CN117651218A - 自动对焦方法、自动对焦装置、摄像模组、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种自动对焦方法、自动对焦装置、摄像模组、设备及介质，该自动对焦装置包括磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器和磁性传感器；驱动组件在磁性组件的磁场作用下驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件或磁性传感器移动，及带动磁栅或磁栅传感器移动；磁栅传感器通过感应磁栅的周期性变化的磁场输出第一电信号；磁性传感器通过感应磁性组件的磁场输出用于指示自动对焦装置当前所在的磁栅段数的第二电信号。这样，通过在自动对焦装置内额外增加磁性传感器，用于检测自动对焦装置所在的磁栅段数，缩短了摄像模组起流时间，提高了用户拍摄体验。

Description

自动对焦方法、自动对焦装置、摄像模组、设备及介质

技术领域

本申请涉及拍摄技术领域，尤其涉及一种自动对焦方法、自动对焦装置、摄像模组、电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着手机等电子设备的不断普及和拍摄功能的日趋强大，使用手机等电子设备进行图像和视频拍摄也逐渐成为一种趋势。

手机等电子设备在拍摄过程中，可以通过控制自动对焦马达移动，以带动光学镜头(lens)沿着光轴方向移动，进而调整镜头与图像传感器之间的距离，实现自动对焦(autofocus，AF)，使得不同距离的物体在图像传感器上成像清晰。

目前，部分电子设备采用基于磁栅和隧道磁阻效应(tunnel magnetoresistanceeffect，TMR)传感器的位置检测方案，以检测自动对焦过程中镜头所处位置。但是该位置检测方案在每次打开摄像头时，均需要把自动对焦马达移动至机械顶端或底端，进而导致摄像模组起流时间较长，影响用户拍摄体验。

发明内容

本申请实施例提供一种自动对焦方法、自动对焦装置、摄像模组、电子设备以及计算机可读存储介质，可以解决摄像模组起流时间较长的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种自动对焦装置，包括磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器和磁性传感器；磁性组件用于产生磁场；磁栅用于产生周期性变化的磁场；驱动组件用于在磁性组件产生的磁场作用下，驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件和磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动磁栅和磁栅传感器中的一者相对于另一者移动；磁栅传感器用于在磁栅和磁栅传感器相对移动时，通过感应周期性变化的磁场输出第一电信号；磁性传感器用于在磁性组件和磁性传感器相对移动时，通过感应磁性组件产生的磁场输出第二电信号，第二电信号用于指示自动对焦装置(例如自动对焦马达)当前所在的磁栅段数。

由上可见，本申请实施例针对采用磁栅和磁栅传感器进行镜头位置检测的自动对焦装置，在该自动对焦装置内额外增加一个或多个磁性传感器，用于检测自动对焦马达当前所在的磁栅段数，这样在开启摄像头时不用将自动对焦马达移动至机械顶端或底端，缩短了摄像模组起流时间，提高了用户拍摄体验。

在第一方面的一些可能的实现方式中，磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

在第一方面的一些可能的实现方式中，磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

在第一方面的一些可能的实现方式中，一个或多个磁性传感器设置在磁性组件的左侧、右侧、上侧或下侧。

在第一方面的一些可能的实现方式中，磁性组件包括一个或多个磁性件，驱动组件包括线圈；线圈驱动镜头沿光轴方向移动时，带动磁性件和磁栅移动。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像模组，包括镜头、驱动芯片、磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器以及磁性传感器。其中，磁性组件用于产生磁场；磁栅用于产生周期性变化的磁场。

驱动组件用于在磁性组件产生的磁场作用下驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件和磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动磁栅和磁栅传感器中的一者相对于另一者移动。而磁栅式传感器用于在磁栅和磁栅传感器产生相对位移时，通过感应周期性变化的磁场输出第一电信号。磁性传感器用于在磁性组件和磁性传感器相对移动时，通过感应磁性组件产生的磁场输出第二电信号。驱动芯片用于接收第一电信号和第二电信号，根据第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数；根据磁栅段数和第一电信号，确定镜头所处的位置。

本申请实施例针对采用磁栅和磁栅传感器进行镜头位置的摄像模组，在该摄像模组额外增加一个或多个磁性传感器，用于检测磁栅传感器当前所在的磁栅段数，这样在开启摄像头时不用将自动对焦马达移动至机械顶端或底端，缩短了摄像模组起流时间，提高了用户拍摄体验。

在第二方面的一些可能的实现方式中，磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

在第二方面的一些可能的实现方式中，磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

在第二方面的一些可能的实现方式中，磁性组件包括一个或多个磁性件，驱动组件包括线圈；线圈驱动镜头沿光轴方向移动时，带动磁性件和磁栅移动。

在第二方面的一些可能的实现方式中，第二电信号是电压信号。驱动芯片具体用于：根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数，该磁栅段数是自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

在第二方面的一些可能的实现方式中，驱动组件包括线圈，驱动芯片还用于：根据磁栅段数和第一电信号，调整向线圈输出的电流信号，以闭环控制自动对焦马达移动至相应位置，进而带动镜头移动至期望的对焦位置，完成自动对焦。

在第二方面的一些可能的实现方式中，由于磁性传感器的检测精度影响，当自动对焦装置在两个磁栅段的交界处时，只根据磁性传感器输出的第二电信号确定自动对焦装置所在磁栅段数，可能会出现磁栅段数判断错误的情况。为了进一步提高磁栅段数的检测精度，驱动芯片可以先根据第二电信号确定当前处于哪两段磁栅的交界处，再进一步根据第一电信号准确地确定自动对焦装置当前处在两段磁栅中的哪一段磁栅。

也即，驱动芯片具体用于：若根据第二电信号确定自动对焦装置当前处于预设范围，则根据第二电信号确定自动对焦装置当前处于第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，再根据第一电信号的电压幅值，确定自动对焦装置当前所在的最终磁栅段数，最终磁栅段数是第n段或第n+1段；其中，预设范围是a±b微米，a是第n磁栅段和第n+1磁栅段的分界点的位置，磁性传感器的检测精度是±b微米。这样，针对磁性传感器的检测精度有限，导致磁栅分界处的磁栅段数判断不准确的问题，进一步结合磁栅传感器输出的电压信号，准确地判断所属的磁栅段数，实现了磁栅段数的高精度检测。

若根据第二电信号确定自动对焦装置当前不处在预设范围，即当前不在两段磁栅的交界处，则根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数。

在第二方面的一些可能的实现方式中，除了可以在两段磁栅的交界处，根据第一电信号和第二电信号，准确地判断自动对焦装置所处的磁栅段数之外，还可以在任意位置均根据第一电信号和第二电信号，确定自动对焦装置所处的磁栅段数，以提高磁栅检测精度。此时，驱动芯片具体用于：根据第二电信号和第一电信号，确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

第三方面，本申请实施例提供了一种自动对焦方法，该方法包括：获取对焦指令，对焦指令用于指示期望对焦位置；获取磁栅传感器输出的第一电信号，以及磁性传感器输出的第二电信号；根据第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数；根据磁栅段数和第一电信号，闭环控制自动对焦装置移动，以带动镜头移动至期望对焦位置。

其中，自动对焦装置包括磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器和磁性传感器；磁性组件用于产生磁场；磁栅用于产生周期性变化的磁场；驱动组件用于在磁性组件产生的磁场作用下，驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件和磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动磁栅和磁栅传感器中的一者相对于另一者移动；磁栅传感器用于在磁栅和磁栅传感器相对移动时，通过感应周期性变化的磁场输出第一电信号；磁性传感器用于在磁性组件和磁性传感器相对移动时，通过感应磁性组件产生的磁场输出第二电信号。

在第三方面的一些可能的实现方式中，第二电信号是电压信号；根据第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数，包括：

