CN111586275B - 相机致动器的闭环位置控制 - Google Patents

相机致动器的闭环位置控制 Download PDF

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Abstract

本申请涉及相机致动器的闭环位置控制。在一些实施方案中，多功能设备的相机单元可包括光学封装和用于移动所述光学封装的致动器。在一些实施方案中，所述致动器可包括非对称磁体布置。所述非对称磁体布置可包括位于所述光学封装的第一侧处的侧向位置控制磁体，以及位于相对于所述光学封装和所述侧向磁体之间的轴彼此相对的所述光学封装的相应第二侧和第三侧处的一对横向位置控制磁体。在一些实施方案中，所述致动器可包括附接到所述光学封装的一个或多个位置传感器磁体，以及用于确定所述位置传感器磁体的位置的一个或多个磁场传感器。

Description

相机致动器的闭环位置控制
本申请是申请日为2017年8月10日的、名称为“相机致动器的闭环位置控制”的发明专利申请No.201710677863.6的分案申请。
技术领域
本公开整体涉及位置测量，并且更具体地，涉及用于管理相机部件的运动的位置测量。
背景技术
小型移动多用途设备诸如智能电话和平板电脑或平板设备的出现导致了需要高分辨率、小外形相机来集成在设备中。一些小外形相机可结合光学图像稳定(OIS)机构，其可通过调整X和/或Y轴上的光学透镜的位置来感测和反应外部激励/干扰，以试图补偿透镜的不期望的运动。一些小外形相机可结合自动对焦(AF)机构，由此可调节对象焦距以在图像平面上将对象平面聚焦在相机前面，以由图像传感器捕获。在一些此类自动对焦机构中，光学透镜作为单个刚体沿相机的光轴(称为Z轴)移动以重新聚焦相机。
此外，如果沿着光轴的透镜运动伴随着其他自由度中例如在与相机的光学轴(Z)正交的X轴和Y轴上的最小连带运动，则在小外形相机中更容易实现高图像质量。因此，包括自动对焦机构的一些小外形相机还可结合光学图像稳定(OIS)机构，其可通过调整X和/或Y轴上的光学透镜的位置来感测和反应外部激励/干扰，以试图补偿透镜的不期望的运动。在此类系统中，透镜位置的知识是有用的。
发明内容
一些实施方案包括多功能设备的相机单元。该相机单元可包括光学封装和用于移动该光学封装的致动器。在一些实施方案中，致动器可包括用于沿光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体和一对横向位置控制磁体。所述侧向位置控制磁体可位于光学封装的第一侧处。所述一对横向位置控制磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
此外，致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到光学封装。磁场传感器可用于确定位置传感器磁体中的至少一个的位置。例如，光学封装可包括限定光轴的一个或多个透镜，并且可使用磁场传感器来确定位置传感器磁体沿光轴的位置。
一些实施方案包括用于移动光学封装的磁性致动器。该磁性致动器可包括用于沿光学封装的光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体、第一横向位置控制磁体和第二横向位置控制磁体。该侧向位置控制磁体可被设置为邻近附接到光学封装的移动构件的第一侧。第一横向位置控制磁体可被设置为邻近移动构件的第二侧。第二横向位置控制磁体可被设置为邻近移动构件的第三侧。所述第三侧可相对于移动构件和侧向位置控制磁体之间的轴与第二侧相对。
此外，磁性致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和用于确定移动构件的位置的一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到移动构件。磁场传感器可用于确定移动构件的位置。
一些实施方案包括具有光学封装和用于移动该光学封装的致动器的系统。致动器可包括用于沿光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体和一对横向位置控制磁体。所述侧向位置控制磁体可位于光学封装的第一侧处。所述一对横向位置控制磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
此外，致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到光学封装。磁场传感器可被配置为测量一个或多个磁场分量。例如，横向位置控制磁体中的至少一个可有助于对应于第一轴的第一磁场分量，并且位置传感器磁体中的至少一个可有助于对应于与第一轴正交的第二轴的第二磁场分量。在一些实施方案中，磁场传感器中的至少一个可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量。
在一些实施方案中，系统可包括一个或多个处理器和存储器。存储器可包括当由处理器执行时使处理器执行操作的程序指令。在一些具体实施中，操作可包括确定第一磁场分量。例如，第一磁场的确定可至少部分地基于来自磁场传感器的一个或多个测量。此外，该操作可包括确定第二磁场分量。例如，第二磁场分量的确定可至少部分地基于来自磁场传感器的一个或多个测量。在各种示例中，操作可包括沿由光学封装的一个或多个透镜限定的光轴计算位置传感器磁体的位置。例如，位置传感器磁体沿光轴的位置的计算可至少部分地基于第一磁场分量和第二磁场分量。
一些具体实施包括用于确定一个或多个相机部件的位置的方法。该方法可包括生成至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的磁场的测量。例如，可通过使用用于测量至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的磁场分量的一个或多个磁场传感器来生成测量，其中所述一个或多个位置传感器磁体固定地安装到相机透镜载体上。相机透镜载体可以可移动地联接到基板。磁场传感器可以固定地安装到基板。自动对焦致动器可在与基板正交的方向上提供相机透镜载体的运动。在一些实施方案中，该方法可包括计算透镜载体的位置测量。例如，可至少部分地基于由位置传感器磁体产生的磁场的测量来计算透镜载体的位置测量。此外，该方法可包括通过改变供应给附接到相机透镜载体的自动对焦致动器的自动对焦线圈的电压和/或电流来调整相机透镜载体的位置。例如，可至少部分地基于针对透镜载体计算的位置测量来改变供应给自动对焦线圈的电压和/或电流。
附图说明
图1A示出了根据至少一些实施方案的具有致动器模块或组件的相机的示例实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图1B描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图1C示出了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2A描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2B示出了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的顶视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2C描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2D示出了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2E描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2F示出了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2G描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2H示出了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图2I描绘了根据至少一些实施方案的致动器模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
图3是根据至少一些实施方案的用于自动对焦位置检测和控制的磁感测方法的流程图。
图4是根据至少一些实施方案的用于自动对焦位置检测和控制的磁感测方法的流程图。
图5示出了根据一些实施方案的具有可包括致动器模块的相机的便携式多功能设备的框图。
图6描绘了根据一些实施方案的具有可包括致动器模块的相机的便携式多功能设备。
图7示出了根据一些实施方案的示例性计算机系统，该示例性计算机系统被配置为实现用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测和控制的磁感测的方面。
本说明书包括参考“一个实施方案”(“one embodiment”或“an embodiment”)。出现短语“在一个实施方案中”(“in one embodiment”或“in an embodiment”)不一定是指同一个实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何适当的方式结合。
“包括”。该术语是开放式的。当在所附权利要求书中使用时，该术语不排除附加的结构或步骤。考虑以下引用的权利要求：“一种包括一个或多个处理器单元的装置...”此类权利要求不排除该装置包括附加部件(例如，网络接口单元、图形电路等)。
“被配置为”。各种单元、电路或其他部件可被描述为或叙述为“被配置为”执行一项或多项任务。在此类上下文中，“被配置为”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行这些任务的结构(例如，电路)来暗指该结构。如此，单元/电路/部件可被配置为即使在指定的单元/电路/部件当前不可操作(例如，未接通)时也执行该任务。与“被配置为”语言一起使用的单元/电路/部件包括硬件-例如，电路、存储可执行以实现操作的程序指令的存储器等。引用单元/电路/部件“被配置为”执行一项或多项任务明确地旨在针对该单元/电路/部件不援引35 U.S.C.§112第六段。此外，“被配置为”可包括通用结构(例如，通用电路)，该通用结构受软件和/或固件操纵(例如，FPGA或执行软件的通用处理器)，从而以能够执行待解决的一项或多项任务的方式操作。“被配置为”还可包括适配制造过程(例如，半导体制造设施)来制造适于实现或执行一项或多项任务的设备(例如，集成电路)。
“第一”、“第二”等。如本文所用，这些术语用作它们之前的名词的标签，并且不暗指任何类型的排序(例如，空间的、时间的、逻辑的等)。例如，在本文中缓冲电路可被描述为执行“第一”值和“第二”值的写入操作。术语“第一”和“第二”不一定暗指第一值必须在第二值之前写入。
“基于”。如本文所用，该术语用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除可能影响确定的其他因素。即，确定可仅仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。考虑短语“基于B来确定A”。在这种情况下，B是影响A的确定的因素，该短语不排除A的确定也可基于C。在其他实例中，可仅基于B来确定A。
具体实施方式
一些实施方案包括相机设备，该相机设备配备有控制器、磁体和传感器，以提高紧凑型相机模块的微型致动机构的位置精度。更具体地，在一些实施方案中，紧凑型相机模块可包括一个或多个致动器，以提供功能诸如自动对焦(AF)和光学图像稳定(OIS)。提供用于OIS的非常紧凑的致动器的一种方法是使用包括一个或多个AF线圈、一个或多个OIS线圈和/或一个或多个磁体的音圈电机(VCM)布置。当电流施加到线圈时，生成的磁场与磁体的磁场相互作用以生成以所需方式移动致动器的至少一部分的力。一个或多个位置传感器磁体可附接到致动器的移动部分(或移动体)，并且可使用一个或多个磁场传感器(例如，霍尔传感器、隧道磁电阻(TMR) 传感器、巨磁电阻(GMR)传感器等)来确定位置传感器磁体的位置。当位置传感器磁体随着致动器的移动部分移动时，由磁场传感器检测的磁场分量可变化，继而可改变跨磁场传感器的感测端子的电压。
