專利名稱：相機(jī)的自動(dòng)聚焦方法
相機(jī)的自動(dòng)聚焦方法 技術(shù)領(lǐng)域總的來(lái)說(shuō)本發(fā)明涉及一種相機(jī)。更具體地講，本發(fā)明涉及一種相機(jī)的自動(dòng)聚焦(AF)方法并減少精確地在對(duì)象上聚焦的AF所需的時(shí)間。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)相機(jī)通常包括用于形成物體的圖像的鏡頭系統(tǒng)和用于將由鏡頭系統(tǒng) 形成的圖像檢測(cè)為電信號(hào)的圖像傳感器。根據(jù)焦點(diǎn)和物體之間的距離改變聚 焦鏡頭系統(tǒng)的能力。為了獲得清晰、高分辨率圖像，圖像傳感器的光接收面 應(yīng)位于鏡頭系統(tǒng)的場(chǎng)深度內(nèi)。因此，具體地講，在傳統(tǒng)相機(jī)中，有時(shí)合并宏 功能(換句話說(shuō)，短距離拍攝功能)。然而，根據(jù)遠(yuǎn)離正被拍攝的物體的距離， 具有宏功能的這種相機(jī)可面臨聚焦位置的重大改變。傳統(tǒng)相機(jī)有時(shí)需要具有 根據(jù)相機(jī)與物體之間距離自動(dòng)調(diào)整焦點(diǎn)的裝置，以減小可能通過(guò)人工聚焦引 入的誤差量，并且簡(jiǎn)化相機(jī)的使用，從而實(shí)際上任何人可通過(guò)將相機(jī)瞄準(zhǔn)物 體并按下快門(mén)來(lái)拍攝高品質(zhì)照片。傳統(tǒng)公知的自動(dòng)聚焦方法包括相機(jī)物體距離測(cè)量和基于預(yù)覽圖像分析的 焦距估計(jì)中的一個(gè)。近來(lái)提出的小型數(shù)字相機(jī)通常采用稍后的方法。圖1是典型的自動(dòng)聚焦相機(jī)的框圖。自動(dòng)聚焦相機(jī)100包括鏡頭系統(tǒng) 110、圖像傳感器120、驅(qū)動(dòng)器130、圖像信號(hào)處理器(ISP)140、顯示器150和 控制器160。鏡頭系統(tǒng)110形成物體的圖像，并且包括一個(gè)或多個(gè)鏡頭112。圖像傳 感器120檢測(cè)鏡頭系統(tǒng)110形成的圖像，并產(chǎn)生電信號(hào)。ISP140以幀為單位 處理從圖像傳感器120輸出的圖像信號(hào)，并且輸出轉(zhuǎn)換的圖像幀，從而適合 顯示器150的顯示特性，例如，幀大小、圖像質(zhì)量、分辨率等。顯示器150 將從ISP140應(yīng)用的圖像幀顯示在顯示器上。此外，顯示器150在聚焦過(guò)程期 間將圖像幀的自動(dòng)聚焦(以下簡(jiǎn)稱為"AF，，)窗口顯示顯示器150上。驅(qū)動(dòng)器 130驅(qū)動(dòng)鏡頭系統(tǒng)110，從而在控制器160的控制下鏡頭系統(tǒng)110可移動(dòng)。驅(qū) 動(dòng)器130包括用于供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)(M) 132和利用驅(qū)動(dòng)力來(lái)回移動(dòng)鏡頭系?？刂破?60通過(guò)自動(dòng)聚焦過(guò)程才艮據(jù)遠(yuǎn)離物體的距離 來(lái)識(shí)別聚焦位置，并且控制驅(qū)動(dòng)器130將鏡頭系統(tǒng)IIO移動(dòng)到聚焦位置。仍然參照?qǐng)D1中顯示的相機(jī)，控制器160以下述方式執(zhí)行包括步驟(a)至 (f)的自動(dòng)聚焦過(guò)程。在步驟(a)，設(shè)置鏡頭系統(tǒng)110的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置以及鏡頭系統(tǒng)110的起 點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間的多個(gè)中間位置，隨后鏡頭系統(tǒng)110被移動(dòng)到起點(diǎn)位 置。在步驟(b)，在鏡頭系統(tǒng)110的起點(diǎn)位置形成圖像幀。在步驟(c)，從AF窗口內(nèi)的圖像幀獲得邊緣值。這里，"邊緣"與物體的 輪廓(也就是，圖像幀的邊界)相應(yīng)，在圖像幀的邊界亮度急劇改變。"邊緣值" 指示"邊緣"部分的亮度改變。更詳細(xì)地，通過(guò)獲得圖像傳感器120的各像 素的亮度，通過(guò)將對(duì)關(guān)于圖像傳感器120在行方向上相鄰的像素對(duì)之間的亮 度差與參考值進(jìn)行比較，來(lái)確定該像素對(duì)之間的邊界是否屬于邊緣，隨后對(duì) 屬于邊緣的所有像素對(duì)的亮度差累加求和來(lái)計(jì)算"邊緣值"。在步驟(d)，確定鏡頭系統(tǒng)IIO是否位于終點(diǎn)位置。如果鏡頭系統(tǒng)IIO沒(méi)有位于終點(diǎn)位置，則步驟(e)中，鏡頭系統(tǒng)110被移 動(dòng)到接下來(lái)的位置，緊接著順序執(zhí)行步驟(b)至步驟(d)。如果鏡頭系統(tǒng)IIO位于終點(diǎn)位置，則在步驟(f),確定步驟(a)至(e)中獲得 的邊緣值中的最大邊緣值，緊接著執(zhí)行步驟(g)，將鏡頭系統(tǒng)IIO移動(dòng)到與最 大邊緣值相應(yīng)的位置。通過(guò)執(zhí)行直到步驟(g)的各種操作來(lái)完成自動(dòng)聚焦過(guò)程，并且相機(jī)100在 調(diào)整的聚焦?fàn)顟B(tài)下捕獲物體的圖像。