圈电机类型的相机模块使用以将特定脉冲施加到线圈并且然后通过线圈传感器感测感应电流的方式获得镜头模块的位置的方案。因为与现有的孔传感器应用技术比较相机模块不使用诸如孔传感器、磁体等部件，所以其在降低材料成本、简化制造工艺和减小产品尺寸方面是有优势的。

然而，关于音圈类型的相机模块，如果在相机的外部附近形成金属闭环，因为线圈传感器的接收信号失真，所以引起焦点位置不能被准确地感测的问题。

如果线圈传感器的接收信号失真，则镜头模块不在预定的基本移动范围内操作并且在基本移动范围的外部操作，从而恶化相机的对焦性能。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是为了解决前述问题和其他问题。当镜头单元位于最大移动范围的终点时，本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过以将由感测单元感测的信号与预定参考信号进行比较的方式计算补偿值来补偿由于失真引起的焦点位置。

当镜头单元移动到最大移动范围的终点时，本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过将镜头单元移动到离镜头单元的当前位置最近的终点来迅速计算补偿值。

当计算误差的补偿值时，本发明的另一目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过计算用于补偿被应用于镜头单元的驱动信号的第一补偿值和用于补偿通过感测单元感测到的信号的第二补偿值中的至少一个来找出精确的自动焦点位置。

当计算误差的补偿值时，本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过计算用于补偿被施加到镜头单元的电流或者电压的增益的第一补偿值和用于补偿通过感测单元感测到的信号的第二补偿值中的至少一个来找出精确的自动焦点位置。

当误差属于预定误差范围时，本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过不计算误差的第一补偿值迅速地补偿由于失真引起的焦点位置。

如果没有附加的误差，本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过不计算附加误差的第二补偿值迅速地补偿由于失真引起的焦点位置。

本发明的另一个目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够根据用户请求或外部亮度使用从由对比度对焦方案、激光对焦方案和混合对焦方案组成的组中选择的至少一个执行自动对焦。

本发明的另一目的是为了提供一种相机模块及其自动对焦方法，该相机模块能够通过以在弹簧和固定单元之间排列阻尼器的方式减小弹簧的自然振荡来防止自动对焦的误差并减少自动对焦时间。

可从本发明获得的技术任务不受上述技术任务的限制。并且，本发明所属的技术领域的普通技术人员从以下描述中能够清楚地理解其他未提及的技术任务。

技术方案

为了实现这些和其他优点并且根据本发明的用途，如具体化和广泛地描述的，根据一个实施例，相机模块包括：感测单元，该感测单元被配置成感测镜头单元的运动；和控制器，该控制器被配置成基于由感测单元感测的感测信号来控制镜头单元的移动。如果接收到初始操作命令，则控制器将镜头单元移动到最大移动范围的终点。如果镜头单元被定位在最大移动范围的终点，则控制器将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较以计算误差的补偿值。如果接收到对焦操作命令，则控制器能够基于计算的补偿值将镜头单元移动到焦点位置，并补偿镜头单元的焦点位置。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的用途，根据不同的实施例，相机模块的自动对焦方法包括下述步骤：检查是否接收到初始操作命令的步骤，如果接收到初始操作命令，则将镜头单元移动到最大移动范围的终点，如果镜头单元被定位在最大移动范围的终点处，则通过比较由感测单元感测到的感测信号与预定的参考信号计算误差的补偿值，检查是否接收到对焦操作命令，如果接收到对焦操作命令，则基于计算的补偿值将镜头单元移动到焦点位置并且补偿镜头单元的焦点位置。

有益效果

在下面描述根据本发明的相机模块及其自动对焦方法的效果或优点。

根据本发明的至少一个实施例，当镜头单元被定位在最大移动范围的终点时能够通过以将感测单元感测的信号与预定参考信号进行比较的方式计算补偿值来补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明的至少一个实施例，能够防止由于外部金属物体引起的自动对焦的误操作，从而提高图像质量。

根据本发明的至少一个实施例，当镜头单元移动到最大移动范围的终点时，能够通过将镜头单元移动到离镜头单元的当前位置最近的终点来迅速计算补偿值。

根据本发明的至少一个实施例，当计算误差的补偿值时，能够通过计算用于补偿被施加到镜头单元的驱动信号的第一补偿值和用于补偿通过感测单元感测到的信号的第二补偿值中的至少一个来找出准确的自动焦点位置。

根据本发明的至少一个实施例，当计算误差的补偿值时，能够通过计算用于补偿用于施加到镜头单元的电流或电压的增益的第一补偿值和用于补偿由感测单元感测的信号的第二补偿值中的至少一个来找出准确的自动焦点位置。

根据本发明的至少一个实施例，当误差属于预定误差范围时，能够通过不计算误差的第一补偿值来迅速补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明的至少一个实施例，如果没有附加误差，则能够通过不计算附加误差的第二补偿值来迅速补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明的至少一个实施例，能够根据用户请求或外部亮度使用从由对比度对焦方案、激光对焦方案和混合对焦方案组成的组中选择的至少一个来执行自动对焦，从而增加用户便利性。

根据本发明的至少一个实施例，能够通过在弹簧和固定单元之间排列阻尼器的方式减少弹簧的自然振荡来防止自动对焦的误差并减少自动对焦时间。

要理解的是，本发明的前述一般描述和下述详细描述两者都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

图1是图示根据本发明的一个实施例的相机模块的框图；

图2是用于解释图1中所示的相机模块和感测单元的部署的横截面图；

图3是图示由于外部金属物体引起的相机模块的对焦误操作的图。

图4是用于由外部金属失真感测信号的失真曲线图；

图5是用于解释相机模块的自动对焦控制过程的框图；

图6是图5中所示的检测单元的细节图；

图7是用于解释相机模块的自动对焦补偿过程的框图；

图8是用于解释相机模块的自动对焦补偿过程的曲线图；

图9是用于根据相机模块的自动对焦补偿过程的补偿信号的曲线图；

图10至图15是用于解释根据本发明的对焦补偿命令的图；

图16是根据本发明的不同实施例的用于相机模块的框图；

图17是用于解释感测单元的固定线圈与镜头单元的可移动线圈之间的电磁感应的图；

图18和19是根据本发明的又一不同实施例的相机模块的框图；

图20是用于解释配置外部亮度的参考值的方法的图；

图21是用于解释配置自动对焦的方法的图；

图22是自动对焦方案的切换通知消息的图；

图23是与镜头单元连接的弹簧的平面图；

图24是图示在应用弹簧的阻尼器之前和之后的自然振荡频率特性的曲线图；

图25至图29是用于解释根据本发明的控制相机模块中的自动对焦的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中被图示，以有助于本领域的普通技术人员实现本发明。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。考虑到说明书书写的简化，在以下描述中使用的组件的术语“模块”和“单元”可互换地使用，但不具有独特的含义或作用。在描述本说明书中公开的实施例时，如果确定相关技术的细节模糊本说明书中公开的实施例的要点，则将省略相应的详细描述。包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图被合并在本说明书中且组成本说明书的一部分，并且图示本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。并且，附图应被理解为包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的各种修改和变化。

包括诸如第一、第二等的序数的术语可以被用于描述各种组件，组件可以不受此限制。并且，术语被用于仅将一个组件与其他组件区分开的目的。

如果提及一个组件“连接到”或“接入”另一个组件，则可以连接前述组件以直接接入后面的组件。然而，要理解，其间可能存在不同的组件。另一方面，如果提及一个组件“直接连接到”或“直接接入”另一个组件，则要理解，其间可以不存在不同的组件。

除非在上下文中具有明确的含义，否则单数表达可以包括复数表达。

在本申请中，诸如“包括”、“具有”等的术语旨在指定在说明书中公开的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合并且应被理解为不排除存在或添加至少一个或多个特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的可能性。

本说明书中描述的相机模块可以应用于移动电话、智能手机、膝上型计算机、数字广播终端、PDA(个人数字助理)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航系统、平板PC、平板电脑、超极本、可穿戴式设备(例如，智能手表、智能眼镜、HMD(头戴式显示器))等。

然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，根据本说明书中公开的实施例的相机模块的配置除了仅适用于移动终端的情况之外，还适用于诸如数字电视、台式计算机、数字标牌等等的固定终端。

图1是图示根据本发明的一个实施例的相机模块的框图。

如图1中所示，本发明的相机模块能够通过移动相机单元100的镜头单元110来执行自动对焦。相机模块能够包括：感测单元200，被配置成感测镜头单元110的移动；和控制器300，被配置成基于由感测单元200感测的信号控制镜头单元110的移动。