一些实施方案可允许磁场传感器输出电压与致动器的移动体的位置具有良好的相关性，使得传感器输出可以用作位置的测量，并且用于反馈该位置，并允许更准确的定位。使用VCM时，在一些实施方案中，所生成的力与所施加的电流可基本成线性关系。此外，移动体的位置与施加到线圈的电流可基本上成比例。
在一些实施方案中，多功能设备的相机单元可包括光学封装和用于移动光学封装的致动器。致动器可包括用于沿光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体和一对横向位置控制磁体。所述侧向位置控制磁体可位于光学封装的第一侧处。所述一对横向位置控制磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。在一些实施方案中，非对称磁体布置可允许相机单元被定位成相邻或邻近另一相机单元，以减少或消除相邻相机单元的磁场之间的干扰。在一些示例中，相机单元可以是被设置为与具有对称磁体布置的第二相机单元相邻或邻近的第一相机单元。
此外，致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到光学封装。磁场传感器可用于确定位置传感器磁体中的至少一个的位置。例如，光学封装可包括限定光轴的一个或多个透镜，并且可使用磁场传感器来确定位置传感器磁体沿光轴的位置。在一些实施方案中，磁场传感器可包括一个或多个霍尔传感器、一个或多个TMR传感器和/或一个或多个GMR传感器。
在一些示例中，横向位置控制磁体中的至少一个可有助于对应于第一轴的第一磁场分量，并且位置传感器磁体中的至少一个可有助于对应于第二轴的第二磁场分量。例如，第二轴可与第一轴正交。此外，磁场传感器中的至少一个可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量中的至少一个。例如，磁场传感器可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量两者，以用于确定第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度。在一些示例中，第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度可以是基于对应于第一磁场分量的第一磁通密度矢量和对应于第二磁场分量的第二磁通密度矢量的所得磁通密度矢量的角度。
根据一些示例，一对位置传感器磁体可利用与所述一对横向位置控制磁体的磁场成横向的磁场来取向。例如，所述一对位置传感器磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。除此之外或另选地，一对位置传感器磁体可利用具有与所述一对横向位置控制磁体的磁场的极性对准平行和/或反平行的极性对准的磁场来取向。在一些示例中，一对位置传感器磁体可位于光学封装的第一侧和第四侧上。光学封装的第四侧可沿光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴与第一侧相对。
在一些示例中，非磁性模拟物质量可位于光学封装的第四侧。此外，在一些实施方案中，可能没有位于光学封装的第四侧的磁体。例如，可能没有位于光学封装的第四侧的侧向位置控制磁体或横向位置控制磁体。
在一些实施方案中，用于移动光学封装的致动器可包括用于沿光轴和/ 或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体、第一横向位置控制磁体和第二横向位置控制磁体。该侧向位置控制磁体可被设置为邻近附接到光学封装的移动构件的第一侧。第一横向位置控制磁体可被设置为邻近移动构件的第二侧。第二横向位置控制磁体可被设置为邻近移动构件的第三侧。所述第三侧可相对于移动构件和侧向位置控制磁体之间的轴与第二侧相对。
此外，磁性致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和用于确定移动构件的位置的一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到移动构件。在各种实施方案中，光学封装可包括限定光轴的一个或多个透镜，并且磁场传感器中的至少一个可被配置为测量至少一个磁场分量，用于确定移动构件相对于光轴的位置。磁场传感器可包括例如霍尔传感器、TMR传感器和/或GMR传感器。在一些实施方案中，磁场传感器可包括至少一个霍尔传感器和TMR传感器或GMR传感器中的至少一个。
在一些示例中，光学封装可附接到移动构件的顶侧，并且磁场传感器可附接到邻近移动构件的底侧设置的基部。移动构件的底侧可与移动构件的顶侧相对。磁性致动器可被配置为相对于基部移动移动构件。
在一些示例中，第一横向位置控制磁体可有助于对应于第一轴的第一磁场分量，并且位置传感器磁体中的至少一个可有助于对应于第二轴的第二磁场分量。例如，第二轴可与第一轴正交。此外，磁场传感器中的至少一个可被配置为测量第一磁场分量和/或第二磁场分量。
在一些实施方案中，位置传感器磁体可包括第一位置传感器磁体和第二位置传感器磁体。第一位置传感器磁体可利用第一磁场沿第一方向取向。第二位置传感器磁体可利用第二磁场沿第二方向取向。在一些示例中，第二方向可与第一方向反平行。在其他实施方案中，第二方向可平行于第一方向。
在一些实施方案中，磁场传感器可包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。例如，第一磁场传感器可被设置为邻近移动构件的第二侧，并且第二磁场构件可被设置为邻近移动构件的第三侧。
根据一些实施方案，磁性致动器可包括附接到移动构件的一个或多个自动对焦线圈。在一些实施方案中，磁性致动器可包括附接到移动构件的两个自动对焦线圈。第一自动对焦线圈可被设置为邻近第一横向位置控制磁体和/或邻近移动构件的第二侧。类似地，第二自动对焦线圈可邻近第二横向位置控制磁体和/或邻近移动构件的第三侧设置。然而，其他实施方案可包括更少或更多的自动对焦线圈。此外，在其他实施方案中，自动对焦线圈可通过不同方式定位。
在一些示例中，至少一个自动对焦线圈可限定由该自动对焦线圈环绕的中心空间。一个或多个位置传感器磁体可被设置(或嵌套)在由自动对焦线圈环绕的中心空间内。在一些实施方案中，支撑结构可被设置在自动对焦线圈内。在此类实施方案中，一个或多个位置传感器磁体可附接到支撑结构。支撑结构可被配置为支撑由自动对焦线圈环绕的中心空间内的位置传感器磁体，使得该位置传感器磁体与自动对焦线圈和移动构件一起移动。
在一些实施方案中，磁性致动器可包括光学图像稳定线圈。光学图像稳定线圈可被设置为邻近或附接到基部。在一些示例中，磁性致动器可包括三个光学图像稳定线圈。例如，第一光学图像稳定线圈可在基部上并且邻近移动构件的第一侧设置。第二光学图像稳定线圈可在基部上并且邻近移动构件的第二侧设置。第三光学图像稳定线圈可在基部上并且邻近移动构件的第三侧设置。然而，其他示例可包括更少或更多的光学图像稳定线圈。此外，在其他实施方案中，光学图像稳定线圈可通过不同方式定位。
在一些实施方案中，系统可包括光学封装和用于移动该光学封装的致动器。致动器可包括用于沿光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体和一对横向位置控制磁体。所述侧向位置控制磁体可位于光学封装的第一侧处。所述一对横向位置控制磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
此外，致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到光学封装。磁场传感器可被配置为测量一个或多个磁场分量。例如，横向位置控制磁体中的至少一个可有助于对应于第一轴的第一磁场分量，并且位置传感器磁体中的至少一个可有助于对应于与第一轴正交的第二轴的第二磁场分量。在一些实施方案中，磁场传感器中的至少一个可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量。
在一些实施方案中，位置传感器磁体可包括第一位置传感器磁体和第二位置传感器磁体。此外，磁场传感器可包括第一磁场传感器和第二磁场传感器。第一位置传感器磁体可利用第一磁场沿第一方向取向。第一磁场传感器可被取向为测量第一位置传感器磁体的第一磁场的一个或多个磁场分量。第二位置传感器磁体可利用第二磁场沿第二方向取向。在一些示例中，第二方向可与第一方向反平行。在其他实施方案中，第二方向可平行于第一方向。第二磁场传感器可被取向为测量第二位置传感器磁体的第二磁场的一个或多个磁场分量。
在一些实施方案中，系统可包括一个或多个处理器和存储器。存储器可包括当由处理器执行时使处理器执行操作的程序指令。在一些具体实施中，操作可包括确定第一磁场分量。例如，第一磁场的确定可至少部分地基于来自磁场传感器的一个或多个测量。此外，该操作可包括确定第二磁场分量。例如，第二磁场分量的确定可至少部分地基于来自磁场传感器的一个或多个测量。在各种示例中，操作可包括沿由光学封装的一个或多个透镜限定的光轴计算位置传感器磁体的第一位置。例如，位置传感器磁体沿光轴的第一位置的计算可至少部分地基于第一磁场分量和第二磁场分量。
在一些实施方案中，致动器可包括一个或多个自动对焦线圈。存储器可包括程序指令，当所述程序指令由处理器执行时，使处理器至少部分地基于第一位置确定对供应给自动对焦线圈的电压或电流中的至少一个的调整。这种调整可导致附接到自动对焦线圈的位置传感器磁体沿光轴移动到与第一位置不同的第二位置。
一些实施方案包括用于确定一个或多个相机部件的位置的方法。该方法可包括生成至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的磁场的测量。例如，可通过使用用于测量至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的磁场分量的一个或多个磁场传感器来生成测量，其中所述一个或多个位置传感器磁体固定地安装到相机透镜载体上。相机透镜载体可以可移动地联接到基板。磁场传感器可以固定地安装到基板。自动对焦致动器可在与基板正交的方向上提供相机透镜载体的运动。在一些实施方案中，该方法可包括计算透镜载体的位置测量。例如，可至少部分地基于由位置传感器磁体产生的磁场的测量来计算透镜载体的位置测量。此外，该方法可包括通过改变供应给附接到相机透镜载体的自动对焦致动器的自动对焦线圈的电压和/或电流来调整相机透镜载体的位置。例如，可至少部分地基于针对透镜载体计算的位置测量来改变供应给自动对焦线圈的电压和/或电流。
现在将详细地参考实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出。在下面的详细描述中给出了许多具体细节，以便提供对本公开的彻底理解。但是，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，一些实施方案可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他情况下，没有详细地描述众所周知的方法、过程、部件、电路和网络，从而不会不必要地使实施方案的方面晦涩难懂。
还将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可能在本文中被用来描述各种元素，但是这些元素不应当被这些术语限定。这些术语只是用来将一个元素与另一个元素区分开。例如，第一接触可被命名为第二接触，并且类似地，第二接触可被命名为第一接触，而不脱离预期范围。第一接触和第二接触两者都是接触，但是它们不是同一接触。