然而，上述傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦方法繼承至少以下缺點(diǎn)。例如，仍然參照?qǐng)D1,假設(shè)配備有1/3.2"大小的圖像傳感器120的相機(jī) 100具有大約10cm和oo(無(wú)窮大)之間的焦距。為了實(shí)現(xiàn)聚焦調(diào)整，傳統(tǒng)自動(dòng) 聚焦相機(jī)中的鏡頭系統(tǒng)110通常被配置為具有接近0.25cm的最大移動(dòng)距離， 以及接近0.015的場(chǎng)深度。在這種情況下，在步驟(a)中設(shè)置的各種位置的每 一個(gè)之間的間隔應(yīng)該小于場(chǎng)深度。重復(fù)步驟(a)多次，即，在自動(dòng)聚焦過(guò)程的 時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)110移動(dòng)到以下或接下來(lái)的位置的次數(shù)接近20次，意思 是，執(zhí)行圖像傳感器120的幀曝光的次數(shù)接近20次。在傳統(tǒng)移動(dòng)終端相機(jī)(例 如，相機(jī)電話)中，在預(yù)覽操作期間幀曝光速度接近每秒15幀，意思是，需6要多于一秒進(jìn)行自動(dòng)聚焦。此外，考慮到捕獲圖像所需的時(shí)間，從自動(dòng)聚焦過(guò)程到圖像捕獲操作總 共需要接近2秒，對(duì)于現(xiàn)今的相機(jī)用戶太慢，最終可能給擺好姿勢(shì)照相并且 在聚焦相機(jī)隨后拍照的期間必須一直站著不動(dòng)的用戶帶來(lái)極大不便。因此，需要一種用于相機(jī)的自動(dòng)聚焦方法，通過(guò)該方法，快速聚焦功能 減小用戶的不便，并且維持或者甚至提高聚焦處理的質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一方面在于至少解決一些這里描述的問(wèn)題和/或缺點(diǎn)，并且至少 提供下述優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種具有更快且更精確自動(dòng) 聚焦功能的相機(jī)的自動(dòng)聚焦方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性方面，提供了一種自動(dòng)聚焦方法，該方法包括以下步驟改變透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)和圖像傳感器的光接收面之間的距離；在改 變焦點(diǎn)和光接收面之間的距離的時(shí)段期間，通過(guò)順序曝光光接收面上的像素，來(lái)形成圖像幀；在圖像幀上設(shè)置多個(gè)子塊，并且獲得各個(gè)子塊的邊緣值；確 定獲得的邊緣值中的最大邊緣值；并且基于最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他示例性方面、 特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中 圖1是典型的自動(dòng)聚焦相機(jī)的框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的自動(dòng)聚焦相機(jī)的框圖； 圖3是圖2中顯示的圖像傳感器的平面圖； 圖4示出圖2中顯示的顯示器；圖5A和5B示出圖2中顯示的鏡頭系統(tǒng)的示例性移動(dòng)^f莫式；圖6A至6C示出圖2中顯示的移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)的各種示例性移動(dòng)模式。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例。在附圖中，即使在不同的 附圖中描述相同或相似的部件，但是相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。在7下面的示例性描述中，當(dāng)這種詳細(xì)描述可能混淆本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā) 明的理解時(shí)，為了簡(jiǎn)明，可省略對(duì)已知功能和配置的詳細(xì)描述。 圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的自動(dòng)聚焦相機(jī)的框圖。相機(jī)200 —般包括鏡頭系統(tǒng)210、圖像傳感器220、驅(qū)動(dòng)器230、編碼器 240、圖像信號(hào)處理器(ISP)250、顯示器260和控制器270。鏡頭系統(tǒng)210形成物體的圖像，并且包括一個(gè)或多個(gè)鏡頭212。 一個(gè)或 多個(gè)鏡頭212可包括凸透鏡、凹透鏡等。鏡頭系統(tǒng)210最好關(guān)于光軸在縱向 方向上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，并且光軸可被定義為在一個(gè)或多個(gè)鏡頭212的面上通過(guò)固 定點(diǎn)的軸。例如，雙凸透鏡包括具有相同曲率半徑的第一鏡面和第二鏡面。仍然參照?qǐng)D2，圖像傳感器220將鏡頭系統(tǒng)210形成的物體的圖像檢測(cè) 為電信號(hào)。