相机单元100能够包括镜头单元110，该镜头单元110包括镜头112、固定单元、磁体、线圈120等。在这种情况下，固定单元具有形成在其中的穿孔，并且磁体能够被布置在固定单元的穿孔的内侧表面上。

并且，镜头单元110包括至少一个或多个镜头112，并且能够在固定单元的穿孔内线性地移动。

线圈120以围绕镜头单元110的外表面的方式被部署，并且可以与镜头单元110一起移动。在这种情况下，线圈120和磁体对应于用于移动镜头单元的致动器。线圈和磁体能够操作镜头单元110，使得镜头单元110沿向上和向下的方向线性移动。

感测单元200可以对应于线圈传感器，该线圈传感器被配置成感测根据离镜头单元110的距离而变化的电流或电压。在这种情况下，感测单元200以与镜头单元110的一侧分开了与规定的空间一样多的方式被部署并且能够被定位在镜头单元110的移动方向上。因此，感测单元200能够从线圈120接收根据离部署在镜头单元110上的线圈120的距离而变化的电流或电压。

因此，部署到镜头单元110的线圈120和感测单元200的线圈能够通过电磁感应从镜头单元110的线圈120向感测单元200的线圈感应电流或电压。在这种情况下，感应电流或电压值可以根据镜头单元110的线圈与感测单元200的线圈之间的距离而变化。

即，感应到感测单元200的线圈的电流或电压值根据感测单元200和镜头单元110之间的垂直距离而变化。使用这样的位移值，能够预测镜头单元110的移动位置。

并且，控制器300能够基于镜头单元110的移动位置来分析当前位置是否对应于焦点位置。

同时，控制器300基于由感测单元200感测的信号来控制镜头单元110的移动。如果接收到初始操作命令，则控制器300将镜头单元110移动到最大移动范围的终点。当镜头单元110被定位在最大移动范围的终点时，控制器能够通过将由感测单元200感测的信号与预定参考信号相互比较来计算误差的补偿值。在这种情况下，最大移动范围可以对应于镜头单元110能够最大程度地向前移动到的第一端点与镜头单元110能够最大程度地向后移动到的第二端点之间的移动距离。

如果接收到对焦操作命令，则控制器300基于所计算的补偿值将镜头单元110移动到焦点位置，并且可以能够补偿镜头单元110的焦点位置。

基于计算的补偿值补偿镜头单元110的焦点位置。这是因为，如果在相机的外表面附近形成金属闭环，则由感测单元200感测的感测信号失真并且难以测量镜头单元的焦点位置。具体地，如果感测单元200的感测信号失真，因为镜头单元110在预定的基本移动范围的外部操作而不在预定的基本移动范围内操作，所以可能发生自动对焦的误操作。

同时，当接通包括相机模块的设备的电源时，控制器300能够计算误差的补偿值。

作为情况，当执行用于操作相机模块的相机app时，控制器300能够计算误差的补偿值。

作为不同的情况，当相机模块操作并且接收到用于请求对焦补偿的用户输入时，控制器300能够计算误差的补偿值。

作为另一种不同的情况，当镜头单元110偏离焦点移动范围时，控制器300能够计算误差的补偿值。在这种情况下，焦点移动范围对应于用于对焦的镜头单元110的移动范围。焦点移动范围可以属于镜头单元110的最大移动范围。作为示例，如果镜头单元110被定位在焦点移动范围的终点和最大移动范围的终点之间，则控制器300能够计算误差的补偿值。

作为另一种不同的情况，如果金属物体安装在镜头单元110附近，则控制器300能够计算误差的补偿值。例如，相机模块能够包括被配置成感测金属物体的安装的传感器，并且控制器300能够根据从传感器接收的信号识别金属物体是否安装在镜头单元110附近。

作为另一种不同的情况，如果移除安装在镜头单元110附近的金属物体，则控制器能够计算误差的补偿值。例如，相机模块能够包括配置成感测金属物体的安装的传感器，并且控制器300能够根据从传感器接收的信号识别安装在镜头单元110附近的金属物体是否被移除。

当镜头单元110被移动到最大移动范围的终点时，控制器300计算镜头单元110的当前位置点与最大移动范围的第一终点之间的第一距离，计算镜头单元110的当前位置点与最大移动范围的第二端点之间的第二距离，并将第一距离和第二距离相互比较以将镜头单元110移动到在第一个终点和第二个终点当中的更靠近镜头单元110的终点。

当控制器300计算误差的补偿值时，控制器300能够计算用于补偿施加到镜头单元110的驱动信号的第一补偿值和用于补偿由感测单元200感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个。在这种情况下，控制器300能够将第一和第二补偿值存储在存储单元中。

例如，当计算第一补偿值时，控制器300通过将由感测单元200感测的感测信号与预定参考信号相互比较来检查是否存在误差。如果检查到误差，则控制器将计算并存储误差的第一补偿值。在这种情况下，当控制器300检查是否存在误差时，如果误差不属于预定的误差范围，则控制器计算误差的第一补偿值。如果误差属于预定误差范围，则控制器可以不计算误差的第一补偿值。

当计算第二补偿值时，控制器300基于计算的第一补偿值补偿施加到镜头单元110的驱动信号，将补偿的驱动信号施加到镜头单元110，并通过将由感测单元200感测的感测信号与预定参考信号进行比较检查是否存在附加误差。如果检查到附加误差，则控制器计算附加误差的第二补偿值并存储计算的第二补偿值。

当控制器300补偿镜头单元110的焦点位置时，控制器300通过基于计算的第一补偿值补偿施加到镜头单元110的驱动信号来将镜头单元110移动到焦点位置并且可以基于所计算的第二补偿值来补偿镜头单元110的焦点位置。

随后，当计算误差的补偿值时，控制器300能够计算用于补偿施加到镜头单元110的电流或电压的增益的第一补偿值和用于补偿由感测单元200感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个。在这种情况下，当补偿镜头单元110的焦点位置时，控制器300通过基于所计算的第一补偿值补偿被施加到镜头单元110的电流或电压的增益将镜头单元100移动到焦点位置，并且能够基于所计算的第二补偿值来补偿镜头单元110的焦点位置。

同时，相机模块还能够包括：焦点位置计算单元，其被配置成检测来自感测单元200的电流或电压的位移值，并基于检测到的位移值计算焦点位置值。在这种情况下，控制器300能够通过根据计算的焦点位置值将驱动信号施加到镜头单元110来控制镜头单元110的移动。

例如，焦点位置计算单元能够包括：检测单元，其被配置成检测来自感测单元200的电流或电压的位移值；和计算单元，其被配置成基于检测单元检测到的电流或电压的位移值计算镜头单元110的焦点位置值。

例如，检测单元可以包括半波整流单元、转换单元、放大单元和峰值检测单元。在这种情况下，半波整流单元被配置成将从感测单元200接收的电流或电压的频率信号整流成半波信号，转换单元被配置成将从半波波整流单元接收到的半波信号整流成电流或者电压，放大单元被配置成放大由转换单元转换的电流或电压的频率信号，并且峰值检测单元被配置成检测放大单元放大的频率信号的峰值。

同时，当驱动信号被施加到镜头单元110时，控制器300能够将与低频信号对应的驱动信号与随机高频信号合成。在这种情况下，对应于低频信号的驱动信号可以包括用于移动镜头单元110的信号分量。在驱动信号中合成的高频信号可以是用于感测镜头单元110的移动位置的信号分量并且包括高于驱动信号的频率信号。例如，在驱动信号中合成的高频信号可以对应于100kHz～5MHz的信号。

并且，焦点位置计算单元检测包括在驱动信号中的高频信号，并且能够基于检测到的高频信号计算镜头单元110的焦点位置值。

相机模块还能够包括：图像传感器，其被配置成感测经由镜头单元的镜头112入射的图像；和图像信号处理单元，其被配置成处理由图像传感器感测的图像信号。在这种情况下，焦点位置计算单元能够基于由图像信号处理单元处理的图像信号和从感测单元200接收的电流或电压的位移值来计算焦点位置值。

作为一种情况，相机模块还能够包括距离传感器，该距离传感器被配置成感测要捕获的主题与相机模块之间的距离。在这种情况下，焦点位置计算单元能够基于距离传感器感测到的主题的距离来计算焦点位置值。例如，距离传感器能够包括：光照射单元，其被配置成向主题照射光；和光接收单元，其被配置成接收从主题反射的光。光照射单元可以对应于至少一个激光二极管或垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，本发明可以不限于此。

作为一种不同的情况，相机模块还能够包括：距离传感器，其被配置成感测离与要捕获的主题的距离；图像传感器，其被配置成感测经由镜头单元110的镜头112入射的图像；以及图像信号处理单元，其被配置成处理由图像传感器感测的图像信号。在这种情况下，焦点位置计算单元能够基于由图像信号处理单元处理的图像信号和从感测单元接收的电流或电压的位移值来计算焦点位置值。或者，焦点位置计算单元能够基于离由距离传感器感测到的主题的距离来计算焦点位置值。