在本文的描述中所使用的术语只是为了描述特定实施方案的目的，而并非旨在进行限制。如说明书和所附权利要求中所使用的那样，单数形式的“一个”(“a”,“an”)和“所述”旨在也涵盖复数形式，除非上下文以其他方式明确地指出。还应当理解，本文中所使用的术语“和/或”是指并且涵盖相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和全部可能的组合。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”(“includes”“including”“comprises”和/或“comprising”)当在本说明书中使用时是指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其分组。
根椐上下文，如本文所用，术语“如果”可被解释为指“当……时” (“when”或“upon”)或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定...”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”可被解释为是指“在确定...时”或“响应于确定...”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
图1A至图2I示出了可应用本文所述的实施方案的示例性致动器模块或组件的实施方案。鉴于已经阅读了所包含的公开内容，本领域的技术人员将容易确定，在不脱离本公开的范围和意图的情况下，位置传感器和磁体的各种配置在不同的实施方案中实现不同的设计目标。鉴于已经阅读了所包含的公开内容，本领域的技术人员将容易确定，在不脱离本公开的范围和意图的情况下，各种致动器配置在不同的实施方案中实现不同的设计目标。例如，虽然本文所示的实施方案反映了音圈电机致动器，但是本领域的技术人员将容易理解，在不脱离本公开的范围和意图的情况下，可在实施方案中使用不同的致动器，包括非磁性电动致动器诸如旋转电机或压电致动器。
图1A示出了根据至少一些实施方案的具有致动器模块或组件的相机模块100a的示例实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。相机模块100a 可包括光学封装(例如，包括远摄透镜)102a和用于移动该光学封装102a 的致动器104a。在一些实施方案中，多个位置传感器磁体106a可附接到光学封装102a。在各种实施方案中，致动器104a可包括用于沿光轴和/或沿与光轴正交的平面致动的非对称磁体布置。该非对称磁体布置可包括侧向位置控制磁体108a和一对横向位置控制磁体110a和112a。所述侧向位置控制磁体108a可位于光学封装102a的第一侧。所述一对横向位置控制磁体 110a和112a可位于光学封装102a的相应的第二侧和第三侧上。所述一对横向位置控制磁体110a和112a可相对于光学封装102a和侧向位置控制磁体108a之间的轴彼此相对。第一侧可以是不存在横向位置控制磁体的光学封装102a的一侧。在一些实施方案中，相机模块100a可包括一个或多个磁场传感器(在图1A中被线圈遮蔽，但在图2A至图2I中可见)，所述一个或多个磁场传感器被配置为测量一个或多个磁场分量，以便能够确定位置传感器磁体106a的位置。
透镜载体114a可允许将自动对焦线圈116a和自动对焦系统的其他部件安装到光学封装102a上。致动器104a可包括光学图像稳定部件，诸如但不限于安装在致动器基部124a上的光学图像稳定线圈118a,120a和122a。在一些实施方案中，横向位置控制磁体110a和112a(例如，双极磁体)可包括具有不同主导磁场取向(例如，反平行)的一对磁体，而侧向位置控制磁体108a(例如，单极磁体)可仅具有单个主导磁场取向。
在一些实施方案中，没有致动器侧向磁体位于光学封装的其余侧(在图1A中被模拟物质量126a占据)上，侧向位置控制磁体108a和横向位置控制磁体110a和112a都不位于所述其余侧处。
在一些实施方案中，非磁性模拟物质量126a位于光学封装的其余侧上，侧向位置控制磁体108a和横向位置控制磁体110a和112a都不位于所述其余侧处。
图1B描绘了根据至少一些实施方案的致动器300b模块或组件的示例性实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器 100b可包括多个位置传感器磁体102b和104b。侧向位置控制磁体106b可位于第一侧(例如，在图1B中未示出的光学封装的第一侧)，并且一对横向位置控制磁体108b和110b可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体 106b之间的轴彼此相对的光学封装相应的第二侧和第三侧上。第一侧可以是光学封装的不存在横向位置控制磁体的一侧。在一些实施方案中，可包括一个或多个磁场传感器(图1B中未示出，但在图2A至图2I中可见)，以用于确定位置传感器磁体102b和104b的位置。
在一些实施方案中，没有致动器磁体位于光学封装的其余侧(例如，在图1B中被模拟物质量112b占据的一侧)上，侧向位置控制磁体106b和横向位置控制磁体108b和110b(其中指出了其上部磁体的方向)都不位于所述其余侧处。
在一些实施方案中，多个位置传感器磁体102b和104b可包括一对磁体102b和104b，所述一对磁体利用与所述一对横向位置控制磁体108b和 110b的磁场成横向的磁场来取向。多个位置传感器磁体102b和104b可包括一对磁体102b和104b，所述一对磁体位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体106b之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
图1C示出了根据至少一些实施方案的致动器100c模块或组件的示例性实施方案，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器 100c可包括多个位置传感器磁体102c和104c。横向位置控制磁体106c可位于第一侧(例如，光学封装的第一侧，在图1C中未示出)。此外，一对横向位置控制磁体108c和110c可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体106c之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。第一侧可以是光学封装的不存在横向位置控制磁体的一侧。在一些实施方案中，包括一个或多个磁场传感器(图1C中未示出，但在图2A至图2I中可见)用于确定位置传感器磁体102c和104c的位置。
在一些实施方案中，没有致动器磁体位于光学封装的其余侧(例如，在图1C中由模拟物质量112c占据的一侧)上，侧向位置控制磁体106c和横向位置控制磁体108c和110c都不位于所述其余侧处。
在一些实施方案中，多个位置传感器磁体102c和104c可包括一对磁体102c和104c，所述一对磁体利用与所述一对横向位置控制磁体108c和 110c的磁场平行和反平行的磁场来取向。多个位置传感器磁体102c和104c 可包括一对磁体102c和104c，所述一对磁体位于相对于光学封装和致动器横向位置控制磁体108c和110c之间的轴彼此相对的光学封装相应的第一侧和第四侧(例如，由侧向位置控制磁体106c和虚拟质量块112c占据的侧面)上。
图2A描绘了根据至少一些实施方案的具有致动器200a模块或组件的相机模块的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于移动光学封装202a，并在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。如图2A所示，致动器200a可包括基部或基板204a和盖206a。基部204a可包括和/或支撑一个或多个位置传感器(例如，霍尔传感器、TMR传感器、GMR传感器等)208a、一个或多个光学图像稳定线圈210a和一个或多个吊线212a，其例如通过检测位置传感器磁体214a的移动，可至少部分地实现用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。
在一些实施方案中，致动器200a可包括一个或多个自动对焦线圈216a 和一个或多个位置控制磁体218a，其可至少部分地实现自动对焦功能，诸如沿Z轴和/或沿由光学封装202a的一个或多个透镜限定的光轴移动光学封装202a。在一些示例中，至少一个位置传感器磁体214a可邻近至少一个自动对焦线圈216a布置。在一些实施方案中，至少一个位置传感器磁体214a 可耦接到至少一个自动对焦线圈216a。例如，自动对焦线圈216a可各自限定由相应的自动对焦线圈216a环绕的中心空间。位置传感器磁体214a可被设置在由自动对焦线圈216a环绕的中心空间内。除此之外或另选地，位置传感器磁体214a可附接到固定到自动对焦线圈216a的支撑结构(未示出)。例如，附接位置传感器磁体214a的支撑结构可设置在由自动对焦线圈216a环绕的中心空间内，并且支撑结构可固定到自动对焦线圈216。在各种实施方案中，致动器200a可包括两个位置控制磁体218、两个自动对焦线圈216a和两个位置传感器磁体214a，例如图2A所示。然而，在其他实施方案中，致动器200a可包括更少或更多的位置控制磁体218a、自动对焦线圈216a和/或位置传感器磁体214a。
在一些实施方案中，致动器200a可包括四个吊线212a。光学封装 202a可通过将一个或多个上部弹簧220a悬挂在吊线212a上而相对于基部 204a悬挂。在一些实施方案中，致动器可包括一个或多个下部弹簧222a。上部弹簧220a和下部弹簧222a在本文中统称为光学弹簧。在光学封装202a中，可将光学部件(例如，一个或多个透镜元件、透镜组件等)旋入、安装或以其他方式保持在光学支架中或由光学支架保持。需注意，上部弹簧220a和下部弹簧222a可以是柔性的，以允许光学封装202a沿Z (光)轴的用于光学聚焦的运动范围，并且吊线212a可以是柔性的，以允许在与光轴正交的X-Y平面上的用于光学图像稳定的运动范围。还要注意，虽然实施方案示出了悬挂在吊线212a上的光学封装202a，但是在其他实施方案中可使用其他机构来悬挂光学封装202a。
在各种实施方案中，相机模块可包括图像传感器224a。图像传感器可设置在光学封装202a的下方，使得光线可(例如，经由光学封装202a顶部的孔)穿过光学封装202a的一个或多个透镜元件并到达图像传感器224a。
图2B示出了根据至少一些实施方案的致动器200b模块或组件的示例性实施方案的顶视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200b可包括多个位置传感器磁体202b和204b。此外，致动器200b可具有包括侧向位置控制磁体206b和一对横向位置控制磁体208b和 210b的非对称磁体布置。侧向位置控制磁体206b可位于第一侧(例如，光学封装的第一侧，在图2B中未示出)。所述一对横向位置控制磁体208b 和210b可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体206b之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。第一侧可以是光学封装的不存在横向位置控制磁体的一侧。在一些实施方案中，包括一个或多个磁场传感器(图2B中未示出，但在图2C中可见)用于确定位置传感器磁体202b和 204b的位置。在一些实施方案中，致动器200b可包括提供自动对焦和/或光学图像稳定功能的一个或多个线圈。例如，致动器200b可包括自动对焦线圈212b和214b，以及光学图像稳定线圈216b和218b。尽管图2B中未示出，但是致动器200b可包括位于第一侧的另一光学图像稳定线圈，例如位于侧向位置控制磁体206b下方。
在一些实施方案中，没有致动器磁体位于光学封装的其余侧(例如，在图2B中由模拟物质量220c占据的一侧)上，侧向位置控制磁体206b和横向位置控制磁体208b和210b都不位于所述其余侧处。