ISP250以幀為單位處理從圖像傳感器220應(yīng)用的圖像信號(hào)，并且 輸出轉(zhuǎn)換為適合顯示器260的顯示特性(大小、圖像質(zhì)量、分辨率等)的圖像幀。 用作圖像傳感器220的合適的例子包括(但不限于)CCD(電荷耦合裝置)圖像傳 感器、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等。圖像傳感器220通?；?于巻簾式快門(mén)機(jī)制曝光像素。圖3是圖2中顯示的圖像傳感器220的平面圖。圖像傳感器220包括面向鏡頭系統(tǒng)210的光接收面222。多個(gè)像素以通 常包括M行和N列的MxN矩陣排列在光接收面222上。圖像傳感器220 具有作為聚焦調(diào)整的參考的AF窗口 224。 AF窗口 224位于光接收面222的 中心，并且AF窗口 224的大小接近光接收面222的三分之二(2/3)。圖像傳 感器220的AF窗口 224是一般控制器270設(shè)置的虛擬區(qū)域。最好，將AF窗 口 224分為多個(gè)子塊B1 BP，并且多個(gè)子塊B1 BP的每一個(gè)包括多個(gè)像素行 中選擇的至少一個(gè)。如果必要，AF窗口 224的大小可被設(shè)置為與光接收平面 222的大小相同。如圖3所示，基于巻簾式快門(mén)機(jī)制實(shí)現(xiàn)圖像傳感器220的幀曝光。根據(jù) 巻簾式快門(mén)機(jī)制，每行的像素以列向順次曝光(被稱為行向掃描)，同時(shí)每列的 像素以行向順次曝光。如圖2所示，顯示器260將從ISP 250應(yīng)用的圖像幀顯示在屏幕上。此 外，顯示器260在自動(dòng)聚焦過(guò)程期間將圖像幀的AF窗口顯示在屏幕上。圖4示出圖2中顯示的顯示器260的例子?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4,最好AF窗口 264位于屏幕262的中心，并且最好AF窗口 264的大小接近屏幕262的大小的三分之二(2/3)。 AF窗口 264包括由控制器270設(shè)置的虛擬區(qū)域，并且由用 戶可視地識(shí)別。AF窗口 264被分為多個(gè)子塊B1' BP'，最好多個(gè)子塊B1' BP' 與多個(gè)子塊B1 BP——對(duì)應(yīng)。驅(qū)動(dòng)器230驅(qū)動(dòng)鏡頭系統(tǒng)210在控制器270的 控制下可移動(dòng)，并且包括供應(yīng)驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)(M) 232和利用驅(qū)動(dòng)力沿其光軸 來(lái)回移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)210的引導(dǎo)裝置234。現(xiàn)在再次參照?qǐng)D2，編碼器240檢測(cè)鏡頭系統(tǒng)210的位置，并且將指示 鏡頭系統(tǒng)210的位置的檢測(cè)信號(hào)輸出給控制器270。最好，編碼器240可被 實(shí)現(xiàn)為一般霍爾傳感器242與永久磁鐵244的組合，但是可使用其它類型的 傳感器。最好，霍爾傳感器242排列在引導(dǎo)裝置234上，以1更可與《竟頭系統(tǒng) 210—起可移動(dòng)，同時(shí)固定排列永久磁鐵244。霍爾傳感器242根據(jù)永久磁鐵 244施加的磁場(chǎng)強(qiáng)度輸出可變電壓，從而隨著鏡頭系統(tǒng)210的移動(dòng)，霍爾傳 感器感測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度由于兩者之間的距離而改變?？刂破?70根據(jù)從霍爾傳 感器242應(yīng)用的位置檢測(cè)信號(hào)的電壓來(lái)檢測(cè)鏡頭系統(tǒng)210的位置?？刂破?70在自動(dòng)聚焦過(guò)程中根據(jù)相機(jī)到物體的距離識(shí)別聚焦位置，并 且控制驅(qū)動(dòng)器230將鏡頭系統(tǒng)210移動(dòng)到識(shí)別的聚焦位置?？刂破?70執(zhí)行的自動(dòng)聚焦過(guò)程包括以下步驟(a)至(f)。在步驟(a)，圖像傳感器220的AF窗口 224被分為多個(gè)子塊B1 BP。這 里，多個(gè)子塊B1 BP的每一個(gè)包括多個(gè)像素行中選擇的至少一個(gè)。例如，假 設(shè)AF窗口 224具有300 x 600矩陣，多個(gè)子塊B1 BP的每一個(gè)可排列在10 x 20矩陣中。假設(shè)為鏡頭系統(tǒng)210設(shè)置起點(diǎn)和終點(diǎn)位置以及起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置之間 的多個(gè)中間位置，并且將鏡頭系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置所需的時(shí) 間被設(shè)置為與子塊B1 BP的總體曝光時(shí)段大致相同(TP-T1)，在步驟(b),將 總體曝光時(shí)段除以子塊B1 BP的數(shù)量獲得的時(shí)間間隔被設(shè)置為與行向掃描時(shí) 間相同?？梢杂么鎯?chǔ)在控制器270中的程序?qū)崿F(xiàn)初始化步驟的步驟(a)和(b)。在步驟(c)，鏡頭系統(tǒng)210移動(dòng)到起點(diǎn)位置。