根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数，该磁栅段数则是自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

在第三方面的一些可能的实现方式中，根据第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数，包括：

若根据第二电信号，确定自动对焦装置当前处于预设范围，则根据第二电信号确定自动对焦装置当前处在第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，并根据第一电信号的电压幅值，确定自动对焦装置当前所在的最终磁栅段数，最终磁栅段数是第n段磁栅或第n+1段磁栅；其中，预设范围是a±b微米，a是第n磁栅段和第n+1磁栅段的分界点的位置，磁性传感器的检测精度是±b微米；

若根据第二电信号，确定自动对焦装置当前不处于预设范围，则根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数，磁栅段数是自动对焦装置当前所在的磁栅段数。在第三方面的一些可能的实现方式中，磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器；磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

在第三方面的一些可能的实现方式中，在根据第二电信号确定磁栅传感器当前所在的磁栅段数之后，该方法还包括：控制磁性传感器进入睡眠模式。这样，可以降低功耗。

第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括如上述第一方面任一项所述的自动对焦装置或如上述第二方面任一项所述的摄像模组。

第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第三方面任一项所述的方法。

第六方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第三方面任一项的方法。

第七方面，本申请实施例提供一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，处理器与存储器耦合，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现如上述第三方面任一项所述的方法。该芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。

第八方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第三方面所述的方法。

可以理解的是，上述第二方面至第八方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的自动对焦闭环控制系统示意图；

图2为本申请实施例提供的基于TMR传感器和磁栅的位置检测示意图；

图3A为本申请实施例提供的一种传感器设置位置示意图；

图3B为本申请实施例提供的自动对焦装置300的截面图示意图；

图3C为本申请实施例提供的自动对焦装置300的侧视图示意图；

图4为本申请实施例提供的自动对焦闭环控制系统的一种示意框图；

图5A为本申请实施例提供的磁场和马达位移之间的对应关系示意图；

图5B为本申请实施例提供的电压和磁场之间的对应关系示意图；

图5C为本申请实施例提供的电压和磁场之间的对应关系示意图；

图5D为本申请实施例提供的解算后位移和马达位移之间的对应关系示意图；

图6A为本申请实施例提供的磁栅交界处的磁栅段数确定过程示意图；

图6B为本申请实施例提供的磁栅交界处的磁栅段数确定过程示意图；

图7为本申请实施例提供的自动对焦方法的一种流程示意框图；

图8为本申请实施例提供的自动对焦过程的示意框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。

下面介绍本申请实施例可能涉及的相关内容。

(1)自动对焦闭环控制过程。

示例性地，参见图1示出的本申请实施例提供的自动对焦闭环控制系统示意图，自动对焦闭环控制系统可以包括但不限于：图像传感器(sensor)10、镜头(lens)11、自动对焦马达12、驱动芯片13、控制芯片14和位置传感器15。

自动对焦马达12用于在马达行程范围内移动时，带动镜头11沿光轴方向运动，以增大或减小镜头11与图像传感器10之间的距离，使得不同距离的被摄物体可以在图像传感器10上清晰成像。

自动对焦马达12可以是音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)，可以是压电马达，也可以是其它类型的马达。通常情况下，自动对焦马达12包括定子部分和动子部分，动子部分可以与镜头11连接，当动子部分在马达行程范围内移动时，镜头11也随之移动。

控制芯片14可以例如是手机等电子设备的系统级芯片(System on Chip，SOC)，用于向驱动芯片13下发对焦指令。该对焦指令用于指示自动对焦马达的目标位置。

驱动芯片13用于接收控制芯片14下发的对焦指令，并根据对焦指令获得自动对焦马达的目标位置；基于该目标位置，向自动对焦马达12输出控制信号，以控制自动对焦马达移动至目标位置。

位置传感器15用于检测镜头11的位置，并将检测到的镜头11的位置反馈至驱动芯片13，以使得驱动芯片13根据反馈的位置进行闭环控制。

位置传感器15可以是磁性传感器(例如霍尔传感器)，也可以是磁阻传感器，例如，各向异性磁电阻效应(Anisotropic Magnetoresistive Sensor，AMR)传感器、巨磁阻(Giant Magneto Resistance，GMR)传感器和TMR传感器。

示例性地，以VCM马达为例，自动对焦闭环控制过程可以如下：

控制芯片14向驱动芯片13下发对焦指令；驱动芯片13根据对焦指令获得目标位置，并根据目标位置，向自动对焦马达12的线圈输出相应大小和相应方向的电流信号；自动对焦马达12的线圈通电后，与磁石相互作用以产生洛伦兹力，推动自动对焦马达12的动子部分运动，以带动镜头11沿光轴方向运动。

在驱动芯片13向线圈输出电流信号后，位置传感器15检测镜头11的所处位置，并将检测到的位置反馈给驱动芯片13。驱动芯片13根据反馈的位置信号进行闭环控制，以持续地调整自动对焦马达12的位置，使得镜头11的位置和期望的对焦位置一致。例如，驱动芯片13根据反馈的镜头11的位置，确定出当前镜头11所处位置不是最终期望的对焦位置，则根据镜头11当前所处位置和期望的对焦位置之间的差异，获得镜头的移动距离和移动方向；根据镜头的移动距离和移动方向，确定出输出的电流大小和方向；根据确定出的电流大小和电流方向，向自动对焦马达12的线圈输出相应的电流信号，以控制自动对焦马达12的动子部分向相应方向移动相应距离，从而带动镜头11到达期望的对焦位置。

通常情况下，使用霍尔传感器、AMR传感器或GMR传感器等位置传感器，即可实现自动对焦闭环控制的要求(例如控制精度等)。但是，在一些情况下，例如，在摄像头的图像传感器靶面较大(例如1英寸)，或者摄像头是潜望摄像头，并且自动对焦行程大于1毫米(mm)，为了满足自动对焦距离从无穷远到近焦的需求，通常使用基于TMR传感器和磁栅的位置检测方案，以对镜头位置进行检测反馈。

(2)基于TMR传感器和磁栅的位置检测方案。

在自动对焦过程中，TMR传感器或磁栅可以随着镜头的移动而移动，使得TMR传感器和磁栅之间产生相对运动。例如，TMR传感器固定设置，磁栅和镜头载体固定设置，自动对焦马达的动子部分通过带动镜头载体移动，以驱动镜头沿光轴方向移动。镜头载体移动的过程中，磁栅也随之移动。

在TMR传感器和磁栅相对运动时，TMR传感器通过感应磁栅产生的周期性变化的磁场信号，输出正弦电压信号和余弦电压信号；根据该正弦电压信号和余弦电压信号，可以确定自动对焦马达的位置，以确定镜头的位置，进而实现自动对焦过程中的镜头位置检测。

示例性地，参见图2示出的本申请实施例提供的基于TMR传感器和磁栅的位置检测示意图，磁栅20包括多个S极磁铁和多个N极磁铁，并且S极磁铁和N极磁铁交替排布。图2示例性示出了磁栅20是长条形磁栅，并且由沿第一方向依次排布的S极磁铁、N极磁铁、S极磁铁、N极磁铁、S极磁铁、N极磁铁构成。

基于交替排布的S极磁铁和N极磁铁，磁栅20可以按照固定的长度周期，产生周期性变化的磁场。长度周期可以例如为800微米(um)。一个长度周期可以看作是一个磁栅段。磁栅20可以包括多个长度周期，则可以包括多个磁栅段。