在一些实施方案中，多个位置传感器磁体202b和204b可包括一对磁体202b和204b，所述一对磁体利用与所述一对横向位置控制磁体208b和 210b的磁场成横向的磁场来取向。此外，多个位置传感器磁体202b和 204b可包括一对磁体202b和204b，所述一对磁体位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体206b之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
图2C描绘了根据至少一些实施方案的致动器200c模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦和/或光学图像稳定位置检测的磁感测。在一些示例中，图 2C可描绘致动器200b的横截面图，如图2B中的横截面线2C-2C所示。在一些实施方案中，致动器200c可包括致动器基部202c、一个或多个位置传感器磁体(例如，位置传感器磁体204c)和一个或多个位置控制磁体(例如，横向位置控制磁体206c)。在一些实施方案中，致动器200c可包括一个或多个磁场传感器，诸如霍尔传感器208c和/或隧道磁电阻(TMR)/巨磁电阻(GMR)传感器210c。此外，在一些实施方案中，致动器200c可包括一个或多个线圈。例如，致动器200c可包括一个或多个自动对焦线圈212c和/ 或一个或多个光学图像稳定线圈214c。在一些实施方案中，可在位置传感器磁体204c和TMR/GMR传感器210c之间提供侧向偏移216c。
磁场传感器可用于确定位置传感器磁体的位置。例如，致动器200c可包括霍尔传感器208c和TMR/GMR传感器210c。在一些示例中，霍尔传感器208c可用于为了光学图像稳定的目的而确定位置传感器磁体204c沿X- Y平面的位置。此外，在一些示例中，TMR/GMR传感器210c可用于为了自动对焦的目的而确定位置传感器磁体204c沿Z轴的位置。位置传感器磁体204c沿X-Y平面和/或沿Z轴的位置可用于确定光学封装和/或光学封装的一个或多个部件的位置。在各种示例中，此类位置信息可用于沿X轴、 Y轴和/或Z轴提供闭环位置控制。
在一些实施方案中，可将磁场传感器(例如，TMR/GMR传感器 210c)设置和/或取向为能够测量一个或多个磁场分量。例如，磁场传感器可被配置为测量单独对应于轴(例如，X轴、Y轴和Z轴)的一个或多个磁场分量。在一些示例中，横向位置控制磁体206c可有助于对应于第一轴的第一磁场分量。位置传感器磁体204c可有助于对应于不同于第一轴的第二轴的第二磁场分量。例如，第二轴可与第一轴正交。磁场传感器可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量。随着位置传感器磁体204c移动 (例如，沿着Z轴用于自动对焦目的)，其对第二磁场分量的贡献的量值可变化。可使用第一磁场分量和第二磁场分量的磁场传感器测量来计算第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度。第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度可与位置传感器磁体204c的位置相关。例如，通过模拟致动器 200c的性能或者通过测试实际的致动器200c可获得多个测量，所述多个测量可用于表征致动器200c相对于(例如，第一磁场分量和第二磁场分量之间的)角度和(例如，位置传感器磁体204c沿Z轴的)位置的行为。在某些情况下，模拟和/或测试测量可用于表征致动器200c的行为，以将(例如，第一磁场分量和第二磁场分量之间的)角度的变化与位置的变化相关联。例如，第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度的变化可与特定的自动对焦冲程相关联。在一些实施方案中，在表征致动器200c的行为时，也可以考虑位置传感器磁体204c沿X-Y平面的位置的变化。一旦致动器 200c的行为被表征，所得到的相关性便可用作用于确定位置传感器磁体 204c沿X轴、Y轴和/或Z轴的位置的映射。
图2D示出了根据至少一些实施方案的致动器200d模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200d可包括多个位置传感器磁体，例如嵌套在自动对焦线圈204d之间的位置传感器磁体202d。横向位置控制磁体206d(例如，双极磁体)可位于致动器200d 中。在一些实施方案中，致动器200d可包括用于确定位置传感器磁体202d 的位置的一个或多个磁场传感器208d(例如，霍尔传感器、TMR传感器和 /或GMR传感器)。在一些实施方案中，在位置传感器磁体202d和磁场传感器208d之间不提供侧向偏移。
图2E描绘了根据至少一些实施方案的致动器200e模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200e可包括多个位置传感器磁体，例如安装在自动对焦线圈204e和光学封装(未示出)之间的位置传感器磁体202e。横向位置控制磁体206e可位于致动器 200e中。在图2E中，横向位置控制磁体206e被示出为单极磁体。在其他示例中，横向位置控制磁体206e可以是双极磁体。在一些实施方案中，致动器200e可包括用于确定位置传感器磁体202e的位置的一个或多个磁场传感器208e(例如，霍尔传感器、TMR传感器和/或GMR传感器)。在一些实施方案中，可在位置传感器磁体202e和磁场传感器208e之间提供朝向横向位置控制磁体206e的横向偏移。
图2F示出了根据至少一些实施方案的致动器200f模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200f可包括多个位置传感器磁体，例如安装在自动对焦线圈204f内的位置传感器磁体202f。横向位置控制磁体206f可位于致动器200f中。在一些实施方案中，致动器200f可包括用于确定位置传感器磁体202f的位置的一个或多个磁场传感器208f(例如，霍尔传感器、TMR传感器和/或GMR传感器)。在一些实施方案中，可在位置传感器磁体202f和磁场传感器208f之间提供朝向光学封装(未示出)的侧向偏移。
图2G描绘了根据至少一些实施方案的致动器200g模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200g可包括多个位置传感器磁体，例如安装在自动对焦线圈204g内的位置传感器磁体202g。横向位置控制磁体206g可位于致动器200g中。在一些实施方案中，致动器200g可包括用于确定位置传感器磁体202g的位置的一个或多个磁场传感器208g(例如，霍尔传感器、TMR传感器和/或GMR传感器)。在一些实施方案中，可在位置传感器磁体202g和磁场传感器208g 之间提供朝向横向位置控制磁体206g的横向偏移。
图2H示出了根据至少一些实施方案的致动器200h模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200h可包括多个位置传感器磁体，例如安装在自动对焦线圈204h和光学封装(未示出)之内的位置传感器磁体202h。横向位置控制磁体206h可位于致动器 200h中。在一些实施方案中，致动器200h可包括用于确定位置传感器磁体的位置的一个或多个磁场传感器208h(例如，霍尔传感器、TMR传感器和 /或GMR传感器)。在一些实施方案中，在位置传感器磁体202h和磁场传感器208h之间不提供侧向偏移。
图2I描绘了根据至少一些实施方案的致动器200i模块或组件的示例性实施方案的侧视图，该致动器模块或组件可例如用于在小外形相机中提供用于自动对焦位置检测的磁感测。在一些实施方案中，致动器200i可包括多个位置传感器磁体，例如安装在自动对焦线圈204i和光学封装(未示出)之内的位置传感器磁体202i。横向位置控制磁体206i可位于致动器 200i中。在一些实施方案中，致动器200i可包括用于确定位置传感器磁体的位置的一个或多个磁场传感器208i(例如，霍尔传感器、TMR传感器和/ 或GMR传感器)。在一些实施方案中，可在位置传感器磁体202i和磁场传感器208i之间提供朝向横向位置控制磁体206i的横向偏移。
图3是根据至少一些实施方案的用于自动对焦位置检测和控制的磁感测方法300的流程图。在302处，方法300可包括生成至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的磁场的测量。位置传感器磁体可以是磁性致动器的一部分。在一些示例中，磁性致动器可被配置为移动相机单元的光学封装。生成磁场的测量可包括测量至少部分地由一个或多个位置传感器磁体产生的一个或多个磁场分量，其中所述一个或多个位置传感器磁体固定地安装到相机透镜载体上。光学封装可设置在相机透镜载体上。该相机透镜载体可被配置为相对于基部移动。
在一些实施方案中，一个或多个自动对焦线圈可附接到相机透镜载体。自动对焦线圈可被配置为与磁性致动器的一个或多个磁体相互作用以提供自动对焦功能。例如，可将电压和/或电流施加到自动对焦线圈，从而使自动对焦线圈产生与由一个或多个磁体产生的第二磁场相互作用的第一磁场。在至少第一磁场和第二磁场之间的相互作用可在自动对焦线圈上施加一个或多个力，使自动对焦线圈沿Z轴和/或光轴移动。在一些示例中，位置传感器磁体可嵌套在自动对焦线圈内。
磁性致动器可包括被配置为测量一个或多个磁场分量的一个或多个磁场传感器。例如，磁场传感器可包括霍尔传感器、TMR传感器和/或GMR 传感器。在一些实施方案中，磁场传感器可
在一些实施方案中，磁性致动器的一个或多个光学图像稳定线圈可设置在基部上或邻近基部。光学图像稳定线圈可被配置为与一个或多个磁体相互作用以提供光学图像稳定功能。例如，可将电压和/或电流施加到光学图像稳定线圈，从而使光学图像稳定线圈产生与由一个或多个磁体产生的第二磁场相互作用的第一磁场。在至少第一磁场和第二磁场之间的相互作用可在光学图像稳定线圈上施加一个或多个力，使得光学图像稳定线圈沿x轴和/或y轴(例如，沿与Z轴正交的x-y平面)移动。
在304处，方法300可包括至少部分地基于磁场的测量来计算透镜载体的位置测量。在306处，方法300可包括调整相机透镜载体的位置。例如，可通过改变附接到相机透镜载体的自动对焦致动器的自动对焦线圈的电压和/或电流来调整相机透镜载体的位置。在一些示例中，可至少部分地基于位置测量来调整相机透镜载体的位置。
图4是根据至少一些实施方案的用于自动对焦位置检测和控制的磁感测方法400的流程图。在一些示例中，系统可包括光学封装和用于移动该光学封装的致动器。致动器可包括侧向位置控制磁体和一对横向位置控制磁体。所述侧向位置控制磁体可位于光学封装的第一侧处。所述一对横向位置控制磁体可位于相对于光学封装和侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的光学封装的相应第二侧和第三侧上。
此外，致动器可包括一个或多个位置传感器磁体和一个或多个磁场传感器。位置传感器磁体可附接到光学封装。磁场传感器可被配置为测量一个或多个磁场分量。例如，横向位置控制磁体中的至少一个可有助于对应于第一轴的第一磁场分量，并且位置传感器磁体中的至少一个可有助于对应于与第一轴正交的第二轴的第二磁场分量。在一些实施方案中，磁场传感器中的至少一个可被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量。
在402处，方法400可包括确定第一磁场分量。例如，磁场传感器可用于测量至少部分地由横向位置控制磁体产生的第一磁场分量。在404 处，方法400可包括确定第二磁场分量。例如，磁场传感器可用于测量至少部分地由位置传感器磁体产生的第二磁场分量。