在步驟(d)，根據(jù)控制器270設(shè)置的移動(dòng)模式移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)210。圖5A和5B示出圖2中顯示的鏡頭系統(tǒng)210的示例性移動(dòng)模式，其中， 圖5A顯示基于巻簾式快門(mén)機(jī)制對(duì)圖像傳感器220的AF窗口 224順序執(zhí)行行 向掃描操作，圖5B是顯示行向掃描時(shí)間和子塊B1 BP的位置之間的關(guān)系的圖示。在圖5B中，水平軸指示時(shí)間，垂直軸指示被曝光的子塊B1 BP的位 置。鏡頭系統(tǒng)210以恒定速度從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置。在完成鏡頭系統(tǒng) 210的移動(dòng)的同時(shí)，完成了執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程的幀曝光。以上統(tǒng)稱為步驟(d)。 如上所述，在步驟(e)中，從單一圖像幀獲得子塊B1 BP的邊緣值。這里 "邊緣"與物體的輪廓(也就是，圖像幀的邊界)相應(yīng)，在圖像幀的邊界中，亮 度劇烈改變。詳細(xì)地，通過(guò)獲得子塊B1 BP中的各像素的每一個(gè)的亮度，通 過(guò)將關(guān)于圖像傳感器220在行向上相鄰的像素對(duì)之間的亮度差與參考值進(jìn)行 比較，來(lái)確定該像素對(duì)之間的邊界是否屬于邊緣，隨后對(duì)屬于邊緣的所有像 素對(duì)的亮度差累加求和來(lái)計(jì)算"邊緣值"。以上統(tǒng)稱為步驟(e)。如上所述，在步驟(f)中，確定在步驟(e)獲得的邊緣值中的最大邊緣值。 在步驟(g)中，鏡頭系統(tǒng)210被移動(dòng)到與最大邊緣值相應(yīng)的位置。與最大 邊緣值相應(yīng)的位置是鏡頭系統(tǒng)210的聚焦位置。如圖5B所示，可從具有最大 邊緣值的子塊識(shí)別行向掃描時(shí)間，并且可從行向掃描時(shí)間識(shí)別鏡頭系統(tǒng)210 的位置。通過(guò)執(zhí)行直到步驟(g)的各種操作來(lái)完成自動(dòng)聚焦過(guò)程，并且相機(jī)200在 調(diào)整的聚焦?fàn)顟B(tài)下捕獲物體的圖像。如上所述，與重復(fù)多次執(zhí)行幀曝光的現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò) 一次幀曝光完成自動(dòng)聚焦過(guò)程，從而顯著減小執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程所需的時(shí)間。此外，可通過(guò)重復(fù)多次執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程來(lái)增強(qiáng)自動(dòng)聚焦精確性，這將 在接下來(lái)描述。圖6A至圖6C示出圖2中顯示的鏡頭系統(tǒng)210的各種示例性移動(dòng)模式， 其中，水平軸指示時(shí)間，并且垂直軸指示被曝光的子塊B1 BP的位置。應(yīng)該 理解，為了解釋目的提供這些示例性模式，但本發(fā)明不限于此。參照?qǐng)D6A，在Ta和Tb的時(shí)段期間，透鏡系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置移動(dòng)到 終點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第一幀。在Tb和Tc時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210從終點(diǎn)位 置移動(dòng)到起點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第二幀。為了完成各幀的每一個(gè)的曝光，執(zhí)行 步驟(e)和(f),并且基于獲得的邊緣值中選擇的最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚 焦位置，接下來(lái)執(zhí)行步驟(g)，也就是，將鏡頭系統(tǒng)210移動(dòng)到與最大邊緣值牙目y^的4立i?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6B，在Td和Te的時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置移動(dòng) 到終點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第一幀。在Te和Tf的時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210停止移動(dòng)。在Tf和Tg的時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210從終點(diǎn)位置移動(dòng)到起點(diǎn)位置， 同時(shí)曝光第二幀。為了完成各幀的每一個(gè)的曝光，執(zhí)行步驟(e)和(f)，并且基 于獲得的邊緣值中選擇的最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置，接下來(lái)執(zhí)行 步驟(g)。