作为另一种不同的情况，相机模块还能够包括配置成感测外部亮度的照度传感器。在这种情况下，如果由照度传感器感测的外部亮度等于或大于参考值，则焦点位置计算单元基于由图像信号处理单元处理的图像信号和从感测单元接收的电流或电压位移值来计算焦点位置值。如果由照度传感器感测的外部亮度小于参考值，则焦点位置计算单元基于离距离传感器感测到的主题的距离来计算焦点位置值。例如，外部亮度的参考值可以对应于大约100勒克斯。

如果由照度传感器感测到的外部亮度小于参考值，则焦点位置计算单元能够向显示屏提供通知消息，该通知消息通知对焦方案正在从用于使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案切换到用于使用离主题的距离计算焦点位置的激光对焦方案。

如果接收到用于外部亮度的参考值配置请求信号，则焦点位置计算单元向显示屏幕提供参考值配置窗口。如果经由参考值配置窗口接收到参考值配置完成信号，则焦点位置计算单元能够根据配置完成的配置值来改变外部亮度的参考值。

随后，如果接收到自动对焦配置请求信号，则焦点位置计算单元向显示屏幕提供自动对焦配置窗口。如果经由自动对焦配置窗口接收到自动对焦配置完成信号，则焦点位置计算单元能够根据配置完成的自动对焦方案来计算焦点位置值。在这种情况下，自动对焦配置窗口能够包括用于使用主题的图像对比度来计算焦点位置的对比度对焦项目、用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦项目、以及用于使用用于使用主题的图像对比度来计算焦点位置的对比度对焦方案和用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦方案中的一个计算焦点位置的混合对焦项目。

如在前面的描述中所提及的，根据本发明，当镜头单元110被定位在最大移动范围的终点时，能够通过以将感测单元200感测的感测信号与预定参考信号相互比较的方式计算补偿值来补偿由于失真引起的焦点位置。

特别地，根据本发明，能够防止由于外部金属物体引起的自动对焦的误操作，从而提高图像质量。

图2是用于解释图1中所示的相机模块和感测单元的部署的横截面图。

如图2中所示，相机模块能够通过移动镜头单元110来执行自动对焦。相机模块能够包括固定单元130、磁体140、镜头单元110和线圈120。

在这种情况下，固定单元130可以具有形成在固定单元130的中心区域中的穿孔。磁体140可以布置在固定单元130的穿孔的内侧面上。例如。可以存在单个磁体140。在一些情况下，可以提供多个磁体140。在设置多个磁体140的情况下，磁体140可以以相等的间隔彼此间隔开的方式布置。在一些情况下，磁体140可以以不同的间隔布置。

多个磁体140可以相对于坐标轴对称地布置，该坐标轴穿过固定单元130的穿孔的中心。用于布置对称于穿过固定单元130的穿孔的中心的坐标轴的多个磁体140，的原因是，在没有外部影响的情况下根据镜头单元110的移动稳定地检测电流或电压的位移值。

镜头单元110包括至少一个镜头112并且能够在固定单元130的穿孔内线性移动。

线圈120被布置成包围镜头单元110的外表面，使得可与镜头单元110一起移动。在这种情况下，线圈120和磁体140配置用于移动镜头单元110的致动器并且能够驱动镜头单元110以在顶部或底部方向上线性移动。

感测单元200可以对应于线圈传感器，该线圈传感器被配置成感测电流或电压，该电流或电压根据距镜头单元110的距离而变化。在这种情况下，感测单元200通过与镜头单元110的一侧隔开了预定的间隔被布置并且能够位于镜头单元110的移动方向的线上。因此，感测单元200能够从线圈120接收电流或电压，该电流或电压根据离被布置在镜头单元110上的线圈120的距离而变化。

因此，部署到镜头单元110的线圈120和感测单元200的线圈能够通过电磁感应从镜头单元110的线圈120向感测单元200的线圈感应电流或电压。在这种情况下，感应电流或电压值可以根据镜头单元110的线圈120与感测单元200的线圈之间的距离而变化。

即，感应到感测单元200的线圈的电流或电压值根据感测单元200和镜头单元110之间的垂直距离而变化。使用这样的位移值，能够预测镜头单元110的移动位置。

此外，感测单元200的线圈的匝数可以与布置在镜头单元110上的线圈120的匝数不同。例如，感测单元200的线圈的匝数可以小于被布置在镜头单元110上的线圈120的匝数。感测单元200的线圈的匝数小于布置在镜头单元110上的线圈120的匝数的原因在于，相机模块的整体尺寸能够被减小并且能够放大感应到感测单元200的电流或电压的频率信号。

在一些情况下，感测单元200的线圈的匝数可以等于布置在镜头单元110上的线圈120的匝数。

本发明的相机模块还可以包括弹簧(未被描述)，该弹簧被配置成通过连接在固定单元130和镜头单元110之间而根据镜头单元100的移动提供弹力。

这里，阻尼器可以布置在弹簧和固定单元130之间。具体地，阻尼器可以被布置为与弹簧和固定单元130的连接端相邻。设置阻尼器的原因是抑制弹簧的自然振荡。因此，通过减小滞后特性，能够防止自动对焦的误差。

随后，感测单元200被布置在镜头单元110的一侧上，并且图像传感器400能够基于镜头单元110布置在镜头单元110的另一侧上。在这种情况下，图像传感器400能够感测经由镜头单元110的镜头112照射的图像。

在一些情况下，对应于感测单元200和图像传感器400的线圈传感器能够基于镜头单元110一起定位在镜头单元110的一侧处。具体地，从镜头单元110的角度来看，对应于感测单元220的线圈传感器和图像传感器400能够在相同的方向上定位在一起。

同时，因为本发明的感测单元200对应于线圈传感器，如果在相机的外部附近形成金属闭环，则由感测单元200感测的信号失真。结果，导致无法准确地感测到焦点位置的问题。如果由感测单元200感测的信号失真，则镜头单元110不在预定的基本移动范围内操作并且在基本移动范围的外部操作。因此，可能发生自动对焦的误操作。

如果接收到初始操作命令，则控制器将镜头单元110移动到最大移动范围的终点。当镜头单元110被定位在最大移动范围的终点时，控制器能够通过将由感测单元200感测的信号与预定参考信号相互比较来计算误差的补偿值。在这种情况下，最大移动范围可以对应于镜头单元110能够最大程度地向前移动到的第一端点与镜头单元110能够最大程度地向后移动到的第二端点之间的移动距离。如果接收到对焦操作命令，则控制器基于计算的补偿值将镜头单元110移动到焦点位置，并且能够补偿镜头单元110的焦点位置。

图3是图示由于外部金属物体引起的相机模块的对焦误操作的图并且图4是用于由外部金属物体失真的感测信号的失真的曲线图。

如图3中所示，相机模块能够包括：感测单元200，其对应于布置在镜头单元110的前侧的线圈传感器；和图像传感器400，其被布置在镜头单元110的后侧。

作为金属闭环的这种外部金属物体250能够被形成在感测单元200的线圈传感器附近。如果外部金属物体250形成在感测单元200附近，则感测单元200的感测信号能够被失真。如果感测单元200的感测信号失真，则镜头单元110不在预定的基本移动范围(A区域)中操作，而是在失真的移动范围(B区域)中操作。因此，发生自动对焦的误操作，从而使对焦性能劣化。

如图4中所示，当不存在外部金属物体时，如果驱动信号被施加到镜头单元110，则镜头单元110移动并且感测单元200通过电磁感应从镜头单元110接收电磁感应脉冲，该电磁感应脉冲根据镜头单元110的移动而变化。通过这样做，能够获知镜头单元110的当前位置。

相反，如果存在外部金属物体，则在从镜头单元110接收的电磁感应脉冲上发生失真。因此，对于感测单元200来说可能难以测量镜头单元110的当前位置。。

根据本发明的相机模块计算补偿值，该补偿值能够补偿电磁感应脉冲的失真，不管是否存在外部金属物体，并且基于补偿值来补偿镜头单元的焦点位置，从而提高自动对焦性能。

图5是用于解释相机模块的自动对焦控制过程的框图并且图6是图5中所示的检测单元的细节图。

如图5中所示，相机模块能够包括相机单元100，该相机单元100包括固定单元130、磁体140、镜头单元110和线圈120；感测单元200；控制器300；图像传感器400；图像信号处理单元500；以及检测单元600。