在406处，方法400可包括计算位置传感器磁体的第一位置。例如，位置传感器磁体的第一位置可以是沿由光学封装的一个或多个透镜限定的光轴的位置。在各种实施方案中，第一位置的计算可至少部分地基于第一磁场分量和第二磁场分量。例如，可至少部分地基于第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度来计算第一位置。第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度可与位置传感器磁体的位置相关。例如，通过模拟致动器的性能或通过测试实际的致动器可获得多个测量，所述多个测量可用于表征致动器相对于第一磁场分量和第二磁场之间的角度和位置传感器磁体沿光轴的位置的行为。在某些情况下，模拟和/或测试测量可用于表征致动器的行为，以将角度的变化与位置的变化相关联。例如，第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度的特定变化可与特定的自动对焦冲程相关联。在一些实施方案中，在表征致动器的行为时，也可以考虑位置传感器磁体沿X-Y平面的位置的变化。一旦致动器的行为被表征，所得到的相关性便可用作用于确定位置传感器磁体沿X轴、Y轴和/或Z轴的位置的映射。
在408处，方法400可包括确定对供应给自动对焦线圈的电压和/或电流的调整，以使位置传感器磁体移动到第二位置。例如，第二位置可以是沿光轴的与第一位置不同的位置。在各种实施方案中，确定对供应给自动对焦线圈的电压和/或电流的调整可至少部分地基于位置传感器磁体的第一位置。
多功能设备示例
本文描述了电子设备、此类设备的用户界面和使用此类设备的相关联的过程的实施方案。在一些实施方案中，该设备是还包含其他功能诸如 PDA和/或音乐播放器功能的便携式通信设备，诸如移动电话。便携式多功能设备的示例性实施方案包括但不限于来自Apple Inc.(Cupertino,California) 的
Figure BDA0002512649600000221
iPod
Figure BDA0002512649600000222
和
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设备。还可以使用其他便携式电子设备，诸如膝上型电脑、相机、移动电话或平板计算机。还应当理解，在一些实施方案中，该设备并非便携式通信设备，而是具有相机的台式计算机。在一些实施方案中，该设备是具有取向传感器(例如，游戏控制器中的取向传感器)的游戏计算机。在其他实施方案中，该设备不是便携式通信设备，而是相机。
在下面的讨论中，描述了一种包括显示器和触敏表面的电子设备。然而应当理解，电子设备可以包括一个或多个其他物理用户接口设备，诸如物理键盘、鼠标和/或操作杆。
该设备通常支持各种应用程序，诸如以下应用程序中的一者或多者：绘图应用程序、展示应用程序、文字处理应用程序、网站创建应用程序、盘编辑应用程序、电子表格应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、邮件应用程序、即时消息应用程序、健身支持应用程序、照片管理应用程序、数字相机应用程序、数字视频摄像机应用程序、网页浏览应用程序、数字音乐播放器应用程序和/或数字视频播放器应用程序。
可在设备上执行的各种应用程序可使用至少一个共用的物理用户界面设备，诸如触敏表面。触敏表面的一种或多种功能以及显示在设备上的对应信息对于各个应用程序可被调节和/或是不同的，和/或在对应应用程序内可被调节和/或是不同的。这样，设备的共用物理架构(诸如触敏表面)可利用对于用户直观且透明的用户界面来支持各种应用程序。
现在关注具有相机的便携式设备的实施方案。图5是示出根据一些实施方案的具有相机564的便携式多功能设备500的框图。为方便起见，相机564有时被称为“光学传感器”，还可以称为或叫作光学传感器系统。设备500可包括存储器502(其可包括一个或多个计算机可读存储介质)、存储器控制器522、一个或多个处理单元(CPU)520、外围设备接口518、射频电路系统508、音频电路系统510、扬声器511、触敏显示器系统512、麦克风513、输入/输出(I/O)子系统506、其他输入或控制设备516以及外部端口524。设备500可包括一个或多个光学传感器564。这些部件可通过一条或多条通信总线或信号线503进行通信。
应当理解，设备500只是便携式多功能设备的一个示例，并且设备 500可具有比所示出的更多或更少的部件，可组合两个或更多个部件，或者可具有这些部件的不同配置或布置。图5中所示出的各种部件可以硬件、软件方式或软硬件组合来实现，包括一个或多个信号处理电路和/或专用集成电路。
存储器502可包括高速随机存取存储器，并且还可以包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储器设备或其他非易失性固态存储器设备。设备500的其他部件(诸如，CPU 520和外围设备接口 518)对存储器502的访问可由存储器控制器522来控制。
外围设备接口518可用于将设备的输入外围设备和输出外围设备耦接到CPU 520和存储器502。一个或多个处理器520运行或执行存储在存储器502中的各种软件程序和/或指令集，以执行设备500的各种功能以及处理数据。
在一些实施方案中，外围设备接口518、CPU 520以及存储器控制器 522可在单个芯片诸如芯片504上实现。在一些其他实施方案中，它们可在单独的芯片上实现。
RF(射频)电路508接收和发送也被叫做电磁信号的RF信号。RF电路508将电信号转换为电磁信号/将电磁信号转换为电信号，并且经由电磁信号来与通信网络以及其他通信设备通信。RF电路508可包括用于执行这些功能的熟知的电路，包括但不限于天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块(SIM)卡、存储器等等。RF电路508可通过无线通信与网络以及其他设备进行通信，所述网络为诸如互联网(也被称为万维网 (WWW))、内联网和/或无线网络(诸如，蜂窝电话网络、无线局域网 (LAN)和/或城域网(MAN))。无线通信可使用各种通信标准、协议和技术中的任何类型，包括但不限于全球移动通信系统(GSM)、增强型数据GSM 环境(EDGE)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入 (HSUPA)、宽带码分多址(W-CDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、无线保真(Wi-Fi)(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、 IEEE 802.11g和/或IEEE 802.11n)、因特网语音协议(VoIP)、Wi-MAX、电子邮件协议(例如，因特网消息访问协议(IMAP)和/或邮局协议(POP))、即时消息(例如，可扩展消息处理现场协议(XMPP)、用于即时消息和现场利用扩展的会话发起协议(SIMPLE)、即时消息和到场服务(IMPS))和/或短消息服务(SMS)、或者其他任何适当的通信协议，包括在本文献提交日还未开发出的通信协议。
音频电路510、扬声器511和麦克风513提供用户和设备500之间的音频接口。音频电路510从外围设备接口518接收音频数据，将该音频数据转换为电信号，并将该电信号传输到扬声器511。扬声器511将该电信号转换为人类可听到的声波。音频电路510还接收由麦克风513从声波转换的电信号。音频电路510将该电信号转换为音频数据，并且将该音频数据传输到外围设备接口518以用于处理。音频数据可由外围设备接口518从存储器502和/或RF电路508进行检索和/或被传输至存储器502和/或RF电路508。在一些实施方案中，音频电路510还包括耳麦插孔(例如，图6中的612)。耳麦插孔提供音频电路510和可移除的音频输入/输出外围设备之间的接口，该可移除的音频输入/输出外围设备诸如仅输出的耳机或者具有输出(例如，单耳耳机或双耳耳机)和输入(例如，麦克风)两者的耳麦。
I/O子系统506将设备500上的输入/输出外围设备诸如触摸屏512和其他输入控制设备516耦接到外围设备接口518。I/O子系统506可包括显示控制器556和一个或多个输入控制器560以用于其他输入或控制设备。所述一个或多个输入控制器560从其他输入或控制设备516接收电信号/将电信号发送至其他输入或控制设备516。所述其他输入控制设备516可包括物理按钮(例如，下压按钮、摇臂按钮等)、拨号盘、滑动开关、操纵杆、点击轮等。在一些另选实施方案中，一个或多个输入控制器560可耦接到(或不耦接到)以下各项中的任一者：键盘、红外端口、USB端口，以及指向设备诸如鼠标。一个或多个按钮(例如，图6中的608)可包括用于扬声器511和/或麦克风513的音量控制的增大/减小按钮。一个或多个按钮可包括下压按钮(例如，图6中的606)。
触敏显示器512提供设备和用户之间的输入接口和输出接口。显示控制器556从触摸屏512接收电信号和/或将电信号发送至触摸屏212。触摸屏512向用户显示视觉输出。视觉输出可包括图形、文本、图标、视频及其任意组合(统称为“图形”)。在一些实施方案中，一些视觉输出或全部的视觉输出可对应于用户界面对象。
触摸屏512具有基于触觉和/或触感接触来接受来自用户的输入的触敏表面、传感器或传感器组。触摸屏512和显示控制器556(与存储器502中的任何相关联的模块和/或指令集一起)检测触摸屏512上的接触(以及该接触的任何移动或中断)，并且将所检测到的接触转换为与显示在触摸屏 512上的用户界面对象(例如，一个或多个软键、图标、网页或图像)的交互。在一个示例性实施方案中，触摸屏512与用户之间的接触点对应于用户的手指。
触摸屏512可使用LCD(液晶显示器)技术、LPD(发光聚合物显示器)技术或LED(发光二极管)技术，但在其他实施方案中可使用其他显示技术。触摸屏512和显示控制器556可使用现在已知的或以后将开发出的各种触摸感测技术中的任何触摸感测技术以及其他接近传感器阵列或用于确定与触摸屏512的一个或多个接触点的其他元件来检测接触及其任何移动或中断，所述多种触摸感测技术包括但不限于电容性技术、电阻性技术、红外技术和表面声波技术。在一个示例性实施方案中，使用投射式互电容感测技术，诸如从Apple Inc.(Cupertino,California)的
Figure BDA0002512649600000251
iPod
Figure BDA0002512649600000252
和
Figure BDA0002512649600000253
中发现的技术。
触摸屏512可具有超过500dpi的视频分辨率。在一些实施方案中，触摸屏具有约560dpi的视频分辨率。用户可使用任何合适的对象或附加物诸如触笔、手指等来与触摸屏512接触。在一些实施方案中，用户界面被设计用于主要与基于手指的接触和手势工作，由于手指在触摸屏上的接触区域较大，因此这可能不如基于触笔的输入精确。在一些实施方案中，设备将基于手指的粗略输入翻译为精确的指针/光标位置或命令，以用于执行用户所期望的动作。
在一些实施方案中，除了触摸屏之外，设备500可包括用于激活或去激活特定功能的触摸板(未示出)。在一些实施方案中，触摸板是设备的触敏区域，该触敏区域与触摸屏不同，其不显示视觉输出。触摸板可以是与触摸屏512分开的触敏表面，或者是由触摸屏形成的触敏表面的延伸部分。
设备500还包括用于为各种部件供电的电力系统562。电力系统562可包括电力管理系统、一个或多个电源(例如，电池、交流电(AC))、再充电系统、电力故障检测电路、功率变换器或逆变器、电源状态指示器(例如，发光二极管(LED))和与便携式设备中的电力的生成、管理和分配相关联的任何其他部件。
设备500还可包括一个或多个光学传感器或相机564。图5示出了耦接到I/O子系统506中的光学传感器控制器558的光学传感器564。光学传感器564可包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光电晶体管。光学传感器564从环境接收通过一个或多个透镜而投射的光，并且将光转换为表示图像的数据。结合成像模块543(也称为相机模块)，光学传感器564可捕获静态图像或视频。在一些实施方案中，光学传感器564 位于设备500的与设备的前部的触摸屏显示器512相背对的后部，使得触摸屏显示器512可被用作用于静态图像和/或视频图像采集的取景器。在一些实施方案中，另一光学传感器位于设备的前部上，使得用户在触摸屏显示器上观看其他视频会议参与者的同时可以获得该用户的图像以用于视频会议。