TMR传感器21通常包括惠斯通全桥电路。惠斯通全桥电路由多个磁敏元件构成，磁敏元件可以等效为阻值相等的电阻。

TMR传感器21和磁栅20可以相邻设置，让TMR传感器21可以感应到磁栅20产生的磁场。通常情况下，TMR传感器21可以设置在磁栅20的对面。

当磁栅20和TMR传感器21相对运动时，TMR传感器21通过磁敏元件可以感应到磁栅20周期性变化的磁场，并根据感应到的周期性变化的磁场信号，输出相应的电信号。电信号可以是电流信号，也可以是电压信号。示例性地，图2的TMR输出的原始信号包括正余弦电压信号V1和V2。如图2所示，正弦电压信号V1和余弦电压信号V2的横轴是马达位移，竖轴是电压，即，随着自动对焦马达的移动，获得周期性变化的电压信号。

可以理解的是，磁栅20和TMR传感器21相对运动可以是指磁栅20固定，TMR传感器21运动；也可以是指磁栅20运动，TMR传感器21固定。

在自动对焦闭环控制过程中，自动对焦马达在马达行程范围内移动时，除了可以带动镜头沿光轴方向移动，也可以一并带动磁栅20或TMR传感器21移动。示例性地，自动对焦马达包括定子部分和动子部分，TMR传感器21与定子部分连接，磁栅20与动子部分连接；自动对焦马达的动子部分运动以带动镜头沿光轴方向移动时，与动子部分连接的磁栅20则随着动子部分运动，而定子部分不运动，与定子部分连接的TMR传感器21则不运动。也就是说，TMR传感器21固定不动，磁栅20相较于TMR传感器21沿第一方向和第二方向来回运动。随着磁栅20的来回运动，固定不动的TMR传感器21根据感应到的磁栅20产生的周期性变化的磁场，输出如图2所示的正余弦电压信号V1和V2。

根据TMR传感器21输出的电信号，可以计算出磁栅20和TMR传感器21之间的相对运动位移，实现直线位移检测。由于磁栅20或TMR传感器21是随着自动对焦马达的移动而移动，故磁栅20和TMR传感器21之间的相对运动位移与自动对焦马达的位移可以等同。

如图2所示，基于TMR传感器输出的正余弦电压信号V1和V2进行反正切运算，获得马达行程和马达位移置之间的关系图，该关系图的横轴是马达位移(实际马达位移)，竖轴是解算后每个周期的马达位移。基于该关系图，可以确定马达移动所经过的磁栅段的数量，以及马达在每个长度周期或每个磁栅段的位移，最后根据各个磁栅段的长度(例如800um)和马达所经过的磁栅段的数量，获得马达运动的总位移。

示例性地，图2中的磁栅段的数量包括1～6段，分别用数字1～6表示。在第1段磁栅，根据TMR传感器输出的正弦电压信号和余弦电压信号，解算出自动对焦马达第1段磁栅(或者第一个长度周期)内的位移；在第2段磁栅，根据TMR传感器输出的正弦电压信号和余弦电压信号，解算出自动对焦马达在第2段磁栅的位移。同理，计算出自动对焦马达在第3段磁栅的位移、第4段磁栅的位移、第5段磁栅的位移以及第6段磁栅的位移，最后，将自动对焦马达在第1段磁栅的位移～第6段磁栅的位移相加，即可获得马达总位移。

可以理解的是，由于自动对焦马达移动时，会带动镜头沿光轴方向移动，故根据自动对焦马达的位移量，可以获得镜头的位移量。根据镜头的位移量可以确定出镜头所处位置，进而实现TMR传感器的镜头位置检测。栅的位置检测方案中，由于磁栅提供的磁场是周期性变化的，因此依据TMR传感器输出的电压信号，只能确定出TMR传感器在当前磁场周期(或长度周期)内的位移量，无法确定TMR传感器所处的磁场周期，即依据TMR传感器输出的电压信号，无法得知自动对焦马达当前所处的磁栅段数。如果无法得知自动对焦马达当前所处的磁栅段数，则无法计算出自动对焦马达的总位移量，进而无法实现镜头位置检测，无法实现自动对焦闭环控制。

因此，相关技术在每次打开摄像头时，通过驱动自动对焦马达移动至机械顶端或机械底端(或称行程零点)，默认将自动对焦马达所处的初始磁栅段设置为第一段磁栅或最后一段磁栅，以获得自动对焦马达所处的初始磁栅段数。这样，在自动对焦过程中，则可以依据TMR传感器输出的电信号和初始磁栅段数，确定出自动对焦马达在当前磁场周期内的位移量和当前所处的磁栅段数。

例如，在打开摄像头时，驱动自动对焦马达移动至初始磁栅段数的起点处，即初始磁栅段数是第一段磁栅。在自动对焦过程时，自动对焦马达从第一段磁栅的起点处开始移动，并在自动对焦马达移动的过程中，获取TMR传感器持续输出的电信号；根据该电信号，可以计算出自动对焦马达经过了三个磁场周期，即经过了三段磁栅(分别为第一段磁栅、第二段磁栅和第三段磁栅)，并停在第四段磁栅的某个位置点处。此时，由于初始磁栅段数是第一段，自动对焦马达经过了三段磁栅，则可以确定出自动对焦马达当前所处的磁栅段数是第四段。在确定出自动对焦马达当前所处的磁栅段数之后，则将第四段磁栅的起始点到某个位置点之间的位移量和前三段磁栅的总位移量相加，获得自动对焦马达的总位移量。

但是，发明人在长期研究过程中发现，如果每次打开摄像头均需要把自动对焦马达移动至机械顶端或者底端，以获知自动对焦马达所处的初始磁栅段数，会导致摄像模组起流时间较长，影响用户体验。

具体来说，驱动自动对焦马达移动至机械顶端或者底端会耗费一定时长，该时长例如为300毫秒(ms)左右。在驱动自动对焦马达移动至机械顶端或底端的过程中，摄像模组不输出视频流，手机等电子设备会处于黑屏状态，不显示图像画面。自动对焦马达到达移动至机械顶端或底端后，摄像模组准备完成，才会输出视频流。这样，从打开摄像头到摄像头起流之间的间隔时长较长，导致摄像模组起流时间较长，严重影响用户体验。

此外，发明人还长期研究过程中发现，如果手机等电子设备包括多个摄像头，并且采用TMR传感器和磁栅进行镜头检测的摄像头不是主摄像头，而是其它摄像头(例如潜望摄像头)。此时，为了减少打边时间，提升用户体验，在开启主摄像头时，也需要同时开启采用该位置检测方案的摄像头，从而增加了设备功耗。

具体来说，手机等电子设备可能包括多个摄像头(例如包括主摄、潜望、广角和长焦等摄像头)。开启相机应用程序进行拍摄的过程中，可能涉及摄像头切换。例如，从主摄切换至广角摄像头。从当前摄像头切换至下一个摄像头，需要重新针对下一个摄像头进行重新对焦。在对下一个摄像头进行重新对焦时，假如该下一个摄像头是基于磁栅和TMR传感器进行镜头检测的摄像头，则需要获取到自动对焦马达的初始位置。

相关技术中，在切换至下一个摄像头时，也可以通过将自动对焦马达移动至机械顶端或者底端，以获知自动对焦马达的初始位置，进而完成该摄像头的自动对焦。但是，这样就会导致该摄像头的启动时间较长，影响用户体验。因此，为了减少打边时间，以降低摄像头的启动时间，相关技术通常会在启动其它摄像头的时候，同时启动该摄像头，并持续给自动对焦马达上电，以监测获取TMR传感器的位置。这样虽然可以减少打边时间，降低摄像头启动时间，但却增加了设备功耗。

例如，以潜望摄像头为例，潜望摄像头的自动对焦马达包括磁栅和TMR传感器，基于TMR传感器检测镜头位置。相关技术中，为了减少潜望摄像头的打边时间，在开启主摄像头的时候，同时开启潜望摄像头，并让潜望摄像头的自动对焦马达持续上电，以监测TMR传感器的位置。在自动对焦马达持续上电过程中，潜望摄像头的驱动芯片中的MCU和TMR传感器等需要持续进行信号处理等过程，会导致设备功耗增加。所增加的功耗例如为40毫安(mA)左右。