在这种情况下，固定单元130可以具有形成在固定单元130的中心区域中的穿孔。磁体140可以布置在固定单元130的穿孔的内侧面上。

镜头单元110包括至少一个镜头112并且能够在固定单元130的穿孔内线性移动。

线圈120被布置以包围镜头单元110的外表面，使得可与镜头单元110一起移动。在这种情况下，线圈120和磁体140配置用于移动镜头单元110的致动器并且能够驱动镜头单元110以在顶部或底部方向上线性移动。

感测单元200可以对应于线圈传感器，该线圈传感器被配置成感测电流或电压，该电流或电压根据离镜头单元110的距离而变化。在这种情况下，感测单元200通过与镜头单元110的一侧隔开预定的间隔被布置并且能够位于镜头单元110的移动方向的线上。因此，感测单元200能够从线圈120接收电流或电压，该电流或电压根据离布置在镜头单元120上的线圈120的距离而变化。

因此，部署到镜头单元110的线圈120和感测单元200的线圈能够通过电磁感应从镜头单元110的线圈120向感测单元200的线圈感应电流或电压。在这种情况下，感应电流或电压值可以根据镜头单元110的线圈120与感测单元200的线圈之间的距离而变化。

并且，检测单元600能够检测来自感测单元200的电流或电压的位移值。在这种情况下，如图6中所示，检测单元600可以包括半波整流单元610、转换单元620、放大单元630和峰值检测单元640。在这种情况下，半波整流单元610被配置成将从感测单元200接收的电流或电压的频率信号整流成半波信号，转换单元620被配置成将从半波整流单元接收的半波信号转换成电流或电压，放大单元630被配置成放大由转换单元620转换的电流或电压的频率信号，并且峰值检测单元640被配置成检测由放大单元630放大的频率信号的峰值。

因此，控制器300能够基于由检测单元600检测到的电流或电压的位移值来计算镜头单元110的当前位置。具体地，因为感应到感测单元200的线圈的电流或电压200根据感测单元200和镜头单元110之间的垂直距离而变化，所以控制器300能够使用位移值预测镜头单元的移动位置。

随后，感测单元200被布置在镜头单元110的一侧上，并且图像传感器400能够基于镜头单元110被布置在镜头单元110的另一侧上。在这种情况下，图像传感器400能够感测经由镜头单元110的镜头112照射的图像。并且，图像信号处理单元500能够处理由图像传感器400感测的图像信号。

随后，控制器300基于由图像信号处理单元500处理的图像信号和由检测单元600检测到的电流或电压的位移值来测量镜头单元110的当前位置，并且能够检查所测量的镜头单元110的当前位置是否对应于焦点位置。

同时，如果接收到初始操作命令，则控制器300将镜头单元110移动到最大移动范围的终点。当镜头单元110被定位在最大移动范围的终点时，控制器300能够通过将由感测单元200感测的信号与预定参考信号相互比较来计算误差的补偿值。在这种情况下，最大移动范围可以对应于镜头单元110能够最大程度地向前移动到的第一端点与镜头单元110能够最大程度地向后移动到的第二端点之间的移动距离。如果接收到对焦操作命令，则控制器300基于所计算的补偿值将镜头单元110移动到焦点位置，并且能够补偿镜头单元110的焦点位置。

图7是用于解释相机模块的自动对焦补偿过程的框图，图8是用于解释相机模块的自动对焦补偿过程的曲线图，并且图9是根据相机模块的自动对焦补偿过程的补偿信号的曲线图。

如图7中所示，如果接收到初始操作命令，则控制器能够将镜头单元110移动到最大移动范围(R1)的终点102/104，以防止信号被外部金属物体失真。在这种情况下，最大移动范围R1可以对应于镜头单元110能够最大程度地向前移动到的第一端点102与镜头单元110能够最大程度地向后移动到的第二端点104之间的移动距离。

最大移动范围R1的第一端点102和第二端点104对应于机械上不变化的点。当设计相机模块时，从被定位在最大移动范围R1的终点的镜头单元110接收的信号能够被预先配置成参考信号。因此，尽管感测单元感测的感测信号被外部金属失真，但是，如果当感测单元110被定位在终点时通过将感测信号和参考信号相互比较来计算误差的补偿值，其也能够补偿对焦区域中的信号失真。

特别地，当镜头单元110被定位在最大移动范围的终点时，能够通过将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号相互进行比较来计算误差的补偿值。

当镜头单元110移动到最大移动范围R1的终点以计算补偿值时，控制器计算镜头单元110的当前位置点与最大移动范围R1的第一终点102之间的第一距离(d1)，计算镜头单元110的当前位置点与最大移动范围R1的第二端点104之间的第二距离(d2)，并将第一距离(d1)和第二距离(d2)相互进行比较并且使镜头单元110移动到最大移动范围R1的第一端点102和第二端点104当中的更靠近镜头单元110的点。镜头单元110移动到更靠近镜头单元的端点的原因是快速计算补偿值。

当计算误差的补偿值时，控制器计算用于补偿施加到镜头单元110的驱动信号的第一补偿值和用于补偿由感测单元感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个并将计算出的第一和第二补偿值存储在存储单元中。

在一些情况下，当计算误差的补偿值时，控制器计算用于补偿施加到镜头单元110的电流或电压的增益的第一补偿值和用于补偿由感测单元感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个，并将计算的第一和第二补偿值存储在存储单元中。

当计算第一补偿值时，控制器将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号相互比较，以检查是否存在误差。如果检查到误差，则控制器计算误差的第一补偿值并存储计算的第一补偿值。如果没有检查到误差，则控制器能够立即执行自动对焦操作而无需计算误差的第一补偿值。

当控制器检查是否存在误差时，如果误差不属于预定的误差范围，则控制器计算误差的第一补偿值。如果误差属于预定误差范围，则控制器能够立即执行自动对焦操作而无需计算误差的第一补偿值。当误差属于预定误差范围时，控制器不计算误差的第一补偿值的原因是快速执行自动对焦操作。

当计算第二补偿值时，控制器基于计算出的第一补偿值补偿施加到镜头单元110的驱动信号，将补偿后的驱动信号施加到镜头单元110，并相互比较感测单元感测到的感测信号和预定参考信号以检查是否存在附加误差。如果检查到附加误差，则控制器计算附加误差的第二补偿值并存储计算的第二补偿值。检查附加误差的原因是精密地调节由感测单元感测的感测信号，并且精细地且精确地补偿镜头单元的焦点位置。

随后，如果接收到对焦操作命令，则控制器基于所计算的补偿值将镜头单元110移动到焦点位置，以补偿镜头单元110的焦点位置。具体地，如果接收到对焦操作命令，则控制器在焦点移动范围R2内移动镜头单元110以找出焦点位置。在这种情况下，焦点移动范围R2对应于镜头单元110移动以进行对焦的移动范围。焦点移动范围R2对应于焦点移动范围R2的第一端点106和第二端点108之间的距离，并且可以属于镜头单元110的最大移动范围R1。

特别地，当补偿镜头单元110的焦点位置时，控制器基于计算的第一补偿值补偿施加到镜头单元110的驱动信号，将镜头单元110移动到焦点位置，并且可以基于所计算的第二补偿值来补偿镜头单元110的焦点位置。

在一些情况下，当控制器补偿镜头单元110的焦点位置时，控制器基于计算的第一补偿值补偿施加到镜头单元100的电流或电压的增益，将镜头单元移动到焦点位置100，并且能够基于所计算的第二补偿值来补偿镜头单元100的焦点位置。

如图8中所示，当不存在外部金属物体时，如果驱动信号被施加到镜头单元110，则镜头单元110移动并且感测单元200通过电磁感应从镜头单元110接收电磁感应脉冲，该电磁感应脉冲根据镜头单元110的移动而变化并且能够获知镜头单元110的当前位置。

相反，如果存在外部金属物体，则从镜头单元110接收的电磁感应脉冲失真。结果，可能难以测量镜头单元110的当前位置。

根据本发明的相机模块计算能够补偿电磁感应脉冲的失真的补偿值，不管是否存在外部金属物体，并且基于计算的补偿值补偿镜头单元的焦点位置，从而增强自动对焦性能。

特别地，当补偿镜头单元的焦点位置时，本发明的相机模块基于计算的第一补偿值补偿施加到镜头单元的驱动信号(a)，将镜头单元移动到焦点位置，基于第二补偿值补偿由感测单元感测的感测信号(b)，并且补偿镜头单元的焦点位置。

在一些情况下，当本发明的相机模块补偿镜头单元的焦点位置时，相机模块基于首先计算的补偿值补偿施加到镜头单元的电流或电压的增益(a)；将镜头单元移动到焦点位置，并且能够通过基于计算的第二补偿值补偿由感测单元感测的感测信号(b)来补偿镜头单元的焦点位置。