设备500还可以包括一个或多个接近传感器566。图5示出了耦接到外围设备接口518的接近传感器566。另选地，接近传感器566可耦接到I/O 子系统506中的输入控制器560。在一些实施方案中，当多功能设备500被置于用户的耳朵附近时(例如，当用户正在进行电话呼叫时)，接近传感器566关闭并且禁用触摸屏512。
设备500包括一个或多个取向传感器568。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器568包括一个或多个加速度计(例如，一个或多个线性加速度计和/或一个或多个旋转加速度计)。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器568包括一个或多个陀螺仪。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器568包括一个或多个磁力仪。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器568包括全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)和/或其他全球导航系统接收器中的一者或多者。GPS、 GLONASS和/或其他全球导航系统接收器可用于获取关于设备500的位置和取向(例如，纵向或横向)的信息。在一些实施方案中，所述一个或多个取向传感器568包括取向/旋转传感器的任何组合。图5示出了耦接到外围设备接口518的所述一个或多个取向传感器568。或者，所述一个或多个取向传感器568可耦接到I/O子系统506中的输入控制器560。在一些实施方案中，基于对从所述一个或多个取向传感器568接收的数据的分析，在触摸屏显示器512上以纵向视图或横向视图显示信息。
在一些实施方案中，存储于存储器502中的软件组件包括操作系统 526、通信模块(或指令集)528、接触/运动模块(或指令集)530、图形模块(或指令集)532、文本输入模块(或指令集)534、全球定位系统(GPS) 模块(或指令集)535、仲裁器模块558以及应用程序(或指令集)536。此外，在一些实施方案中，存储器502存储设备/全局内部状态557。设备/全局内部状态557包括以下各项中的一者或多者：活动应用程序状态，该活动应用程序状态用于指示哪些应用程序(如果有的话)当前是活动的；显示状态，该显示状态用于指示什么应用程序、视图或其他信息占据触摸屏显示器512的各个区域；传感器状态，该传感器状态包括从设备的各个传感器和输入控制设备516获取的信息；以及关于设备位置和/或姿态的位置信息。
操作系统526(例如，Darwin、RTXC、LINUX、UNIX、OS X、 WINDOWS或嵌入式操作系统诸如VxWorks)包括用于控制和管理一般系统任务(例如，存储器管理、存储设备控制、电源管理等)的各种软件组件和/或驱动器，并且有利于各种硬件和软件组件之间的通信。
通信模块528有利于通过一个或多个外部端口524与其他设备进行通信，并且还包括用于处理由RF电路508和/或外部端口524所接收的数据的各种软件组件。外部端口524(例如，通用串行总线(USB)、火线等)适于直接耦接到其他设备或者间接地通过网络(例如，互联网、无线LAN 等)进行耦接。在一些实施方案中，外部端口是多针(例如，30针)连接器。
接触/移动模块530可检测与触摸屏512(结合显示控制器556)和其他触敏设备(例如，触控板或物理点击轮)的接触。接触/运动模块530包括多个软件组件以用于执行与接触的检测相关的各种操作，诸如确定是否已发生接触(例如，检测手指按下事件)、确定是否存在接触的移动并在触敏表面上跟踪该移动(例如，检测一个或多个手指拖动事件)，以及确定接触是否已终止(例如，检测手指抬起事件或者接触中断)。接触/运动模块530从触敏表面接收接触数据。确定接触点的移动可包括确定接触点的速率(量值)、速度(量值和方向)、和/或加速度(量值和/或方向的改变)，接触点的移动由一系列接触数据来表示。这些操作可施加于单个触点(例如，一个指状触点)或多个同时的触点(例如，“多点触摸”/多个指状触点)。在一些实施方案中，接触/运动模块530和显示控制器556检测触控板上的接触。
接触/运动模块530可检测用户的手势输入。触敏表面上的不同手势具有不同的接触图案。因此，可通过检测具体接触图案来检测手势。例如，检测手指轻击手势包括检测手指按下事件，然后在与手指按下事件相同的位置(或基本上相同的位置)处(例如，在图标位置处)检测手指抬起 (抬离)事件。又如，检测触敏表面上的手指轻扫手势包括检测手指按下事件，然后检测一个或多个手指拖动事件，并且随后检测手指抬起(抬离)事件。
图形模块532包括用于在触摸屏512或其他显示器上渲染和显示图形的多个已知软件部件，其包括用于改变被显示图形的强度的部件。如本文所用，术语“图形”包括可被显示给用户的任何对象，非限制性地包括文本、网页、图标(诸如，包括软键的用户界面对象)、数字图像、视频、动画等等。
在一些实施方案中，图形模块532存储表示待使用的图形的数据。每个图形可被分配有对应的代码。图形模块532从应用程序等接收指定待显示的图形的一个或多个代码，在必要的情况下还一起接收坐标数据和其他图形属性数据，然后生成屏幕图像数据以输出至显示控制器556。
可作为图形模块532的部件的文本输入模块534提供用于在多种应用程序(例如，联系人537、电子邮件540、即时消息541、浏览器547，以及需要文本输入的任何其他应用程序)中输入文本的软键盘。
GPS模块535确定设备的位置并提供该信息以用于各种应用程序(例如，提供至用于基于位置的拨号的电话538，提供至相机543作为图片/视频元数据，以及提供至提供基于位置的服务诸如天气桌面小程序、当地黄页桌面小程序和地图/导航桌面小程序的应用程序)。
应用程序536可包括以下模块(或指令集)或者其子集或超集：
·联系人模块537(有时称为通讯录或联系人列表)；
·电话模块538；
·视频会议模块539；
·电子邮件客户端模块540；
·即时消息(IM)模块541；
·健身支持模块542；
·用于静止图像和/或视频图像的相机模块543；
·图像管理模块544；
·浏览器模块547；
·日历模块548；
·桌面小程序模块549，其可包括以下各项中的一者或多者：天气桌面小程序549-1、股市桌面小程序549-2、计算器桌面小程序549- 3、闹钟桌面小程序549-4、词典桌面小程序549-5和由用户获取的其他桌面小程序，以及用户创建的桌面小程序549-6；
·用于制作用户创建的桌面小程序549-6的桌面小程序创建器模块 550；
·搜索模块551；
·视频和音乐播放器模块552，其可以由视频播放器
模块和音乐播放器模块构成；
·记事本模块553；
·地图模块554；和/或
·在线视频模块555。
可被存储在存储器502中的其他应用程序536的示例包括其他文字处理应用程序、其他图像编辑应用程序、绘图应用程序、展示应用程序、支持JAVA的应用程序、加密、数字权益管理、语音识别以及语音复制。
结合触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532和文本输入模块534，联系人模块537可用于管理(例如，被存储在应用程序内部状态557中的)通讯录或联系人列表，包括：将一个或多个姓名添加到通讯录；从通讯录删除一个或多个姓名；使一个或多个电话号码、一个或多个电子邮件地址、一个或多个物理地址或其他信息与姓名相关联；使图像与姓名相关联；对姓名归类和分类；提供电话号码或电子邮件地址以发起和/或促进通过电话538、视频会议539、电子邮件540或IM 541进行通信等等。
结合RF电路508、音频电路510、扬声器511、麦克风513、触摸屏 512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532和文本输入模块534，电话模块538可用于输入对应于电话号码的字符序列、访问通讯录537中的一个或多个电话号码、修改已输入的电话号码、拨打相应的电话号码、进行会话以及当会话完成时断开或挂断。如上所述，无线通信可使用各种通信标准、协议和技术中的任一者。
结合RF电路508、音频电路510、扬声器511、麦克风513、触摸屏 512、显示控制器556、光学传感器564、光学传感器控制器558、接触模块 530、图形模块532、文本输入模块534、联系人列表537和电话模块538，视频会议模块539包括根据用户指令发起、进行和终止用户与一个或多个其他参与方之间的视频会议的可执行指令。
结合RF电路508、触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532和文本输入模块534，电子邮件客户端模块540包括用于响应于用户指令来创建、发送、接收和管理电子邮件的可执行指令。结合图像管理模块544，电子邮件客户端模块540使得非常容易创建和发送具有由相机模块543拍摄的静态图像或视频图像的电子邮件。
结合RF电路508、触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532和文本输入模块534，即时消息模块541包括用于输入对应于即时消息的字符序列、修改先前输入的字符、发送相应的即时消息(例如，使用针对基于电话的即时消息的短消息服务(SMS)或多媒体消息服务(MMS) 协议或者使用针对基于互联网的即时消息的XMPP、SIMPLE、或 IMPS)、接收即时消息以及查看所接收的即时消息的可执行指令。在一些实施方案中，所发送的和/或所接收的即时消息可包括图形、照片、音频文件、视频文件和/或在MMS和/或增强型消息服务(EMS)中支持的其他附件。如本文所用，“即时消息”是指基于电话的消息(例如，使用SMS或 MMS发送的消息)和基于互联网的消息(例如，使用XMPP、SIMPLE、或IMPS发送的消息)两者。
结合RF电路508、触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532、文本输入模块534、GPS模块535、地图模块554和音乐播放器模块546，健身支持模块542包括用于创建健身(例如，具有时间、距离和/或卡路里燃烧目标)；与健身传感器(运动设备)通信；接收健身传感器数据；校准用于监测健身的传感器；选择和播放健身音乐；以及显示、存储和传输健身数据的可执行指令。
结合触摸屏512、显示控制器556、光学传感器564、光学传感器控制器558、接触模块530、图形模块532和图像管理模块544，相机模块543 包括捕获静态图像或视频(包括视频流)并将其存储到存储器502中、修改静态图像或视频的特性、或从存储器502删除静态图像或视频的可执行指令。
结合触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532、文本输入模块534和相机模块543，图像管理模块544包括用于排列、修改 (例如，编辑)、或以其他方式操控、加标签、删除、呈现(例如，在数字幻灯片或相册中)以及存储静态图像和/或视频图像的可执行指令。
结合RF电路508、触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块 530、图形模块532和文本输入模块534，浏览器模块547包括根据用户指令浏览互联网(包括搜索、链接到、接收和显示网页或其部分以及链接到网页的附件和其他文件)的可执行指令。
结合RF电路508、触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块 530、图形模块532、文本输入模块534、电子邮件客户端模块540和浏览器模块547，日历模块548包括用于根据用户指令来创建、显示、修改和存储日历以及与日历相关联的数据(例如，日历条目、待办事项等)的可执行指令。