针对上文提及的相关问题，本申请实施例通过在自动对焦装置中增加一个或多个磁性传感器，以检测自动对焦马达当前所处的磁栅段数。这样，根据磁性传感器可以检测自动对焦马达的初始磁栅段数，在打开摄像头时不用通过将自动对焦马达移动至机械顶端或者底端获得自动对焦马达的初始磁栅段数，缩短了从打开摄像头到摄像头起流之间的耗时(例如减少了大约300ms的时长)。

此外，如果将增加了一个或多个磁性传感器的自动对焦装置应用到潜望摄像头等摄像头，则在开启其它摄像头(例如主摄像头)时，不需要通过同时开启采用磁栅传感器进行镜头位置检测的摄像头以降低该摄像头的启动时间，而是可以在切换至该摄像头(例如潜望摄像头)时才开启该摄像头，并且通过磁性传感器获取自动对焦马达的初始磁栅段数以降低摄像头启动时间，从而降低了设备功耗(例如降低了大概40mA的功耗)。

例如，手机包括主摄像头和潜望摄像头，默认开启主摄像头，潜望摄像头采用TMR传感器检测自动对焦过程中的镜头位置。此时，当用户打开相机应用程序时，默认开启主摄像头进行拍摄；在拍摄过程中，手机需要从当前的主摄像头切换至潜望摄像头，则开启潜望摄像头，并上电潜望摄像头的自动对焦马达，通过自动对焦马达的磁性传感器检测自动对焦马达当前所处的初始磁栅段数，进而获得自动对焦马达的初始位置，并基于自动对焦马达的初始位置和TMR传感器，完成潜望摄像头的自动对焦闭环过程。这样，在开启主摄像头时，不用通过同时开启潜望摄像头以降低潜望摄像头的启动时间，而是在需要开启潜望摄像头时才开启，并通过潜望摄像头中的磁性传感器检测自动对焦马达的初始位置以降低潜望摄像头的启动时间，进而降低了设备功耗。

自动对焦装置可以包括磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器和磁性传感器。

磁性组件与驱动组件相互作用，以驱动镜头沿光轴方向移动。示例性地，磁性组件包括一个或多个磁石，驱动组件包括一个或多个线圈。线圈和磁石相对设置，线圈通电后与磁石相互作用，产生驱动力，用于驱动镜头沿光轴方向设置。

在一些实施例中，磁性组件可以是活动部件，驱动组件固定设置。例如，自动对焦装置可以是自动对焦马达，自动对焦马达包括外壳和镜头载体，外壳固定设置，镜头载体可沿光轴方向移动。镜头载体用于承载光学镜头，当镜头载体移动时，带动镜头移动。磁性组件与镜头载体固定连接，即磁性组件和镜头载体之间不会产生相对位移；驱动组件与外壳固定连接，即外壳与驱动组件之间不会产生相对位移。磁性组件可以在驱动组件的驱动力下，沿着光轴方向移动，进而带动镜头载体沿光轴方向移动。

当然，在另一些实施例中，磁性组件可以是固定设置，而驱动组件是活动部件。此时驱动组件和磁性组件相互作用产生的驱动力可以推动驱动组件沿光轴方向移动。

磁栅和磁栅传感器相对设置。磁栅可以是活动部件，磁栅传感器固定设置。此时，镜头沿光轴方向移动时，磁栅可以随着镜头的移动而移动，从而使得磁栅和磁栅传感器产生相对运动。当然，磁栅也可以是固定设置，而磁栅传感器是活动部件。此时，镜头沿光轴方向移动时，磁栅传感器可以随着镜头的移动而移动，从而使得磁栅和磁栅传感器之间产生相对运动。

磁栅可以产生周期性变化的磁场，磁栅和磁栅传感器产生相对运动，则可以使得磁栅传感器通过感应周期性变化的磁场，输出第一电信号(例如正弦和余弦的电压信号)。

磁栅传感器可以是GMR传感器，也可以是TMR传感器，或者其它类似的磁阻传感器。

磁性传感器和磁性组件相对设置。当磁性组件是活动部件时，磁性传感器固定设置。此时，当磁性组件随着镜头移动而移动时，磁性组件和磁性传感器之间产生相对运动；当磁性组件固定设置时，磁性传感器则是活动部件。此时，磁性传感器可以随着镜头的移动而移动，从而使得磁性组件和磁性传感器之间产生相对运动。

磁性组件和磁性传感器相对运动时，磁性传感器可以感应磁性组件的线性磁场，以输出第二电信号(例如线性电压信号)。

磁性传感器可以是AMR传感器、GMR传感器或TMR传感器，也可以是霍尔传感器。进一步地，霍尔传感器可以是砷化镓霍尔传感器，也可以是包括霍尔模拟信号、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)信号处理部分和数字处理输出部分的霍尔传感器。当然，磁性传感器也可以是其它类型的磁性位置传感器，在此不作限定。磁性传感器可以是采用DFN、WLCSP或WLBGA等封装工艺封装的传感器。

磁性组件用于产生磁场，该磁场通常是线性磁场。磁栅用于产生周期性变化的磁场。

驱动组件用于在磁性组件产生的磁场作用下，驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件和磁性传感器中的一者相对于另一者移动，即带动磁性组件或磁性传感器移动；以及带动磁栅和磁栅传感器中的一者相对于另一者移动，即带动磁栅或磁栅传感器移动。

磁性组件可以包括一个或多个磁性件，磁性件可以是磁石。驱动组件包括线圈。线圈驱动镜头沿光轴方向移动时，带动磁性件和磁栅移动。示例性地，磁性组件包括一个或多个磁石，驱动组件包括一个或多个线圈；线圈固定设置(例如与外壳固定设置)，磁石活动设置，并且磁石可以随着镜头移动而移动。磁栅活动设置，可随着镜头移动而移动，磁栅传感器固定设置(例如可设置在摄像模组的柔性电路板上)。线圈通电后，磁石和线圈相互作用产生的驱动力推动磁石、镜头和磁栅移动，使得磁石与磁性传感器之间产生相对运动，磁栅和磁栅传感器之间产生相对运动。

磁栅传感器用于在磁栅和磁栅传感器相对移动时，通过感应周期性变化的磁场输出第一电信号，第一电信号用于指示镜头位置。例如，第一电信号包括正弦电压信号和余弦电压信号，结合自动对焦马达的初始磁栅段数，对正弦电压信号和余弦电压信号进行计算处理，则可以获得自动对焦马达的位置，进而获得镜头位置。

可以理解的是，磁栅和磁栅传感器没有相对运动时，磁栅传感器也可以通过感应磁栅产生的磁场，输出电信号。而磁栅和磁栅传感器相对运动时，磁栅传感器可以持续输出电信号。

磁性传感器用于在磁性组件和磁性传感器相对移动时，通过感应磁性组件产生的磁场输出第二电信号。第二电信号用于指示自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

可以理解的是，磁性传感器通过检测磁性组件的磁场变化产生电压信号。磁性组件产生的磁场是线性的，故磁性传感器输出的电压信号和磁场之间具有线性关系，而磁场与马达位移之间又具有线性关系，故马达位移和电压信号具有线性关系。根据马达位移和电压信号之间的线性关系，可以确定出各个电压对应的马达位移，即确定马达所在的位置，进而可以确定出自动对焦马达当前所在的磁栅段数。

在自动对焦装置中，磁栅传感器可以作为自动对焦的主位置传感器，用于检测自动对焦过程中的镜头位置；新增加的磁性传感器可以作为自动对焦的辅助位置传感器，用于检测自动对焦马达所处的磁栅段数。这样，在开启摄像头时，则不用通过移动自动对焦马达至机械顶端或低端以获取自动对焦马达的初始位置，而是可以通过辅助位置传感器检测到自动对焦马达的初始位置。