如图9中所示，本发明的相机模块计算误差的补偿值，并且能够补偿自动焦点位置，不论是否存在外部金属物体。通过这样做，能够防止能够由外部金属物体引起的自动对焦的误操作，从而增强图片质量。

根据本发明，当另外安装外部金属物体或移除安装的外部金属物体时，能够防止自动对焦的误操作，从而提高可靠性。

例如，图9是示出镜头单元的当前移动位置的目标移动位置的曲线图。对焦区域对应于用于对焦的镜头单元的对焦移动范围，并且对焦区域可以属于最大移动范围。因此，如果当前移动值和目标移动值之间的误差属于对焦区域中的特定误差范围，则镜头单元能够执行精确的对焦操作。

然而，当外部金属物体安装在相机模块中时，如果目标移动值对应于t1，则由于信号失真，实际移动值可能被变成a1。因此，根据本发明，镜头单元移动到镜头单元未机械改变的最大移动范围的终点，由于信号失真导致的误差(当前移动值a1与目标移动值t1之间的误差)在最大移动范围的终点处被分析，并且可以在对焦区域中计算误差的补偿值。随后，如果基于计算的补偿值在对焦区域中补偿镜头单元的焦点位置，则能够将镜头单元调节到对目标移动值t1具有很小误差的补偿移动值t2。

当从相机模块移除金属物体时，如果目标移动值对应于t1，则由于信号失真，实际移动值可能被变成a2。因此，根据本发明，镜头单元移动到镜头单元未机械改变的最大移动范围的终点，由于信号失真导致的误差(当前移动值a2与目标移动值t1之间的误差)在最大移动范围的终点处被分析，并且能够在对焦区域中计算误差的补偿值。随后，如果基于计算的补偿值在对焦区域中补偿镜头单元的焦点位置，则能够将镜头单元调节到对目标移动值t1具有很小误差的补偿移动值t2。

特别地，根据本发明，能够防止由于外部金属物体引起的自动对焦的误操作，从而提高图片质量。

图10至15是用于解释根据本发明的对焦补偿命令的图。

如图10至图15中所示，根据本发明，如果接收到用于补偿焦点的初始操作命令，则能够计算由于信号失真引起的补偿值。

作为示例，如图10中所示，当接通包括相机40的设备的电源时根据本发明的控制器能够计算补偿值。具体地，如果接收到用于选择包括相机40的设备10的电源按钮30的用户输入，则控制器能够执行用于计算补偿值的操作。在这种情况下，用于计算补偿值的操作可以对应于如下操作：将镜头单元移动到最大移动范围的终点、当镜头单元被定位在最大移动范围的终点处时将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号相互比较、以及计算误差的补偿值。并且，如果接收到对焦操作命令，则控制器基于计算的补偿值将镜头单元移动到焦点位置并且能够补偿镜头单元的焦点位置。

作为不同的示例，如图11中所示，如果执行用于操作相机400的相机app，则本发明的控制器能够计算补偿值。具体地，如果在包括相机40的设备10的显示屏20上接收到用于选择相机app执行图标50的用户输入，则控制器能够执行用于计算补偿值的操作。

作为又一不同的示例，如图12中所示，如果执行相机并且接收到用于请求对焦补偿的用户输入，则本发明的控制器能够计算补偿值。特别地，如果执行相机应用，则包括相机的设备10在显示屏20上显示相机执行屏幕60。如果在相机执行屏幕60上接收到用于选择焦点补偿按钮70的用户输入，则控制器能够执行用于计算补偿值的操作。

作为又一不同的示例，如图13中所示，如果镜头单元110偏离焦点移动范围(R2)，则本发明的控制器能够计算补偿值。在这种情况下，焦点移动范围(R2)对应于镜头单元100移动以进行对焦的移动范围，并且可以属于镜头单元110的最大移动范围(R1)。特别地，如果镜头单元100被定位在焦点移动范围(R2)的终点106/108和最大移动范围(R1)的终点102/104之间，则控制器能够计算补偿值。例如，如果镜头单元110被定位在焦点移动范围(R2)的第一端点106和最大移动范围(R1)的第一端点102之间的第一间隙(g1)处，或者被定位在焦点移动范围(R2)的第二端点108和最大移动范围(R1)的第二端点104之间的第二间隙(g2)处，则控制器能够计算补偿值。

作为又一不同的示例，如图14中所示，如果金属物体44被安装在相机40的附近42，则本发明的控制器能够计算补偿值。在这种情况下，根据本发明，能够包括传感器220，该传感器220被配置成感测金属物体44的附接/拆卸。控制器300能够根据从传感器220接收到的信号识别金属物体44是否安装在相机40的附近42。

作为又一不同示例，如图15中所示，如果从相机40移除相机40附近42的金属物体44，则本发明的控制器能够计算补偿值。在这种情况下，根据本发明，能够包括传感器220，该传感器220被配置成感测金属物体44的附接/拆卸。控制器300能够根据从传感器220接收到的信号识别是否从相机40移除了被安装在相机40附近的金属物体44。

如在前面的描述中提到的，根据本发明，能够根据各种类型的对焦补偿命令计算由于信号失真引起的补偿值，从而防止对焦误操作并提供用户便利性。

图16是根据本发明的不同实施例的相机模块的框图。

如图16中所示，本发明的相机模块包括用于感测镜头单元110的移动的感测单元。在这种情况下，相机模块可以使用对比度对焦方案，其使用主题的图像对比度来计算焦点位置。

使用对比度对焦方案的相机模块能够包括图像传感器400、图像信号处理单元500、焦点位置计算单元800和控制器300。在这种情况下，图像传感器400感测经由以与弹簧900连接的方式移动的镜头单元110的镜头入射的主题的图像。图像信号处理单元500处理由图像传感器400感测的图像信号。焦点位置计算单元800能够基于由图像信号处理单元500处理的图像信号的位置值和从与感测单元对应的线圈传感器接收的电流或电压的位移值计算焦点位置值。

例如，焦点位置计算单元800能够包括：检测单元810，其被配置成检测从线圈传感器接收的电流或电压的位移值；计算单元820，其被配置成基于由图像信号处理单元500处理的图像信号和由检测单元810检测的电流或电压的位移值计算镜头单元110的焦点位置值。计算单元820将信号处理的图像的对比度相互比较，从图像中提取最高对比度的图像并且确定在其处捕获所提取的图像的移动单元200的位置作为优化焦点位置。

随后，如果接收到用于对焦补偿的初始操作命令，则控制器300计算由于信号失真引起的补偿值。如果接收到对焦操作命令，则控制器控制焦点位置计算单元800计算焦点位置值，基于计算的补偿值和焦点位置值将镜头单元110移动到焦点位置，并补偿镜头单元110的焦点位置。

图17是用于解释感测单元的固定线圈和镜头单元的可移动线圈之间的电磁感应的图。

如图17中所示，本发明的相机模块能够包括感测单元的固定线圈和镜头单元的可移动线圈。能够通过电磁感应将电流或者电压从镜头单元的可移动线圈感应到感测单元的固定线圈。在这种情况下，感应电流或电压值可以根据镜头单元的可移动线圈和感测单元的固定线圈之间的距离而变化。特别地，感应到感测单元的固定线圈的电流或电压根据镜头单元的可移动线圈和感测单元的固定线圈之间的垂直距离而变化。能够使用位移值来预测镜头单元的移动位置。

在低频信号上承载高频信号的驱动信号被施加到镜头单元的可移动线圈，并且驱动信号能够被发送到感测单元的固定线圈。特别地，施加到镜头单元的可移动线圈的驱动信号可以对应于在低频驱动信号上承载随机高频信号的信号。因此，固定线圈通过电磁感应接收从可移动线圈感应的电流或电压的频率信号。接收的频率信号可以对应于在低频信号上承载高频信号的信号。在这种情况下，固定线圈接收的电磁感应高频响应信号随着固定线圈和可移动线圈之间的距离变长而变弱。随着固定线圈和可移动线圈之间的距离变短，电磁感应高频响应信号变得更强。

因为固定线圈接收到的电磁感应高频响应信号根据固定线圈和可移动线圈之间的距离而变化，所以，如果检测单元检测到固定线圈接收的电流或电压的位移值，则控制器能够使用位移值预测镜头单元的移动位置值。