结合RF电路系统508、触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块 530、图形模块532、文本输入模块534和浏览器模块547，桌面小程序模块549是可由用户下载并使用的微型应用程序(例如，天气桌面小程序 549-1、股市桌面小程序549-2、计算器桌面小程序549-3、闹钟桌面小程序 549-4和词典桌面小程序549-5)或由用户创建的微型应用程序(例如，用户创建的桌面小程序549-6)。在一些实施方案中，桌面小程序包括HTML (超文本标记语言)文件、CSS(层叠样式表)文件和JavaScript文件。在一些实施方案中，桌面小程序包括XML(可延伸标记语言)文件和 JavaScript文件(例如，Yahoo！桌面小程序)。
结合RF电路508、触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块 530、图形模块532、文本输入模块534和浏览器模块547，桌面小程序创建器模块550可被用户用于创建桌面小程序(例如，将网页的用户指定部分转到桌面小程序中)。
结合触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块530、图形模块532 和文本输入模块534，搜索模块551包括用于根据用户指令搜索存储器502 中的匹配一个或多个搜索条件(例如，一个或多个用户指定的搜索词)的文本、音乐、声音、图像、视频和/或其他文件的可执行指令。
结合触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块530、图形模块 532、音频电路系统510、扬声器511、射频电路系统508和浏览器模块 547，视频和音乐播放器模块552包括可执行指令，该可执行指令允许用户下载和播放录制的音乐和以一种或多种文件格式来存储的其他声音文件，诸如MP3或AAC文件，并且该可执行指令显示、呈现或以其他方式播放视频(例如，在通过外部端口524来连接的触摸屏512上或外部显示器上)。在一些实施方案中，设备500可包括MP3播放器的功能。
结合触摸屏512、显示控制器556、接触模块530、图形模块532和文本输入模块534，记事本模块553包括根据用户指令来创建和管理记事本、待办事项等的可执行指令。
结合RF电路508、触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块 530、图形模块532、文本输入模块534、GPS模块535和浏览器模块547，地图模块554可用于根据用户指令接收、显示、修改和存储地图以及与地图相关联的数据(例如，驾车路线；关于特定位置处或附近的商家和其他兴趣点的数据；以及其他基于位置的数据)。
结合触摸屏512、显示系统控制器556、接触模块530、图形模块 532、音频电路510、扬声器511、RF电路508、文本输入模块534、电子邮件客户端模块540和浏览器模块547，在线视频模块555包括指令，该指令允许用户访问、浏览、接收(例如，通过流式传输和/或下载)、回放 (例如，在触摸屏上或在通过外部端口524连接的外部显示器上)、发送具有特定在线视频链接的电子邮件，以及以其他方式管理一种或多种文件格式诸如H.264的在线视频。在一些实施方案中，即时消息模块541而不是电子邮件客户端模块540用于发送至特定的在线视频的链接。
每个上述模块和应用程序对应于用于执行上述一种或多种功能以及本专利申请所述的方法(例如，本文所述的计算机实现的方法和其他信息处理方法)的可执行指令集。这些模块(即指令集)不必被实现为独立的软件程序、过程或模块，因此这些模块的各种子集可在各种实施方案中被组合或以其他方式重新布置。在一些实施方案中，存储器502可存储上文所识别的模块和数据结构的子集。此外，存储器502可存储上文没有描述的附加模块和数据结构。
在一些实施方案中，设备500是唯一地通过触摸屏和/或触摸板来执行设备上的预定义的一组功能的操作的设备。通过使用触摸屏和/或触摸板作为用于设备500的操作的主要输入控制设备，可减少设备500上的物理输入控制设备(诸如，下压按钮、拨号盘等)的数量。
可唯一地通过触摸屏和/或触摸板执行的预定义的一组功能包括在用户界面之间进行导航。在一些实施方案中，触控板在被用户触摸时将设备500 从可显示在设备500上的任何用户界面导航到主界面菜单、home菜单或根菜单。在此类实施方案中，触控板可被称为“菜单按钮”。在一些其他实施方案中，菜单按钮可以是物理下压按钮或者是其他物理输入控制设备，而不是触控板。
图6示出了根据一些实施方案的具有触摸屏512的便携式多功能设备 500。触摸屏512可在用户界面(UI)600内显示一个或多个图形。在该实施方案中，以及在下文中介绍的其他实施方案中，用户可通过例如用一根或多根手指602(在附图中没有按比例绘制)或者用一个或多个触控笔603 (在附图中没有按比例绘制)在图形上作出手势来选择这些图形中的一个或多个图形。
设备500还可包括一个或多个物理按钮，诸如“home”按钮或菜单按钮604。如前所述，菜单按钮604可用于导航到可在设备500上执行的应用程序集中的任何应用程序536。另选地，在一些实施方案中，菜单按钮604 被实现为被显示在触摸屏512上的GUI中的软键。
在一个实施方案中，设备500包括触摸屏512、菜单按钮604、用于使设备通电/断电和锁定设备的下压按钮606、音量调节按钮608、用户身份模块(SIM)卡槽610、耳麦插孔612和对接/充电外部端口524。下压按钮606 可用于通过按下该按钮并在预定时间间隔内使该按钮保持在按下状态来开启/关闭设备上的电源、用于通过按下该按钮并在经过预定时间间隔之前释放该按钮来锁定设备、和/或用于将设备解锁或发起解锁过程。在另选的实施方案中，设备500还可通过麦克风513接受用于激活或去激活一些功能的语音输入。
应当注意，尽管本文中给出的许多示例参考光学传感器/相机564(在设备的前面)给出，但代替设备前面的光学传感器/相机564或除设备前面的光学传感器/相机564之外，可使用与显示器相对的后向摄像机或光学传感器。
示例性计算机系统
图7示出了可被配置为执行上文所述的任意或全部实施方案的示例性计算机系统700。在不同的实施方案中，计算机系统700可以是各种类型的设备中的任何设备，包括但不限于：个人计算机系统、台式计算机、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、一体电脑、平板或上网本计算机、大型计算机系统、手持式计算机、工作站、网络计算机、相机、机顶盒、移动设备、消费者设备、视频游戏机、手持式视频游戏设备、应用服务器、存储设备、电视、视频记录设备、外围设备(诸如，交换机、调制解调器、路由器)或一般性的任何类型的计算或电子设备。
如本文所述的相机运动控制系统的各种实施方案，包括磁性位置感测的实施方案，如本文所述可在可与各种其他设备交互的一个或多个计算机系统700中被执行。需注意，根据各种实施方案，上文相对于图1至图6 描述的任何部件、动作或功能性可以实现于配置为图7的计算机系统700 的一种或多种计算机上。在例示性实施方案中，计算机系统700包括经由输入/输出(I/O)接口730耦接到系统存储器720的一个或多个处理器710。计算机系统700还包括耦接到I/O接口730的网络接口740，以及一个或多个输入/输出设备750，诸如光标控制设备760、键盘770和显示器780。在某些情况下，可以设想实施方案可利用计算机系统700的单个实例来实现，而在其他实施方案中，多个此类系统或者构成计算机系统700的多个节点可被配置为作为实施方案的不同部分或实例的主机。例如，在一个实施方案中，一些元素可经由计算机系统700的与实现其他元素的那些节点不同的一个或多个节点来实现。
在各种实施方案中，计算机系统700可以是包括一个处理器710的单处理器系统、或者包括几个处理器710(例如，两个、四个、八个、或另一适当数量)的多处理器系统。处理器710可以是能够执行指令的任何合适的处理器。例如，在各种实施方案中，处理器710可以是实现多种指令集架构(ISA)(诸如，x86、PowerPC、SPARC或MIPS ISA，或者任何其他合适的ISA)中任何指令集架构的通用或嵌入式处理器。在多处理器系统中，每个处理器710通常可以但并非必须实现相同的ISA。
系统存储器720可被配置为存储可被处理器710访问的相机控制程序指令711和/或相机控制数据。在各种实施方案中，系统存储器720可使用任何适当的存储器技术来实现，诸如静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、非易失性/闪存存储器，或任何其他类型的存储器。在所示实施方案中，程序指令722可被配置为实现结合上述功能的任何一个的透镜控制应用程序。此外，存储器720的现有相机控制数据可包括上述信息或数据结构中的任何一个。在一些实施方案中，程序指令和/或数据可被接收、发送或存储在独立于系统存储器720或计算机系统700的不同类型的计算机可访问介质上或类似的介质上。尽管将计算机系统700描述为实现前面各图的功能框的功能性，但可以通过这样的计算机系统实现本文所述的任何功能。
在一个实施方案中，I/O接口730可被配置为协调设备中的处理器 710、系统存储器720和任何外围设备(包括网络接口740或其他外围设备接口，诸如输入/输出设备750)之间的I/O通信。在一些实施方案中，I/O 接口730可执行任何必要的协议、定时或其他数据转换以将来自一个部件 (例如，系统存储器720)的数据信号转换为适于由另一个部件(例如，处理器710)使用的格式。在一些实施方案中，I/O接口730可包括对例如通过各种类型的外围设备总线(诸如，外围部件互连(PCI)总线标准或通用串行总线(USB)标准的变型)所附接的设备的支持。在一些实施方案中，I/O 接口730的功能例如可被划分到两个或更多个单独部件中，诸如北桥和南桥。此外，在一些实施方案中，I/O接口730(诸如，到系统存储器720的接口)的一些或所有功能可被直接并入到处理器710中。
网络接口740可被配置为允许在计算机系统700和附接到网络785的其他设备(例如，承载器或代理设备)之间、或者在计算机系统700的节点之间交换数据。在各种实施方案中，网络785可包括一种或多种网络，包括但不限于：局域网(LAN)(例如，以太网或企业网)、广域网(WAN) (例如，互联网)、无线数据网、某种其他电子数据网络，或它们的某种组合。在各种实施方案中，网络接口740例如可支持经由有线或无线通用数据网络诸如任何适当类型的以太网网络的通信；经由电信/电话网络诸如模拟语音网络或数字光纤通信网络的通信；经由存储区域网络诸如光纤信道SAN或经由任何其他适当类型的网络和/或协议的通信。
输入/输出设备750在一些实施方案中可包括一个或多个显示终端、键盘、小键盘、触控板、扫描设备、语音或光学识别设备、或适于由一个或多个计算机系统700输入或访问数据的任何其他设备。多个输入/输出设备 750可存在于计算机系统700中，或者可分布在计算机系统700的各个节点上。在一些实施方案中，类似的输入/输出设备可与计算机系统700分开，并且可通过有线或无线连接(诸如，通过网络接口740)与计算机系统700 的一个或多个节点进行交互。
如图7所示，存储器720可包含程序指令722，该程序指令可能可由处理器执行，以实现上文所述的任何元素或动作。在一个实施方案中，程序指令可实现上述方法。在其他实施方案中，可包括不同的元件和数据。需注意，数据可包括上文所述的任何数据或信息。
本领域的技术人员应当理解，计算机系统700仅仅是例示性的，而并非旨在限制实施方案的范围。特别地，计算机系统和设备可包括可执行所指出的功能的硬件或软件的任意组合，包括计算机、网络设备、互联网设备、个人数字助理、无线电话、寻呼机等等。计算机系统700还可被连接到未示出的其他设备或者可作为独立的系统进行操作。此外，由所示出的部件所提供的功能在一些实施方案中可被组合在更少的部件中或者被分布在附加部件中。类似地，在一些实施方案中，一些所示出的部件的功能可不被提供，和/或可还有其他附加功能可供使用。