主位置传感器的检测精度要高于辅助位置传感器的检测精度。示例性地，磁栅传感器的检测精度为1微米(um)，磁性传感器的检测精度在50微米(um)以内均可，每个磁栅段(pitch)的长度可以为800微米(um)。

磁性传感器的数量可以是一个或多个。通常情况下，使用一个磁性传感器即可满足需求。但一些情况下(例如自动对焦行程较长时)，可以使用多个磁性传感器。

磁性传感器的设置位置可以与磁性组件的设置位置有关。通常情况下，可以将磁性传感器设置在磁性组件的左侧、右侧、上侧或下侧。

示例性地，参见图3A示出的一种传感器设置位置示意图，自动对焦装置300内部包括磁性传感器311～315、马达驱动磁石32、磁栅33、以及磁栅传感器34(例如TMR传感器)。

磁性传感器311～315表示设置在不同位置的磁性传感器。其中，磁性传感器311是指设置在第一位置的磁性传感器，磁性传感器312是指设置在第二位置的磁性传感器，磁性传感器313是指设置在第三位置的磁性传感器，磁性传感器314是指设置在第四位置的磁性传感器，磁性传感器315是指设置在第五位置的磁性传感器。

如图3A所示，磁性传感器311设置在马达驱动磁石32的下侧，磁性传感器312设置在马达驱动磁石32的左侧，磁性传感器313和磁性传感器314设置在马达驱动磁石的上侧，磁性传感器315设置在马达驱动磁石的右侧。

可以理解的是，当磁性传感器只有一个时，可以将该磁性传感器设置在磁性传感器311～315所在位置的任意位置；当磁性传感器有至少两个时，可以将至少两个磁性传感器分别设置在磁性传感器311～315所在的位置，例如，当磁性传感器有两个时，可以将这两个磁性传感器设置在磁性传感器311和磁性传感器315所在的位置。

当将磁性传感器设置第一位置(即磁性传感器311所在位置)，自动对焦装置的截面图可以如图3B所示。当磁性传感器设置在第五位置(即磁性传感器315所在位置)，自动对焦装置的侧视图可以如图3C所示。

如图3B所示，自动对焦装置300内部包括马达驱动磁石32、线圈35、磁性传感器311、磁栅33和磁栅传感器34。线圈35通电后，可驱动马达驱动磁石32沿光轴方向移动，以驱动镜头移动，并且带动磁栅33移动。磁性传感器311和磁栅传感器34可固定设置在insertmolding走线或柔性电路板等组件上，走线是导电材质的。马达驱动磁石32移动时，磁性传感器311与马达驱动磁石32之间产生相对运动，并且磁性传感器311通过感应马达驱动磁石32移动过程中的线性磁场，输出线性的电压信号。磁栅33移动时，磁栅33和磁栅传感器34之间产生相对运动，使得磁栅传感器34可以感应到周期性变化的磁场，输出周期性的电压信号。

如图3C所示，自动对焦装置300包括线圈35、马达驱动磁石32、磁栅传感器34和磁性传感器315。磁栅传感器34固定设置在insert molding走线或柔性电路板等组件上。马达驱动磁石32可以在线圈35的作用下移动，并带动磁栅移动，使得马达驱动磁石32和磁性传感器315之间产生相对运动，磁栅传感器34与磁栅之间产生相对运动。

磁栅传感器输出的第一电信号和磁性传感器输出的第二电信号可以传输至驱动芯片的微处理器(Microcontroller Unit，MCU)或SOC芯片等具有处理能力的模块，以使得MCU或SOC芯片等可以根据第二电信号，确定自动对焦马达当前所处的磁栅段数，并根据磁栅段数和第一电信号，确定自动对焦马达的位置，进而实现自动对焦闭环控制。

可以看出，本申请实施例通过在自动对焦装置内额外增加一个或多个磁性传感器，用于检测磁栅传感器或自动对焦马达所在的磁栅段数，这样在开启摄像头时不需要再通过将自动对焦马达移动至机械顶端或底端以获得磁栅传感器的初始位置，缩短了摄像模组起流时间，提高了用户拍摄体验。此外，还可能会降低设备功耗。

请参见图4，为本申请实施例提供的自动对焦闭环控制系统的一种示意框图，自动对焦闭环控制系统可以包括摄像模组400和控制芯片410。摄像模组400可以包括镜头401、图像传感器402、驱动芯片403、磁栅404、磁栅传感器405、驱动组件406、磁性组件407、以及磁性传感器408。自动对焦马达可以包括但不限于磁栅404、磁栅传感器405、驱动组件406、磁性组件407和磁性传感器408。驱动芯片403可以设置在自动对焦马达内，也可以不设置在自动对焦马达内。

其中，磁性组件407用于产生磁场；磁栅405用于产生周期性变化的磁场。

驱动组件406用于在磁性组件407产生的磁场作用下驱动镜头沿光轴方向移动，并带动磁性组件407和磁性传感器408中的一者相对于另一者移动，以及带动磁栅404和磁栅传感器405中的一者相对于另一者移动。而磁栅式传感器405用于在磁栅404和磁栅传感器405产生相对位移时，通过感应周期性变化的磁场输出第一电信号。磁性传感器408用于在磁性组件407和磁性传感器408相对移动时，通过感应磁性组件407产生的磁场输出第二电信号。驱动芯片403用于接收第一电信号和第二电信号，根据第二电信号确定磁栅传感器当前所在的磁栅段数；根据磁栅段数和第一电信号，确定镜头所处的位置。

需要说明的是，关于镜头401、图像传感器402、磁栅404、磁栅传感器405、驱动组件406、磁性组件407、以及磁性传感器408的相关介绍可以参见上文关于自动对焦装置的相关内容，在此不再赘述。

第二电信号可以是电压信号，此时驱动芯片406可以根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号确定自动对焦马达当前所在的磁栅段数。

其中，马达位移和电压信号之间的对应关系是根据预先标定的对应关系获得。该预先标定的对应关系可以包括磁场和马达位移之间的对应关系，以及电压和磁场之间的对应关系。示例性地，参见图5A示出的磁场和马达位移之间的对应关系示意图，竖轴是监测到磁性组件407的磁场信号，横轴是自动对焦马达的位移，即监测到的磁性组件407的磁场和马达位移之间成线性关系。具体标定过程中，控制自动对焦马达带动镜头沿光轴方向移动，并记录自动对焦马达在各个位置点时，记录该位置点监测到磁性组件407产生的磁场信号，以便根据各个马达位置点的磁场信号，生成如图5A所示的磁场和马达位移之间的对应关系。

参见图5B示出的电压和磁场之间的对应关系示意图，竖轴是磁性传感器408输出的电压信号，横轴是磁性组件407产生的磁场信号，即磁性组件407产生的磁场和磁性传感器408的输出电压之间成线性关系。具体标定过程中，控制自动对焦马达带动镜头沿光轴方向移动，并在各个马达位置点处记录磁性组件407产生的磁场，以及磁性传感器408输出的电压信号，以便根据各个电压信号和磁场信号，生成如图5B所示的磁场和电压之间的对应关系。

根据如图5A所示的磁场和马达位移之间的对应关系，以及如图5B所示的磁场和电压之间的对应关系，可以确定马达位移和磁性传感器408输出的电压信号之间具有线性对应关系。基于该线性对应关系，可以根据磁性传感器408输出的电压信号，确定出该电压信号对应的马达位移(即马达位置)。例如，针对某个时刻磁性传感器408输出的电压信号，基于图5B所示的电压和磁场之间的一一对应关系，可以确定该电压信号对应的磁场信号，再基于图5A所示的磁场信号和马达位移之间的一一对应关系，可以确定出该磁场信号对应的马达位移，根据该马达位移可以确定当前时刻自动对焦马达所处的位置；最后，基于预先获得的各个马达位置点和磁栅段数之间的关系，可以确定自动对焦马达位置对应的磁栅段数，进而实现根据磁性传感器408检测自动对焦马达所在的磁栅段数。