控制器使用镜头单元的预测位置值找出优化的自动焦点位置值，并且能够控制镜头单元的移动以使镜头单元的实际位置值移动到优化的自动焦点位置值。

同时，当驱动信号施加到镜头单元的可移动线圈时，控制器能够将对应于低频信号的驱动信号与随机高频信号合成。在这种情况下，对应于低频信号的驱动信号可以包括用于移动镜头单元的信号分量。在驱动信号中合成的高频信号可以是用于感测镜头单元的移动位置的信号分量，并且包括高于驱动信号的频率信号。例如，在驱动信号中合成的高频信号可以对应于100kHz～5MHz的信号，本发明可以不限于此。

并且，控制器经由检测单元从感测单元的固定线圈接收的信号中检测高频信号，并且可以经由计算单元基于检测到的高频信号计算镜头单元的焦点位置值。

将驱动信号施加到可移动线圈的原因是通过利用电磁感应使感应到固定线圈的电流或电压的频率信号增加来容易地检测电流或电压的位移值。

图18是根据本发明又一不同实施例的相机模块的框图。

如图18中所示，本发明的相机模块包括用于感测镜头单元110的移动的感测单元。在这种情况下，相机模块可以使用激光对焦方案，该方案使用距主题的距离来计算焦点位置。

使用激光对焦方案的相机模块能够包括距离传感器710、焦点位置计算单元800和控制器300。在这种情况下，距离传感器710感测距要捕获的主题的距离。

例如，距离传感器710能够包括：光照射单元711，其配置成将光照射到主题；和光接收单元712，其配置成接收从主题反射的光。光照射单元711可以对应于至少一个激光二极管或垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。在一些情况下，光照射单元711可以对应于红外光源。

焦点位置计算单元800能够基于离传感器710感测到的主题的距离来计算焦点位置值。在这种情况下，如果距离传感器710感测离主题的距离，则焦点位置计算单元800能够参考预先存储在存储器中的数据表根据距离计算焦点位置值。

如果接收到用于对焦补偿的初始操作命令，则控制器300计算由于信号失真引起的补偿值。如果接收到对焦操作命令，则控制器控制焦点位置计算单元800以计算焦点位置值，基于计算的补偿值和焦点位置值将镜头单元110移动到焦点位置，并且能够补偿镜头单元110的焦点位置。

图19是根据本发明的又一不同实施例的相机模块的框图。

如图19中所示，本发明的相机模块包括用于感测镜头单元110的移动的感测单元。在这种情况下，相机模块可以使用用于使用对比度对焦方案和激光对焦方案之一来计算焦点位置的混合对焦方案，该对比度对焦方案用于根据外部亮度使用主题的图像对比度计算焦点位置，激光对焦方案用于使用离主题的距离计算焦点位置。特别地，根据本发明，为了优化相机模块的性能，在其中外部亮度明亮的环境中使用对比度对焦方案捕获图像，并且在其中外部亮度很暗的环境中使用激光对焦方案捕获图像。

混合对焦方案的相机模块能够包括图像传感器400、图像信号处理单元500、焦点位置计算单元800、控制器300、距离传感器850和照度传感器860。在这种情况下，图像传感器400感测经由镜头单元110入射的主题的图像，该镜头单元110以与弹簧连接的方式移动。图像信号处理单元500处理由图像传感器400感测的图像信号。距离传感器850能够感测离与要捕获的主题的距离。

焦点位置计算单元800能够基于由图像信号处理单元500处理的图像信号和从感测单元接收的电流或电压的位移值来计算焦点位置值。在这种情况下，焦点位置计算单元800能够包括检测单元810和计算单元820。

焦点位置计算单元800的检测单元810检测从感测单元的固定线圈接收的电流或电压的位移值。

并且，如果通过使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案来配置本发明的自动对焦方案，则焦点位置计算单元800的计算单元820能够基于由图像信号处理单元500处理的图像信号和由检测单元810检测的电流或电压的位移值计算镜头单元110的焦点位置值。在这种情况下，计算单元820将信号处理图像的对比度进行相互比较以提取最高对比度的图像，并确定捕获所提取图像的镜头单元110的位置作为最佳焦点位置。

如果通过用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦方案配置本发明的自动对焦方案，则焦点位置计算单元800的计算单元820能够基于离距离传感器850感测到的主题的距离计算焦点位置值。在这种情况下，如果距离传感器850感测到距主题的距离，则计算单元820能够参考事先存储在存储器中的数据表根据距离计算焦点位置值。

如果接收到用于对焦补偿的初始操作命令，则控制器300计算由于信号失真引起的补偿值。如果接收到对焦操作命令，则控制器控制焦点位置计算单元800以计算焦点位置值，基于计算出的补偿值和焦点位置值将镜头单元110移动到焦点位置，并且能够补偿镜头单元110的焦点位置。

同时，照度传感器860能够感测外部亮度。

如果由照度传感器860感测的外部亮度等于或大于参考值，则焦点位置计算单元800能够基于由图像信号处理单元500处理的图像信号和从感测单元接收的电流或电压的位移值来计算焦点位置值。

如果由照度传感器860感测的外部亮度小于参考值，则焦点位置计算单元800能够基于离传感器850感测到的主题的距离来计算焦点位置值。例如，外部亮度的参考值可以对应于大约100勒克斯，本发明可以不限于此。

如果由照度传感器860感测的外部亮度小于参考值，则控制器300可以向显示屏提供通知消息，该通知消息通知对焦方案正在从用于使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案切换到用于使用离主题的距离计算焦点位置的激光对焦方案。在这种情况下，提供通知消息的原因是为了使用户识别当前捕获图像的对焦类型，并经由通知消息比较由各种对焦类型捕获的图像的图像质量，并且为用户提供能够使用用户首选的对焦方案捕获图像的用户便利性。

作为不同的示例，如果接收到用于外部亮度的参考值配置请求信号，则控制器300能够向显示屏提供参考值配置窗口。如果经由参考值配置窗口接收到用于外部亮度的参考值配置完成信号，则控制器300能够根据配置完成的配置值来改变外部亮度的参考值。在这种情况下，提供参考值配置窗口的原因是为用户提供用户便利性以使用户能够直接配置对比度对焦方案切换到激光对焦方案的定时。

作为又一不同的示例，如果接收到自动对焦配置请求信号，则控制器300向显示屏提供自动对焦配置窗口。如果经由自动对焦配置窗口接收到自动对焦配置完成信号，则控制器300能够根据配置完成的自动对焦方案来计算焦点位置值。在这种情况下，自动对焦配置窗口能够包括用于使用主题的图像对比度来计算焦点位置的对比度对焦项目、用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦项目、以及用于使用用于使用主题的图像对比度来计算焦点位置的对比度对焦方案和用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦方案中的一个计算焦点位置的混合对焦项目。

特别地，本发明的自动对焦方案可以对应于用于使用用于根据外部亮度使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案和用于使用离主题的距离计算焦点位置的激光对焦方案之一计算焦点位置的混合对焦方案。特别地，根据本发明，为了优化相机模块的性能，在外部亮度明亮的环境中使用对比度对焦方案捕获图像，并且外部亮度很暗的环境中在使用激光对焦方案捕获图像。

图20是用于解释配置外部亮度的参考值的方法的图。

如图20中所示，如果用户选择在移动终端100的显示屏1100上设置的相机配置图标1200，则相机模块的控制器能够在显示屏1100上提供相机配置窗口1300。在这种情况下，相机配置窗口1300能够包括外部亮度配置项目1310和自动对焦配置项目1320。

随后，如果用户选择外部亮度配置项目1310，则相机模块的控制器能够在显示屏1100上提供用于外部亮度的参考值配置窗口1400。在这种情况下，用于外部亮度的参考值配置窗口1400能够包括外部亮度项目，诸如50勒克斯项目1410、100勒克斯项目1420、200勒克斯项目1430等，以及选择完成项目1440。

随后，如果用户在选择100勒克斯项目1420之后选择选择完成项目1440，则相机模块的控制器可以根据配置完成的配置值改变外部亮度的参考值。

具体地，根据本发明，如果接收到用于外部亮度的参考值配置请求信号，则能够在显示屏幕1100上设置参考值配置窗口1400。

根据本发明，如果经由参考值配置窗口1400接收到用于外部亮度的参考值配置完成信号，则能够根据配置完成的配置值来改变外部亮度的参考值。在这种情况下，提供参考值配置窗口的原因是为用户提供用户便利，使用户能够直接配置对比度对焦方案切换到激光对焦方案的定时。

图21是用于解释配置自动对焦的方法的图。

如图21中所示，如果用户选择在移动终端100的显示屏1100上设置的相机配置图标1200，则相机模块的控制器能够在显示屏1100上设置相机配置窗口1300。在这种情况下，相机配置窗口1300能够包括外部亮度配置项目1310和自动对焦配置项目1320。