本领域的技术人员还将认识到，虽然各种项目被示出为在被使用期间被存储在存储器中或存储装置上，但是为了存储器管理和数据完整性的目的，这些项目或其部分可在存储器和其他存储设备之间进行传输。或者，在其他实施方案中，这些软件组件中的一些或全部可在另一设备上的存储器中执行，并且经由计算机间通信来与所示出的计算机系统进行通信。系统部件或数据结构中的一些或全部还可以(例如，作为指令或结构化数据)被存储在计算机可访问介质或便携式制品上以由合适的驱动器读取，在上文中描述了其多种示例。在一些实施方案中，存储在与计算机系统700 分开的计算机可访问介质上的指令可经由传输介质或信号(诸如，电信号、电磁信号、或数字信号)被传输到计算机系统700，所述传输介质或信号经由通信介质(诸如，网络和/或无线链路)来传送。各种实施方案可还包括在计算机可访问介质上接收、发送或存储根据以上描述所实现的指令和/或数据。一般来讲，计算机可访问介质可包括非暂态计算机可读存储介质或存储器介质诸如磁或光介质，例如盘或DVD/CD-ROM、易失性或非易失性介质，诸如RAM(例如，SDRAM、DDR、RDRAM、SRAM等)、 ROM等。在一些实施方案中，计算机可访问介质可包括传输介质或信号，诸如经由通信介质诸如网络和/或无线链路来传输的电气、电磁或数字信号。
在不同的实施方案中，本文所述的方法可以在软件、硬件或它们的组合中实现。此外，可以改变方法的框的次序，可对各种要素进行添加、重新排序、组合、省略、修改等。对于受益于本公开的本领域的技术人员，显然可作出各种修改和改变。本文所述的各种实施方案旨在为例示的而非限制性的。许多变型、修改、添加和改进是可能的。因此，可以为本文中描述为单个实例的部件提供多个实例。各种部件、操作和数据存储装置之间的界限多少是任意性的，在具体例示性配置的上下文中例示了特定操作。预期了功能的其他分配，它们可以落在所附权利要求的范围内。最后，被呈现为示例性配置中的分立部件的结构和功能可被实现为组合结构或部件。这些和其他变型、修改、添加和改进可落在所附权利要求所限定的实施方案的范围内。

Claims (20)

1.一种相机单元，包括：
光学封装，所述光学封装包括限定光轴的一个或多个透镜；以及
用于沿所述光轴以及沿与所述光轴正交的平面致动的非对称磁体布置，其中所述非对称磁体布置包括：
位于所述光学封装的第一侧的侧向位置控制磁体；以及
一对横向位置控制磁体，所述一对横向位置控制磁体位于相对于所述光学封装和所述侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的所述光学封装的相应第二侧和第三侧上，其中所述一对横向位置控制磁体有助于致动所述光学封装以引起在与所述光轴平行的方向上的移动；
附接到所述光学封装的一个或多个位置传感器磁体，用于相对于所述一对横向位置控制磁体并且在与所述光轴平行的方向上移动；以及
一个或多个磁场传感器，所述一个或多个磁场传感器被配置为测量一个或多个磁场分量，以使得能够确定所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体沿所述光轴的位置。
2.根据权利要求1所述的相机单元，还包括：
附接到所述光学封装的至少一个自动对焦线圈；和
附接到所述相机单元的基部的光学图像稳定线圈；
其中所述至少一个自动对焦线圈被配置为在与所述光轴平行的方向上相对于所述基部移动。
3.根据权利要求2所述的相机单元，其中：
所述一个或多个位置传感器磁体包括布置在被所述至少一个自动对焦线圈环绕的空间内的位置传感器磁体。
4.根据权利要求3所述的相机单元，还包括：
支撑结构，所述支撑结构支撑被所述至少一个自动对焦线圈环绕的空间内的位置传感器磁体以使得该位置传感器磁体与所述自动对焦线圈一起移动。
5.根据权利要求2所述的相机单元，其中所述光学图像稳定线圈包括：
邻近所述侧向位置控制磁体的第一光学图像稳定线圈；
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第一横向位置控制磁体的第二光学图像稳定线圈；和
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第二横向位置控制磁体的第三光学图像稳定线圈；
其中所述光学图像稳定线圈中的每一个被配置为接收与所述非对称磁体布置的至少一部分产生的一个或多个磁场相互作用的电流，使得所述光学封装移动以用于光学图像稳定。
6.根据权利要求1所述的相机单元，其中：
所述一对横向位置控制磁体中的至少一个横向位置控制磁体有助于对应于第一轴的第一磁场分量；
所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体有助于第二磁场分量，所述第二磁场分量对应于与所述第一轴正交的第二轴；并且
所述一个或多个磁场传感器中的至少一个磁场传感器被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量，用于确定第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度。
7.一种用于移动光学封装的致动器模块，所述致动器模块包括：
用于沿所述光学封装的光轴以及沿与所述光轴正交的平面致动的非对称磁体布置，其中所述非对称磁体布置包括：
位于所述光学封装的第一侧的侧向位置控制磁体；以及
一对横向位置控制磁体，所述一对横向位置控制磁体位于相对于所述光学封装和所述侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的所述光学封装的相应第二侧和第三侧上，其中所述一对横向位置控制磁体有助于致动所述光学封装以引起在与所述光轴平行的方向上的移动；
附接到所述光学封装的一个或多个位置传感器磁体，用于相对于所述一对横向位置控制磁体并且在与所述光轴平行的方向上移动；以及
一个或多个磁场传感器，所述一个或多个磁场传感器被配置为测量一个或多个磁场分量，以使得能够确定所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体沿所述光轴的位置。
8.根据权利要求7所述的致动器模块，还包括：
被配置为附接到所述光学封装的至少一个自动对焦线圈；和
被配置为附接到相机的基部的光学图像稳定线圈；
其中所述至少一个自动对焦线圈被配置为在与所述光轴平行的方向上相对于所述基部移动。
9.根据权利要求8所述的致动器模块，其中：
所述至少一个自动对焦线圈包括：
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第一横向位置控制磁体布置的第一自动对焦线圈；和
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第二横向位置控制磁体布置的第二自动对焦线圈；并且
所述一个或多个位置传感器磁体包括：
附接到第一自动对焦线圈的第一位置传感器磁体；和
附接到第二自动对焦线圈的第二位置传感器磁体。
10.根据权利要求8所述的致动器模块，其中所述光学图像稳定线圈包括：
邻近所述侧向位置控制磁体的第一光学图像稳定线圈；
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第一横向位置控制磁体的第二光学图像稳定线圈；和
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第二横向位置控制磁体的第三光学图像稳定线圈；
其中所述光学图像稳定线圈中的每一个被配置为接收与所述非对称磁体布置的至少一部分产生的一个或多个磁场相互作用的电流，使得所述光学封装移动以用于光学图像稳定。
11.根据权利要求7所述的致动器模块，其中：
所述一对横向位置控制磁体中的至少一个横向位置控制磁体有助于对应于第一轴的第一磁场分量；
所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体有助于第二磁场分量，所述第二磁场分量对应于与所述第一轴正交的第二轴；并且
所述一个或多个磁场传感器中的至少一个磁场传感器被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量，用于确定第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度。
12.根据权利要求7所述的致动器模块，其中所述一个或多个位置传感器磁体包括：
利用第一磁场沿第一方向取向的第一位置传感器磁体；和
利用第二磁场沿与所述第一方向反平行的第二方向取向的第二位置传感器磁体。
13.根据权利要求7所述的致动器模块，其中所述一个或多个磁场传感器包括：
邻近所述光学封装的所述第二侧设置的第一磁场传感器；以及
邻近所述光学封装的所述第三侧设置的第二磁场传感器。
14.一种便携式多功能设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，存储能够由所述一个或多个处理器执行以控制相机的操作的程序指令；和
所述相机，包括：
光学封装，所述光学封装包括限定光轴的一个或多个透镜；
用于沿所述光轴以及沿与所述光轴正交的平面致动的非对称磁体布置，其中所述非对称磁体布置包括：
位于所述光学封装的第一侧的侧向位置控制磁体；以及
一对横向位置控制磁体，所述一对横向位置控制磁体位于相对于所述光学封装和所述侧向位置控制磁体之间的轴彼此相对的所述光学封装的相应第二侧和第三侧上，其中所述一对横向位置控制磁体有助于致动所述光学封装以引起在与所述光轴平行的方向上的移动；
附接到所述光学封装的一个或多个位置传感器磁体，用于相对于所述一对横向位置控制磁体并且在与所述光轴平行的方向上移动；以及
一个或多个磁场传感器，所述一个或多个磁场传感器被配置为测量一个或多个磁场分量，以使得能够确定所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体沿所述光轴的位置。
15.根据权利要求14所述的便携式多功能设备，还包括：
附接到所述光学封装的至少一个自动对焦线圈；和
附接到所述相机的基部的光学图像稳定线圈；
其中所述至少一个自动对焦线圈被配置为在与所述光轴平行的方向上相对于所述基部移动。
16.根据权利要求15所述的便携式多功能设备，其中：
所述至少一个自动对焦线圈包括：
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第一横向位置控制磁体布置的第一自动对焦线圈；和
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第二横向位置控制磁体布置的第二自动对焦线圈；并且
所述一个或多个位置传感器磁体包括：
附接到第一自动对焦线圈的第一位置传感器磁体；和
附接到第二自动对焦线圈的第二位置传感器磁体。
17.根据权利要求15所述的便携式多功能设备，其中所述光学图像稳定线圈包括：
邻近所述侧向位置控制磁体的第一光学图像稳定线圈；
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第一横向位置控制磁体的第二光学图像稳定线圈；和
邻近所述一对横向位置控制磁体中的第二横向位置控制磁体的第三光学图像稳定线圈；
其中所述光学图像稳定线圈中的每一个被配置为接收与所述非对称磁体布置的至少一部分产生的一个或多个磁场相互作用的电流，使得所述光学封装移动以用于光学图像稳定。
18.根据权利要求14所述的便携式多功能设备，其中：
所述一对横向位置控制磁体中的至少一个横向位置控制磁体有助于对应于第一轴的第一磁场分量；
所述一个或多个位置传感器磁体中的至少一个位置传感器磁体有助于第二磁场分量，所述第二磁场分量对应于与所述第一轴正交的第二轴；并且
所述一个或多个磁场传感器中的至少一个磁场传感器被配置为测量第一磁场分量和第二磁场分量，用于确定第一磁场分量和第二磁场分量之间的角度。
19.根据权利要求14所述的便携式多功能设备，其中所述一个或多个位置传感器磁体包括：
利用第一磁场沿第一方向取向的第一位置传感器磁体；和
利用第二磁场沿与所述第一方向反平行的第二方向取向的第二位置传感器磁体。
20.根据权利要求14所述的便携式多功能设备，其中所述一个或多个磁场传感器包括：
邻近所述光学封装的所述第二侧设置的第一磁场传感器；以及
邻近所述光学封装的所述第三侧设置的第二磁场传感器。
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