参见图5C所示的电压和马达位移之间的对应关系示意图，经过解算可以确定出各个电压信号或磁场信号对应的磁栅段数。示例性地，图5C中分别在线性线段上通过数字1～6分别标识所属的磁栅段数，数字1所在的线段属于第一段磁栅(即磁栅段数是1)，数字2所在的线段属于第二段磁栅，数字3所在的线段属于第三段磁栅，数字4所在的线段属于第四段磁栅，数字5所在的线段属于第五段磁栅，数字6所在线段属于第六段磁栅。

当然，在一些实施例中，也可以通过预先标定操作获得如图5C所示的对应关系，这样，在实际应用中，驱动芯片406在接收到磁性传感器408输出的电压信号后，根据图5C所示的对应关系，即可确定该电压信号对应的磁栅段数，进而确定自动对焦马达所在的磁栅段数。

驱动芯片406根据磁性传感器408输出的第二电信号，确定磁栅传感器所在的磁栅段数后，可以根据磁栅传感器输出的第一电信号和磁栅段数，计算出自动对焦马达的位移。示例性地，参见图5D示出的解算后马达总位移和马达位移之间的对应关系示意图，横轴是马达位移，竖轴是解算后的马达总位移。解算后的马达总位移是指驱动芯片406控制自动对焦马达移动后，根据第一电信号和第二电信号解算出的马达总位移。图5D中通过数字1～6标识各个磁栅段的位移，数字1对应的线段长度表示在第一段磁栅内的马达位移，数字2对应的线段长度表示在第二段磁栅内的马达位移，数字3对应的线段长度表示在第三段磁栅内的马达位移，数字4对应的线段长度表示在第四段磁栅内的马达位移，数字5对应的线段长度表示在第五段磁栅内的马达位移，数字6对应的线段长度表示在第六段磁栅内的马达位移。将马达在五段磁栅内的位移相加，即可解算出马达的总位移。

驱动芯片406根据第一电信号和第二电信号，获得解算后的马达总位移之后，可以根据解算后的马达总位移确定镜头位置，若镜头位置与期望对焦位置不同，则根据镜头位置和期望对焦位置之间的差异，调整向线圈输出的电流信号，例如调整电流信号的大小和方向，以使得驱动组件中的线圈可以驱动镜头到达期望对焦位置，实现自动对焦闭环控制。

需要指出的是，摄像模组400可以是主摄摄像头模组、广角摄像头模组、长焦摄像头模组或潜望摄像头模组等。也就是说，增加了一个或多个磁性传感器的自动对焦装置，可以用于主摄、广角、长焦或潜望等摄像头的自动对焦闭环控制过程。

当自动对焦装置应用于手机等电子设备的默认开启摄像头(例如主摄)时，通过在自动对焦装置中增加一个或多个磁性传感器，以检测自动对焦马达的初始磁栅段数，可以缩短该摄像头的起流时间。

当自动对焦装置应用于手机等电子设备的潜望、长焦或广角等切换摄像头时，通过在自动对焦装置中增加一个或多个磁性传感器，以检测自动对焦马达的初始磁栅段数，不仅可以缩短该摄像头的起流时间，还可以降低设备功耗。

磁性传感器408精度较低，故单纯地通过磁性传感器408输出的第二电信号确定磁栅段数时，可能会导致自动对焦马达处在磁栅分界处时的磁栅段数判断错误。例如，磁性传感器的检测精度是50微米(um)时，磁栅分界点的前后50um范围内的电压信号可能会由于检测精度的影响，导致这个范围内的磁栅段数判断错误。假设每个磁栅段的长度是800微米(um)，磁栅分界点是800um处，那么在750um～850um之间的电压信号可能会出现磁栅段数判断错误。

在一些实施例中，为了提高磁栅分界处的磁栅段数的检测准确度，实现磁栅段数的高精度检测，可以结合第一电信号和第二电信号，准确地进行磁栅段数判断。

可以理解的是，在自动对焦马达持续移动的过程中，磁栅传感器持续输出的第一电信号可以包括属于不同磁栅段的电信号。例如，如图2所示，TMR传感器输出的电压信号可以包括第一磁栅段～第六磁栅段的电压信号。

驱动芯片406在接收同时采集的第一电信号和第二电信号之后，根据第二电信号，确定自动对焦马达是否处于预设范围。预设范围是两段磁栅的交界处。例如，驱动芯片406可以根据图5A～图5C，确定当前的第二电信号对应的马达位置，如果当前的马达位置处于磁栅分界处，则确定自动对焦马达当前处于预设范围，反之，如果当前的马达位置不处于磁栅分界处，则确定自动对焦马达当前没有处在预设范围。预设范围是a±b微米，a是第n磁栅段和第n+1磁栅段的分界点的位置，磁性传感器的检测精度是±b微米。n是大于或等于1的正整数。

例如，假设每段磁栅长度是800um，b是50，a是磁栅分界点所在的磁栅位置(例如处于800um、1600um、2400um处)。此时，预设范围可以是750um～850um(即第一段和第二段磁栅的交界处)，如果当前马达位置是790um或830um，则认为此时马达处在第一段磁栅和第二段磁栅的分界处。

驱动芯片406确定出当前自动对焦马达处于两段磁栅的交界处后，则可以根据第二电信号，确定出自动对焦马达处于第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，即确定处在哪两段磁栅的交界处。例如，根据图5C示出的关系图，根据第二电信号确定出处在哪两段磁栅的交界处。

驱动芯片406在确定出处于哪两段磁栅的交界处之后，再进一步结合第一电信号，准确判断自动对焦马达当前所在的磁栅段数。

通常情况下，某个时刻的第一电信号可以包括正弦电压信号和余弦电压信号，根据正弦电压信号和余弦电压信号的幅值大小，确定自动对焦马达当前所在的磁栅段数是第n段，还是第n+1段。具体地，可以将正弦电压信号和余弦电压信号作为圆(例如单位圆)的坐标，根据该坐标所处的象限，确定自动对焦马达当前所在的磁栅段数是第n段，还是第n+1段。例如假设根据第二电信号，确定自动对焦马达处在第一磁栅段和第二磁栅段之间，将第一电信号转换为圆的坐标之后，如果该坐标在第一象限，则确定当前自动对焦马达所处的磁栅段数是第二磁栅段，如果该坐标在第二象限，则确定当前自动对焦马达所处的磁栅段数是第一磁栅段。

示例性地，参见图6A和图6B示出的磁栅交界处的磁栅段数确定过程示意图，驱动芯片406接收TMR传感器输出的原始信号和磁性传感器输出的电信号，从TMR传感器输出的原始信号中截取一小段信号，获得图形600所示的信号。图形600中的横轴表示马达位移，竖轴表示电压。图形600的横轴长度大概在800um左右，图形600的正余弦电压信号是一个长度周期或磁栅段对应的电压信号。

由于磁性传感器的检测精度是正负50微米(um)，则再从图形600的信号中截取大概100um长度左右的电压信号，获得如图形610所示的信号。图形610的横坐标是1～99um；对图形600所示的原始信号进行反正切等处理过程，可以获得如图形620所示的线段图，该线段图可以表征磁栅段数，虚线框所处的位置是第一段磁栅和第二磁栅之间的交界处。此外，图形600中的信号是正弦电压信号和余弦电压信号，故可以通过sin函数和cos函数表示图形630中的圆，即图形630中的圆的坐标可以表示成(cos，sin)。因此，在图形630中，正弦电压信号和余弦电压信号的幅值大小决定着坐标点所处的象限。