随后，如果用户选择自动对焦配置项目1320，则相机模块的控制器能够在显示屏1100上设置自动对焦配置窗口1500。在这种情况下，自动对焦配置窗口1500能够包括对比度对焦项目1510、激光对焦项目1520和混合对焦项目1530。此外，自动对焦配置窗口1500还能够包括选择完成项目1540。

对比度对焦项目1510对应于使用主题的图像对比度计算焦点位置的对焦方案，激光对焦项目1520对应于使用距主题的距离计算焦点位置的对焦方案。并且，混合对焦项目1530对应于用于使用用于使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案和用于使用距主题的距离计算焦点位置的激光对焦方案之一来计算焦点位置的对焦方案。

随后，如果用户在选择对比度对焦项目1510之后选择选择完成项目1540，则相机模块的控制器可以使用配置的对比度对焦方案来计算焦点位置值。

具体地，根据本发明，如果接收到自动对焦配置请求信号，则在显示屏幕上提供自动对焦配置窗口。如果经由自动对焦配置窗口接收到自动对焦配置完成信号，则可以根据配置的自动对焦方案计算焦点位置值。

图22是用于自动对焦方案的切换通知消息的图。

如图22中所示，如果由照度传感器感测的外部亮度等于或大于参考值，则相机模块的焦点位置计算单元能够基于由图像信号处理单元处理的图像信号和从固定线圈接收的电流或电压的位移值来计算焦点位置值。

随后，如果由照度传感器感测的外部亮度小于参考值，则焦点位置计算单元能够基于离传感器感测到的主题的距离来计算焦点位置值。

并且，如果由照度传感器感测的外部亮度小于参考值，则控制器能够向移动终端1000的显示屏1100提供通知消息1600，其通知用于使用主题的图像对比度计算焦点位置的对比度对焦方案被切换成用于使用距主题的距离来计算焦点位置的激光对焦方案。在这种情况下，提供通知消息的原因是使用户识别当前捕获图像的对焦类型，并且经由通知消息比较由各种对焦类型捕获的图像的图像质量，并为用户提供能够使用用户首选的对焦方案捕获图像的用户便利性。

图23是与镜头单元连接的弹簧的布局。

如图23中所示，弹簧900连接在相机单元100的固定单元和镜头单元100之间，以根据镜头单元100的运动提供弹力。在这种情况下，弹簧900可以包括连接到镜头单元110的第一连接部分910a和连接到相机单元100的固定单元的第二连接部分910b。

通常，因为弹簧900具有固有频率，所以在镜头单元110移动之后，可能引起时间损耗，即，由于弹簧的固有频率镜头单元110等待规定时间直到稳定。因此，通过在弹簧900和固定单元之间布置阻尼器920，能够抑制弹簧的自然振荡。特别地，阻尼器920的位置能够被布置在弹簧900和固定单元之间的任何区域中。例如，阻尼器920可以被布置为与连接弹簧900和固定单元的第二连接部分910b相邻。

因此，通过在弹簧900和相机单元100的固定单元之间设置阻尼器，能够抑制弹簧900的自然振荡。通过降低滞后特性，能够防止自动对焦的误差，并且能够减少自动对焦时间。

图24是在将阻尼器应用于布线之前和之后的固有振荡频率特性的曲线图。

参考图24，如果没有将阻尼器应用于弹簧，则在镜头单元移动之后，需要很长时间才能使镜头单元稳定。因此，可能产生不必要的时间损耗。

然而，如果将阻尼器应用于布线，则在镜头单元移动之后，镜头单元在非常短的时间内稳定。因此，能够消除用于等待镜头单元的稳定的不必要的时间损失。

因此，通过将阻尼器应用于弹簧，本发明抑制弹簧的自然振荡。通过降低滞后特性，本发明防止自动对焦的误差并减少自动对焦时间。

图25至29是用于解释根据本发明的控制相机模块中的自动对焦的方法的流程图。

如图25中所示，控制器检查是否接收到初始操作命令[S10]。

在这种情况下，当接通包括相机模块的设备的电源时，能够接收初始操作命令。

在一些情况下，当执行用于操作相机模块的相机应用时，也能够接收初始操作命令。

作为不同的情况，当操作相机模块并且接收到用于请求对焦补偿的用户输入时，也能够接收初始操作命令。

作为又一种不同的情况，当镜头单元偏离焦点移动范围时，也能够接收初始操作命令。

作为又一种不同的情况，当金属物体安装在镜头单元附近时，也能够接收初始操作命令。

作为又一种不同的情况，当移除安装在镜头单元附近的金属物体时，也能够接收初始操作命令。

随后，如图25中所示，如果接收到初始操作命令，则控制器能够将镜头单元移动到最大移动范围的终点[S20]。

在这种情况下，当镜头单元移动到最大移动范围的终点时，如图26中所示，如果接收到初始操作命令，则控制器能够计算镜头单元的当前位置点与最大移动范围的第一端点之间的第一距离[S21]。并且，控制器能够计算镜头单元的当前位置点与最大移动范围的第二端点之间的第二距离[S22]。随后，控制器能够将第一距离和第二距离相互比较[S24]。随后，控制器能够将镜头单元移动到最大移动范围的第一和第二端点当中的更靠近镜头单元的端点[S26]。

如图25中所示，当镜头单元被定位在最大移动范围的终点时，控制器能够通过将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较来计算误差的补偿值[S30]。

在这种情况下，当计算误差的补偿值时，如图27中所示，控制器能够通过将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较来检查是否存在误差[S41]。如果检查到误差，则控制器能够检查误差是否属于预定的误差范围[S42]。随后，如果误差不属于预定误差范围，则控制器计算并存储误差的第一补偿值[S43]。随后，控制器能够基于所计算的第一补偿值来补偿施加到镜头单元的驱动信号[S44]。随后，控制器能够将补偿的驱动信号施加到镜头单元[S45]。随后，控制器将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较，以检查是否存在附加误差[S46]。随后，如果检查到附加误差，则控制器能够计算并存储附加误差的第二补偿值[S47]。

当将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较以检查是否存在误差时[S41]，如果没有检查到误差，则控制器可以不计算误差的补偿值。在这种情况下，不计算误差的补偿值的原因是要快速执行自动对焦操作。

当感测单元感测到的感测信号与预定参考信号进行比较以检查是否存在误差[S42]时，如果误差属于预定误差范围，则控制器可能无法计算误差的补偿值。在这种情况下，不计算误差的第一补偿值的原因是为了快速执行自动对焦操作。

当感测单元感测到的感测信号与预定参考信号进行比较以检查是否存在附加误差时[S46]，如果没有检查到附加误差，则控制器可以不计算附加误差的第二补偿值。在这种情况下，不计算误差的第二补偿值的原因是为了快速执行自动对焦操作。

作为不同的情况，当计算误差的补偿值时，如图28中所示，控制器将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较，以检查是否存在误差[S141]。随后，如果误差不属于预定的误差范围，则控制器能够计算并存储误差的第一补偿值[S143]。随后，控制器能够基于所计算的第一补偿值来补偿施加到镜头单元的电流或电压的增益[S144]。随后，控制器能够将增益补偿的电流或电压施加到镜头单元[S145]。随后，控制器将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较，以检查是否存在附加误差[S146]。随后，如果检查到附加误差，则控制器能够计算并存储附加误差的第二补偿值[S147]。

当将由感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较以检查是否存在误差时[S141]，如果没有检查到误差，则控制器可以不计算误差的补偿值。在这种情况下，不计算误差的补偿值的原因是为了快速执行自动对焦操作。

当控制器检查误差是否属于预定误差范围时[S142]，如果误差属于预定误差范围，则控制器可以不计算误差的补偿值。在这种情况下，不计算误差的第一补偿值的原因是为了快速执行自动对焦操作。

当感测单元感测到的感测信号与预定参考信号进行比较以检查是否存在附加误差时[S146]，如果没有检查到附加误差，则控制器可以不计算附加误差的第二补偿值。在这种情况下，不计算误差的第二补偿值的原因是为了快速执行自动对焦操作。

随后，如图25中所示，控制器能够检查是否接收到对焦操作命令[S40]。

如果接收到对焦操作命令，则控制器基于计算的补偿值将镜头单元移动到焦点位置，并且能够补偿镜头单元的焦点位置[S50]。

在这种情况下，当补偿镜头单元的焦点位置时，如图29中所示，如果接收到对焦操作命令，则控制器能够基于所计算的补偿值当中的第一补偿值来移动镜头单元[S51]。随后，控制器能够根据镜头单元的移动感测经由镜头单元的镜头入射的图像[S52]。随后，控制器处理感测的图像信号[S53]并且能够测量移动的镜头单元的当前位置[S54]。控制单元能够检查所测量的镜头单元的当前位置是否对应于焦点位置[S55]。随后，如果镜头单元的当前位置对应于焦点位置，则控制器能够检查在所计算的补偿值当中是否存在第二补偿值[S56]。随后，如果存在第二补偿值，则控制器能够基于第二补偿值来补偿镜头单元的焦点位置[S57]。