換句話說(shuō)，將鏡頭系統(tǒng)210移動(dòng)到與最大邊緣值相應(yīng)的位置。現(xiàn)在參照?qǐng)D6C，在Th和Ti的時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置移動(dòng) 到終點(diǎn)位置；同時(shí)曝光第 一幀。在Ti和Tj的時(shí)^爻期間，鏡頭系統(tǒng)210從終 點(diǎn)位置移動(dòng)到起點(diǎn)位置。在Tj和Tk的時(shí)段期間，鏡頭系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置 移動(dòng)到終點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第二幀。在Tk和Tl的時(shí)^l期間，鏡頭系統(tǒng)210 從終點(diǎn)位置移動(dòng)到起點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第三幀。在Tl和Tm的時(shí)段期間，鏡 頭系統(tǒng)210從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置，并且曝光第四幀。為了完成各幀的 每一個(gè)的曝光，執(zhí)行步驟(e)和(f),并且基于獲得的邊緣值中選擇的最大邊緣 值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置，接下來(lái)執(zhí)行步驟(g)，也就是，將鏡頭系統(tǒng)210 移動(dòng)到與最大邊緣值相應(yīng)的位置。如上述例子所述，與重復(fù)多次執(zhí)行幀曝光的現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明， 通過(guò)一次幀曝光完成自動(dòng)聚焦過(guò)程，從而很大地減小執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程所需 的時(shí)間。此外，可通過(guò)重復(fù)多次執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程來(lái)增加自動(dòng)聚焦精確性，仍然 可比傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦過(guò)程更快，且更精確。是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和 權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。ii
權(quán)利要求
1、一種自動(dòng)聚焦方法，包括改變透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)和圖像傳感器的光接收面之間的距離；在改變焦點(diǎn)和光接收面之間的距離的時(shí)段期間，通過(guò)順序曝光光接收面上的像素，來(lái)形成圖像幀；在形成的圖像幀上設(shè)置多個(gè)子塊，并且獲得各個(gè)子塊的邊緣值；確定獲得的邊緣值中的最大邊緣值；基于最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，所述多個(gè)子塊的每一個(gè)包 括作為光接收面的一部分的多個(gè)像素行。
3、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，形成圖像幀的步驟包括 在自動(dòng)聚焦窗口上形成圖像幀，并且在光接收面的中心放置圖像幀。
4、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，包括在光接收面上以多行和多 列的矩陣格式排列多個(gè)像素，并且在形成圖像幀的步驟中，順序曝光每一行 列方向上的像素，并且順序曝光每一列行方向上的像素。
5、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，改變距離的步驟包括沿 著位于固定位置的圖像傳感器的光軸移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)。
6、 如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)聚焦方法，還包括將鏡頭系統(tǒng)移動(dòng)到在基 于最大邊緣值識(shí)別聚焦位置的步驟中識(shí)別的聚焦位置。
7、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，通過(guò)重復(fù)執(zhí)行多次確定最 大邊緣值來(lái)改變距離的步驟，并且在識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置的步驟中，基 于獲得的邊緣值中的最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置。
8、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，通過(guò)一次幀曝光完成自動(dòng) 聚焦過(guò)程。