从图形630中的圆中截取处图形610的信号对应的线段，获得如图形640所示的线段，该线段则是图形630的圆中与图形610的信号对应的线段。驱动芯片406还对磁性传感器输出的电信号进行处理，获得对应的处理结果。如图形650所示，其是图形610中的信号对应的位移检测结果。此时，图形650中竖轴小于0的点与图形640中第二象限的点对应，竖轴大于0的点与图形640中第一象限的点对应。此时，将TMR传感器输出的正余弦电压信号转换成圆的坐标后，如果该坐标落在第一象限，则表示当前自动对焦马达所在的磁栅段是第二磁栅段，如果该坐标落在第二象限，则表示当前自动对焦马达所在的磁栅段是第一磁栅段。

依据该原理，在根据第二电信号确定出自动对焦马达当前处在哪两段磁栅的交界处之后，即根据第二电信号，确定自动对焦马达当前处在第n段和第n+1段的交界处，则可以根据正弦电压信号和余弦电压信号的幅值大小，准确地判断自动对焦马达是在第n段，还是在第n+1段。

值得指出的是，针对磁性传感器的检测精度有限，导致自动对焦马达在磁栅分界处的磁栅段数判断不准确的问题，进一步结合磁栅传感器输出的电压信号，准确地判断所属的磁栅段数，实现了磁栅段数的高精度检测。

如上文所示，在根据第二电信号确定自动对焦马达所在的磁栅段数时，可以只根据第二电信号确定磁栅段数，例如，根据图5C的对应关系直接确定磁性传感器输出的电压信号对应的磁栅段数；可以在非磁栅分界处，只根据第二电信号确定磁栅段数，而在磁栅分界处，进一步根据第一电信号准确检测磁栅段数。当然，在一些实施例中，也可以不区分是否在磁栅分界处，而是在所有位置或者任意位置均结合第一电信号和第二电信号，准确判断磁栅段数，具体过程可以如图6A和图6B所示的过程。

本申请实施例在摄像模组额外增加一个或多个磁性传感器，用于检测磁栅传感器当前所在的磁栅段数，这样在开启摄像头时不用将自动对焦马达移动至机械顶端或底端，降低设备功耗，缩短了摄像模组起流时间，提高了用户拍摄体验。

请参见图7，为本申请实施例提供的自动对焦方法的一种流程示意框图，该方法可以包括以下步骤：

步骤S701、驱动芯片获取对焦指令，对焦指令用于指示期望对焦位置。

驱动芯片可以是指自动对焦马达内的驱动芯片，其可以包括MCU。除了可以由驱动芯片执行自动对焦闭环控制之外，也可以由手机等电子设备中SOC芯片的应用处理器执行，也即图7中的驱动芯片可以替换成SOC芯片或SOC芯片的应用处理器。

对焦指令可以是SOC芯片下发的指令。期望对焦位置可以是SOC芯片根据自动对焦算法确定出的镜头的目标位置，或者自动对焦马达的目标位置，即驱动镜头到该目标位置，或控制自动对焦马达移动至该目标位置，以实现自动对焦。

步骤S702、驱动芯片获取磁栅传感器输出的第一电信号，以及磁性传感器输出的第二电信号。

步骤S703、驱动芯片根据第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

在一些实施例中，第二电信号是电压信号，驱动芯片可以根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数。该磁栅段数则是自动对焦装置的磁栅段数。自动对焦装置可以是自动对焦马达。

在另一些实施例中，驱动芯片还可以结合第一电信号和第二电信号，准确地确定磁栅传感器的磁栅段数。

示例性地，驱动芯片若根据第二电信号，确定自动对焦装置当前处于预设范围，则根据第二电信号确定自动对焦装置当前处在第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，并根据第一电信号的电压幅值，确定自动对焦装置当前所在的最终磁栅段数，该最终磁栅段数是第n段磁栅或第n+1段磁栅。其中，预设范围是a±b微米，a是第n磁栅段和第n+1磁栅段的分界点的位置，磁性传感器的检测精度是±b微米；

驱动芯片若根据第二电信号，确定自动对焦装置当前不处于预设范围，则根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定第二电信号对应的磁栅段数，磁栅段数是自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

可以理解的是，驱动芯片可以实时对获取到的第一电信号和第二电信号进行处理。第一电信号和第二电信号可以看作是同时采集的。

在确定出磁栅段数之后，为了降低功耗，可以控制磁性传感器进入睡眠模式。当然，也可以让磁性传感器持续处于工作模式。

步骤S704、驱动芯片根据磁栅段数和第一电信号，闭环控制自动对焦装置移动，以带动镜头移动至期望对焦位置。

可以理解的是，通常在摄像头开始时，通过磁性传感器输出的第二电信号获得自动对焦马达当前所处的磁栅段数，进而获得自动对焦马达的初始位置。在获得自动对焦马达的初始位置之后，可以将磁性传感器下电以节省功耗。并且，根据自动对焦马达的初始位置和磁栅传感器持续输出的第一电信号，闭环控制自动对焦马达移动，以实现自动对焦功能。

当然，除了使用磁性传感器检测自动对焦马达的初始位置之后，磁栅传感器还可以用于检测任意时刻的自动对焦马达的位置。

为了更好地介绍本申请实施例提供的技术方案，下面结合图8示出的自动对焦过程的示意框图进行说明。如图8所示，磁栅传感器示例性为TMR传感器，作为主位置传感器；磁性传感器作为辅位置传感器。该过程可以包括以下步骤：

步骤S801、SOC芯片下发自动对焦指令。

步骤S802、驱动芯片中的MCU获取辅助位置传感器输出的位置信息。

步骤S803、MCU获取主位置传感器输出的TMR位置信息。

可以理解的是，MCU可以同时获取主位置传感器和辅助位置传感器输出的位置信息。

步骤S804、MCU根据辅助位置传感器输出的位置信息，或者根据辅助位置传感器输出的位置信息和TMR位置信息，确定自动对焦马达当前所处的磁栅段数。

可以理解的是，MCU可以只使用辅助位置传感器输出的位置信息，确定磁栅段数；也可以使用辅助位置传感器输出的位置信息和TMR位置信息，共同确定磁栅段数，以提高磁栅分界处的磁栅段数判断准确度。

位置信息和TMR位置信息可以是指电信号，例如，TMR位置信息可以是正余弦电压信号，位置信息可以是线性电压信号。

步骤S805、MCU控制辅助位置传感器进入睡眠模式或维持工作状态。

可以理解的是，在通过辅助位置传感器判断出自动对焦马达所处的初始磁栅段数之外，则可以让辅助位置传感器下电或进入睡眠模式，以节省设备功耗。

当然，也可以让辅助位置传感器一直处于工作状态，这样在一些特殊情况下，仍然可以让辅助位置传感器获取到自动对焦马达的磁栅段数。例如，用户使用手机等电子设备进行拍摄，假设手机等电子设备已经通过上述自动对焦过程完成了自动对焦，或者正在自动对焦的过程，此时手机等电子设备受到外力的物理拍打，例如用户用手拍打摄像头，由于外力的作用，自动对焦马达会瞬间移动，导致驱动芯片无法侦测到主位置传感器(例如TMR传感器)的移动是否超过一个长度周期，进而无法得知自动对焦马达所处的磁栅段数，导致自动对焦模糊。这种情况下，可以通过让辅助位置传感器一直处于工作状态，以检测自动对焦马达当前所在的磁栅段，即使自动对焦马达由于外力作用瞬间移动，也不会出现自动对焦模糊。