例如，第一补偿值可以对应于用于补偿施加到镜头单元的驱动信号的补偿值或用于补偿施加到镜头单元的电流或电压的增益的补偿值。并且，第二补偿值可以对应于用于补偿由感测单元感测的感测信号的补偿值。

根据本发明，当镜头单元被定位在最大移动范围的终点处时，通过以将感测单元感测的信号与预定参考信号进行比较的方式计算补偿值，能够补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明，能够防止由于外部金属物体引起的自动对焦的误操作，从而提高图片质量。

根据本发明，当镜头单元移动到最大移动范围的终点时，能够通过将镜头单元移动到离镜头单元的当前位置最近的终点来迅速计算补偿值。

根据本发明，当计算误差的补偿值时，能够通过计算用于补偿施加到镜头单元的驱动信号的第一补偿值和用于补偿由感测单元感测的信号的第二补偿值中的至少一个来找出精确的自动焦点位置。

根据本发明，当计算误差的补偿值时，能够通过计算用于补偿被施加到镜头单元的电流或电压的增益的第一补偿值和用于补偿由感测单元感测到的信号的第二补偿值中的至少一个来找出准确的自动焦点位置。

根据本发明，当误差属于预定误差范围时，通过不计算误差的第一补偿值，能够迅速补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明，如果不存在附加误差，则能够通过不计算附加误差的第二补偿值来迅速补偿由于失真引起的焦点位置。

根据本发明，能够根据用户请求或外部亮度，使用从由对比度对焦方案、激光对焦方案和混合对焦方案组成的组中选择的至少一个来执行自动对焦，从而增加用户的便利

根据本发明，能够通过以在弹簧和固定单元之间部署阻尼器的方式减小弹簧的自然振荡来防止自动对焦的误差并减少自动对焦时间。

本发明的模式

根据本发明的相机模块和相机模块的自动对焦方法可以不受前述实施例中描述的配置和方法的限制。可以以选择性地组合的方式配置实施例的全部或部分，以实现实施例的各种修改。

虽然已经参考本发明的优选实施例描述和图示本发明，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够在其中进行各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变化。

工业实用性

本发明涉及一种包括音圈电动机致动器的相机模块及其自动对焦方法。因此，本发明在工业上是可用的。

Claims (20)

1.一种通过移动镜头单元执行自动对焦的相机模块，包括；

感测单元，所述感测单元被配置成感测所述镜头单元的移动；

金属物体传感器，所述金属物体传感器被配置成感测金属物体是否被安装在所述相机模块的附近或者被从所述相机模块移除；和

控制器，所述控制器被配置成：

基于由所述感测单元感测的感测信号来控制所述镜头单元的移动，

如果接收到初始操作命令，将所述镜头单元移动到最大移动范围的终点，

如果所述镜头单元被定位在所述最大移动范围的终点，则将由所述感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较以计算误差的补偿值，

如果接收到对焦操作命令，则基于所计算的补偿值将所述镜头单元移动到焦点位置，并补偿所述镜头单元的焦点位置，

其中，当所述金属物体被安装在所述相机模块的附近或者被从所述相机模块移除时，计算所述补偿值。

2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述感测单元包括线圈传感器，所述线圈传感器被配置成感测根据离所述镜头单元的距离而变化的电流或电压。

3.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述感测单元以与所述镜头单元的一侧分开与规定空间一样多的方式被部署，并且被定位在所述镜头单元的移动方向上。

4.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述最大移动范围对应于所述镜头单元能够最大程度地向前移动到的第一终点与所述镜头单元能够最大程度地向后移动到的第二终点之间的移动距离。

5.根据权利要求4所述的相机模块，其中，所述控制器被配置成通过下述将所述镜头单元移动到所述最大移动范围的终点：

计算所述镜头单元的当前位置点与所述最大移动范围的第一终点之间的第一距离，

计算所述镜头单元的当前位置点与所述最大移动范围的第二终点之间的第二距离，并且

通过将所述第一距离和所述第二距离相互比较，将所述镜头单元移动到所述最大移动范围的第一和第二终点当中更靠近所述镜头单元的终点。

6.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述控制器被配置成：通过计算用于补偿施加到所述镜头单元的驱动信号的第一补偿值和用于补偿由所述感测单元感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个来计算所述误差的补偿值。

7.根据权利要求6所述的相机模块，其中，所述控制器被配置成通过下述计算所述第一补偿值：

将由所述感测单元感测的所述感测信号与所述预定参考信号进行比较以检查是否存在误差，以及

如果检查到所述误差，则计算所述误差的第一补偿值并存储所计算的第一补偿值。

8.根据权利要求7所述的相机模块，其中，如果所检查的误差不属于预定误差范围，仅仅计算所述误差的第一补偿值。

9.根据权利要求6所述的相机模块，其中，所述控制器被配置成通过下述计算所述第二补偿值：

基于所计算的第一补偿值来补偿施加到所述镜头单元的所述驱动信号，

将所补偿的驱动信号应用于所述镜头单元，

通过将由所述感测单元感测的所述感测信号与所述预定参考信号进行比较来检查是否存在附加误差，

如果检查到所述附加误差，则计算所述附加误差的第二补偿值，并且

存储所计算的第二补偿值。

10.根据权利要求6所述的相机模块，其中，所述控制器被配置成通过下述补偿所述镜头单元的焦点位置：

通过基于所计算的第一补偿值补偿施加到所述镜头单元的所述驱动信号，将所述镜头单元移动到焦点位置，以及

基于所计算的第二补偿值补偿所述镜头单元的焦点位置。

11.一种在相机模块中自动对焦的方法，包括；

经由感测单元感测镜头单元的移动；

感测金属物体是否被安装在所述相机模块的附近或者被从所述相机模块移除；

基于由所述感测单元感测的感测信号来控制所述镜头单元的移动，

如果接收到初始操作命令，则将所述镜头单元移动到最大移动范围的终点，

如果所述镜头单元被定位在所述最大移动范围的终点，则将由所述感测单元感测的感测信号与预定参考信号进行比较以计算误差的补偿值，

如果接收到对焦操作命令，则基于所计算的补偿值将所述镜头单元移动到焦点位置，并补偿所述镜头单元的焦点位置，

其中，当所述金属物体被安装在所述相机模块的附近或者被从所述相机模块移除时，计算所述补偿值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述感测单元包括线圈传感器，所述线圈传感器被配置成感测根据离所述镜头单元的距离而变化的电流或电压。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述感测单元以与所述镜头单元的一侧分开与规定空间一样多的方式被部署，并且被定位在所述镜头单元的移动方向上。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述最大移动范围对应于所述镜头单元能够最大程度地向前移动到的第一终点与所述镜头单元能够最大程度地向后移动到的第二终点之间的移动距离。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述镜头单元移动到所述最大移动范围的终点进一步包括：

计算所述镜头单元的当前位置点与所述最大移动范围的第一终点之间的第一距离，

计算所述镜头单元的当前位置点与所述最大移动范围的第二终点之间的第二距离，以及

通过将所述第一距离和所述第二距离相互比较，将所述镜头单元移动到所述最大移动范围的第一和第二终点当中更靠近所述镜头单元的终点。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，计算所述误差的补偿值进一步包括：

计算用于补偿施加到所述镜头单元的驱动信号的第一补偿值和用于补偿由所述感测单元感测的感测信号的第二补偿值中的至少一个。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，计算所述第一补偿值进一步包括：

将由所述感测单元感测的所述感测信号与所述预定参考信号进行比较以检查是否存在误差，以及

如果检查到所述误差，则计算所述误差的第一补偿值并存储所计算的第一补偿值。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，如果所检查的误差不属于预定误差范围，仅仅计算所述误差的第一补偿值。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，当计算所述第二补偿值时进一步包括：

基于所计算的第一补偿值来补偿施加到所述镜头单元的所述驱动信号，

将所补偿的驱动信号应用于所述镜头单元，被配置成通过将由所述感测单元感测的所述感测信号与所述预定参考信号进行比较来检查是否存在附加误差，

如果检查到所述附加误差，则计算所述附加误差的第二补偿值，以及

存储所计算的第二补偿值。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，补偿所述镜头单元的焦点位置进一步包括：

通过基于所计算的第一补偿值补偿施加到所述镜头单元的所述驱动信号，将所述镜头单元移动到焦点位置，以及

基于所计算的第二补偿值补偿所述镜头单元的焦点位置。

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