9、 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，通過(guò)確定最大邊緣值改變 距離的步驟包括子步驟將鏡頭系統(tǒng)從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置，同時(shí)曝光 第一幀，并將鏡頭系統(tǒng)從終點(diǎn)位置移動(dòng)到起點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第二幀。
10、 如權(quán)利要求9所述的自動(dòng)聚焦方法，其中，所述子步驟還包括將 鏡頭系統(tǒng)從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置，將鏡頭系統(tǒng)從終點(diǎn)位置移動(dòng)到起點(diǎn)位 置，同時(shí)曝光第三幀，并將鏡頭系統(tǒng)從起點(diǎn)位置移動(dòng)到終點(diǎn)位置，同時(shí)曝光第四幀。
11、 一種相機(jī)的自動(dòng)聚焦裝置，包括用于改變透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)和圖像傳感器的光接收面之間的距離的裝置； 用于在改變焦點(diǎn)和光接收面之間的距離的時(shí)段期間，通過(guò)順序曝光光接收面上的像素，來(lái)形成圖像幀的裝置；用于在形成的圖像幀上設(shè)置多個(gè)子塊，并且獲得各個(gè)子塊的邊緣值的裝置；用于確定獲得的邊緣值中的最大邊緣值的裝置；用于基于最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置的裝置。
12、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)子塊的每一個(gè)包括作為 光接收面的一部分的多個(gè)像素行。
13、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，用于形成圖像幀的裝置包括用 于在自動(dòng)聚焦窗口上形成圖像幀的裝置，和用于在光接收面的中心放置圖像 幀的裝置。
14、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括用于在光接收面上以多行和多 列的矩陣格式排列多個(gè)像素的裝置，并且在形成圖像幀中，用于順序曝光每 一行列方向上的像素，和順序曝光每一列行方向上的像素的裝置。
15、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，用于改變距離的裝置包括用于 沿著位于固定位置的圖像傳感器的光軸移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)的裝置。
16、 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，用于移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)的裝置包括 用于將鏡頭系統(tǒng)移動(dòng)到在基于最大邊緣值識(shí)別聚焦位置的步驟中識(shí)別的聚焦 位置的裝置。
17、 一種自動(dòng)聚焦設(shè)備，包括 鏡頭系統(tǒng)；圖像傳感器，排列在鏡頭系統(tǒng)的光軸；驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)鏡頭；編碼器，用于檢測(cè)鏡頭系統(tǒng)的位置；圖像信號(hào)處理器，用于處理從圖像傳感器輸出的圖像信號(hào)；控制器，用于接收編碼器的輸出并用于控制驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)鏡頭系統(tǒng)。
18、 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，驅(qū)動(dòng)單元包括沿著光軸移動(dòng)鏡 頭系統(tǒng)的引導(dǎo)裝置。
19、如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，編碼器包括排列在導(dǎo)引裝置上 的霍爾傳感器和相對(duì)于引導(dǎo)裝置排列在固定位置的磁鐵。
全文摘要
提供了一種相機(jī)的自動(dòng)聚焦方法和設(shè)備。自動(dòng)聚焦方法和設(shè)備提供執(zhí)行自動(dòng)聚焦過(guò)程所需的時(shí)間減少，優(yōu)選的是在一次幀曝光期間發(fā)生的時(shí)間減少。改變透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)和圖像傳感器的光接收面之間的距離；在改變焦點(diǎn)和光接收面之間的距離的時(shí)段期間，通過(guò)順序曝光光接收面上的像素，來(lái)形成圖像幀；在圖像幀上設(shè)置多個(gè)子塊，并且獲得各個(gè)子塊的邊緣值。確定獲得的邊緣值中的最大邊緣值；并且基于最大邊緣值識(shí)別鏡頭系統(tǒng)的聚焦位置。鏡頭系統(tǒng)被移動(dòng)到聚焦位置。
文檔編號(hào)G02B7/28GK101261353SQ20081008205
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者尹泳權(quán), 李庸求, 金明源 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社