步骤S806、MCU根据磁栅段数和TMR传感器输出的信号，控制自动对焦马达移动至对焦code位置。

示例性地，MCU根据磁栅段数和TMR传感器输出的信号，确定自动对焦马达当前所处位置；根据自动对焦马达的当前所处位置和对焦code位置(即期望对焦位置)之间的差异，改变向自动对焦马达的线圈输入的电流信号的大小和方向，以控制自动对焦马达移动。

步骤S807、MCU向自动对焦马达的线圈输出电流，以闭环控制自动对焦马达的位置。

步骤S808、MCU回读TMR传感器输出的信号，确认自动对焦马达是否到达对焦code位置。如果是，则进入步骤S809，如果否，则返回步骤S806。

在控制自动对焦马达移动的过程中，MCU可以根据TMR传感器输出的信号，获取自动对焦马达的当前位置，如果自动对焦马达的当前位置是对焦code位置，则认为当次对焦完成，如果不是，则需要继续调整线圈的电流大小和方向，以控制自动对焦马达到达对焦code位置，进而带动镜头移动至相应位置。

步骤S809、当前自动对焦完成。

本实施例和上文各个实施例的相同或相似之处可以相互参见，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括上文任意一项实施例中的自动对焦装置或摄像模组。自动对焦装置也可以看作是自动对焦马达。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括但不限于如图4所示的控制芯片410和摄像模组400。控制芯片410可以是SOC芯片等。该电子设备可以例如是手机平板电脑或车机设备等具有拍摄功能的终端设备。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器(例如驱动芯片中的MCU，或SOC芯片的应用处理器)执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到驱动芯片、SOC芯片或手机等电子设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

本申请实施例提供的电子设备，可以包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述自动对焦方法实施例中任一项的方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本申请实施例还提供一种芯片系统，所述芯片系统包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现如上述各个方法实施例所述的方法。所述芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。此外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。另外，需要理解的是，本申请实施例涉及的至少一个，包括一个或者多个；其中，多个是指大于或者等于两个。在本申请实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种自动对焦装置，其特征在于，包括磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器和磁性传感器；

所述磁性组件用于产生磁场；所述磁栅用于产生周期性变化的磁场；

所述驱动组件用于在所述磁性组件产生的磁场作用下，驱动镜头沿光轴方向移动，并带动所述磁性组件和所述磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动所述磁栅和所述磁栅传感器中的一者相对于另一者移动；

所述磁栅传感器用于在所述磁栅和所述磁栅传感器相对移动时，通过感应所述周期性变化的磁场输出第一电信号；

所述磁性传感器用于在所述磁性组件和所述磁性传感器相对移动时，通过感应所述磁性组件产生的磁场输出第二电信号，所述第二电信号用于指示自动对焦装置所在的磁栅段数。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一个或多个所述磁性传感器设置在所述磁性组件的左侧、右侧、上侧或下侧。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述磁性组件包括一个或多个磁性件，所述驱动组件包括线圈；所述线圈驱动所述镜头沿光轴方向移动时，带动所述磁性件和所述磁栅移动。

6.一种摄像模组，其特征在于，包括镜头、驱动芯片、磁性组件、驱动组件、磁栅、磁栅传感器以及磁性传感器；

所述磁性组件用于产生磁场；所述磁栅用于产生周期性变化的磁场；

所述驱动组件用于在所述磁性组件产生的磁场作用下驱动所述镜头沿光轴方向移动，并带动所述磁性组件和所述磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动所述磁栅和所述磁栅传感器中的一者相对于另一者移动；

所述磁栅式传感器用于在所述磁栅和所述磁栅传感器产生相对位移时，通过感应所述周期性变化的磁场输出第一电信号；

所述磁性传感器用于在所述磁性组件和所述磁性传感器相对移动时，通过感应所述磁性组件产生的磁场输出第二电信号；

所述驱动芯片用于接收所述第一电信号和所述第二电信号，根据所述第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数；根据所述磁栅段数和所述第一电信号，确定所述镜头所处的位置。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

8.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

9.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述磁性组件包括一个或多个磁性件，所述驱动组件包括线圈；所述线圈驱动所述镜头沿光轴方向移动时，带动所述磁性件和所述磁栅移动。

10.根据权利要求6至9任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述第二电信号是电压信号；

所述驱动芯片具体用于：根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定所述第二电信号对应的磁栅段数，所述磁栅段数是所述自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

11.根据权利要求10所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动组件包括线圈；

所述驱动芯片还用于：根据所述磁栅段数和所述第一电信号，调整向所述线圈输出的电流信号。

12.根据权利要求6至9任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动芯片具体用于：

若根据所述第二电信号，确定所述自动对焦装置当前处于预设范围，则根据所述第二电信号确定所述自动对焦装置当前处在第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，并根据所述第一电信号的电压幅值，确定所述自动对焦装置当前所在的最终磁栅段数，所述最终磁栅段数是所述第n段磁栅或所述第n+1段磁栅；其中，所述预设范围是a±b微米，a是所述第n磁栅段和所述第n+1磁栅段的分界点的位置，所述磁性传感器的检测精度是±b微米；

若根据所述第二电信号，确定所述自动对焦装置当前不处于所述预设范围，则根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定所述第二电信号对应的磁栅段数，所述磁栅段数是所述自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

13.一种自动对焦方法，其特征在于，所述方法包括：

获取对焦指令，所述对焦指令用于指示期望对焦位置；

获取磁栅传感器输出的第一电信号，以及磁性传感器输出的第二电信号；

根据所述第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数；

根据所述磁栅段数和所述第一电信号，闭环控制所述自动对焦装置移动，以带动镜头移动至所述期望对焦位置；

其中，所述自动对焦装置包括磁性组件、驱动组件、所述磁栅、所述磁栅传感器和所述磁性传感器；

所述磁性组件用于产生磁场；所述磁栅用于产生周期性变化的磁场；

所述驱动组件用于在所述磁性组件产生的磁场作用下，驱动所述镜头沿光轴方向移动，并带动所述磁性组件和所述磁性传感器中的一者相对于另一者移动，以及带动所述磁栅和所述磁栅传感器中的一者相对于另一者移动；

所述磁栅传感器用于在所述磁栅和所述磁栅传感器相对移动时，通过感应所述周期性变化的磁场输出所述第一电信号；

所述磁性传感器用于在所述磁性组件和所述磁性传感器相对移动时，通过感应所述磁性组件产生的磁场输出所述第二电信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二电信号是电压信号；

根据所述第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数，包括：

根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定所述第二电信号对应的磁栅段数，所述磁栅段数是所述自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据所述第二电信号确定自动对焦装置当前所在的磁栅段数，包括：

若根据所述第二电信号，确定所述自动对焦装置当前处于预设范围，则根据所述第二电信号确定所述自动对焦装置当前处在第n段磁栅和第n+1段磁栅的交界处，并根据所述第一电信号的电压幅值，确定所述自动对焦装置当前所在的最终磁栅段数，所述最终磁栅段数是所述第n段磁栅或所述第n+1段磁栅；其中，所述预设范围是a±b微米，a是所述第n磁栅段和所述第n+1磁栅段的分界点的位置，所述磁性传感器的检测精度是±b微米；

若根据所述第二电信号，确定所述自动对焦装置当前不处于所述预设范围，则根据马达位移和电压信号之间的对应关系，确定所述第二电信号对应的磁栅段数，所述磁栅段数是所述自动对焦装置当前所在的磁栅段数。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述磁栅传感器是巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器；所述磁性传感器是霍尔传感器、各向异性磁电阻效应传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻效应传感器。

17.根据权利要求13至16任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述第二电信号确定所述磁栅传感器当前所在的磁栅段数之后，所述方法还包括：

控制所述磁性传感器进入睡眠模式。

18.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的自动对焦装置或如权利要求6至12任一项所述的摄像模组。

19.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求13至17任一项所述的方法。

20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求13至17任一项所述的方法。