專利名稱：自動(dòng)對焦成像模組及成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像模塊，尤其涉及一種自動(dòng)對焦成像模組以及一種成像方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，多數(shù)電子設(shè)備的鏡頭模塊具備自動(dòng)對焦功能。鏡頭模塊的自動(dòng)對焦技術(shù)分為機(jī)械式自動(dòng)對焦技術(shù)以及數(shù)字式自動(dòng)對焦技術(shù)。機(jī)械式自動(dòng)對焦技術(shù)采用機(jī)械結(jié)構(gòu)移動(dòng)鏡頭內(nèi)鏡片進(jìn)行對焦。由于機(jī)械式對焦技術(shù)要采用復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致自動(dòng)對焦鏡頭成本上升且體積較大。數(shù)字式自動(dòng)對焦技術(shù)藉由軟件仿真、計(jì)算將影像傳感器所感應(yīng)到的圖像進(jìn)行處理，使得因影像傳感器像素點(diǎn)上因失焦而模糊的圖像變的清晰。例如，擴(kuò)展景深(ExtendDepth of Field:EDoF)技術(shù)，其利用光的三原色(紅色、綠色、藍(lán)色)在不同距離時(shí)各自有最佳的MTF曲線，物體在不同距離時(shí)，可以當(dāng)下距離的最佳原色利用算法數(shù)字仿真出其它兩原色，以達(dá)到全幅的清晰影像數(shù)。然，數(shù)字式對焦對焦的缺陷在于對于近距成像能力不足，一般來說，如果物距在40cm以內(nèi)，則數(shù)字自動(dòng)對焦技術(shù)的對焦效果往往不能令人滿意。另外，如果拍攝過程中存在抖動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致所述EDoF技術(shù)無法完全發(fā)揮作用，造成該成像模塊的成像效果下降。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種避免上述問題的自動(dòng)對焦成像模組，還有必要提供一種自動(dòng)對焦方法。一種自動(dòng)對焦成像模組，其包括一個(gè)取像鏡頭、一個(gè)與所述取像鏡頭光軸對正的影像傳感器、一個(gè)與所述影像傳感器相連接的色彩分離單元、一個(gè)與所述色彩分離單元相連接的處理器、分別與所述處理器相連接的一個(gè)圖像處理單元、一個(gè)對焦驅(qū)動(dòng)器以及一個(gè)光學(xué)圖像穩(wěn)定單元。所述取像鏡頭用于捕捉物體的圖像，并將所捕捉到的圖像聚焦于所述影像傳感器表面。所述影像傳感器用于感測所述取像鏡頭所捕捉的圖像。所述色彩分離單元用于將所述影像傳感器所感測到的圖像分別用紅、綠、藍(lán)三原色表示。所述處理器用于對所述影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行MTF運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果確定當(dāng)前拍攝模式，并根據(jù)所確定的當(dāng)前拍攝模式選擇控制所述圖像處理單元或者所述對焦驅(qū)動(dòng)器。所述圖像處理單元用于通過圖像處理方式對所述影像傳感器感測到的圖像進(jìn)行失焦模糊修正。所述對焦驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述取像鏡頭進(jìn)行對焦。所述光學(xué)圖像穩(wěn)定單元用于檢測拍攝前所述取像鏡頭的抖動(dòng)，并依據(jù)所檢測到的抖動(dòng)，對所述取像鏡頭進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。一種成像方法，其包括如下步驟:進(jìn)行拍攝前的抖動(dòng)偵測，確定是否存在抖動(dòng)；如果存在抖動(dòng),則確定抖動(dòng)量,依據(jù)所述抖動(dòng)量進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償；將影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行色彩分離，該圖像分別表示為紅、綠、藍(lán)三原色圖像；
對所述影像傳感器每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域進(jìn)行MTF運(yùn)算，得到每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值；依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的MTF值確定所述每一像素單元所感測到的圖像的物距；依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定當(dāng)前拍攝模式；如果當(dāng)前拍攝模式為近焦模式，則進(jìn)行下列步驟:依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定最佳對焦位置；依據(jù)所述最佳對焦位置確定取像鏡頭的對焦驅(qū)動(dòng)量；依據(jù)所述對焦驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)取像鏡頭至最佳對焦位置；如果當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式，則進(jìn)行下列步驟:依據(jù)每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊量；依據(jù)所述每一影像感測單元所感測到的圖像的模糊量，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊修正量；依據(jù)所述模糊修正量，對每一影像感測單元所感測到的圖像進(jìn)行模糊修正。相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述自動(dòng)對焦成像模組以及成像方法利用軟件計(jì)算仿真的方式確定被攝物體的物距，并根據(jù)物距的情形確定當(dāng)前拍攝模式，依據(jù)拍攝模式選擇軟件計(jì)算方式或者驅(qū)動(dòng)取像鏡頭的方式進(jìn)行對焦，可以達(dá)成無論近焦還是遠(yuǎn)焦拍攝模式下，都能夠得到對焦清晰的圖像，另外，藉由OIS單元在拍攝前進(jìn)行抖動(dòng)檢測以及抖動(dòng)補(bǔ)償，可以防止在對焦過程中因抖動(dòng)造成的圖像模糊影響模糊修正量的計(jì)算精度，因此可以改善成像的效果O


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)對焦成像模組的示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)對焦成像模組的第一成像模塊的結(jié)構(gòu)分解圖。圖3是圖2的第一成像模塊的OIS單元的結(jié)構(gòu)分解圖。圖4是圖3的OIS單元的另一角度視圖。圖5A及圖5B是本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)對焦方法的流程圖。主要元件符號說明自動(dòng)對焦成像模組100取像鏡頭10鏡片101底座11通光孔111容置空間112突起113固定孔114
固定架12第一收容空間120
第一收容孔121第二收容孔122凸緣123卡合孔124可動(dòng)架13第二收容空間131通孔132缺口133內(nèi)螺紋134從動(dòng)桿1 4第一導(dǎo)桿15第二導(dǎo)桿16影像傳感器20色彩分離單元30處理器40MTF運(yùn)算模塊41物距運(yùn)算模塊42物距判斷模塊43模糊量運(yùn)算模塊44
模糊修正量運(yùn)算模塊45對焦位置運(yùn)算模塊46驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47圖像處理單元50對焦驅(qū)動(dòng)器60電路板61壓電馬達(dá)62驅(qū)動(dòng)芯片63OIS 單元70可動(dòng)支撐部71第一方向支撐件711第一方向?qū)U7111第一半長導(dǎo)桿7112第一方向滑塊7113第一軸套部7113a第一半長軸套部7113b第一安裝槽7113c第二方向支撐件712第二方向?qū)U7121第二方向滑塊7123
第二軸套部7123a第二安裝槽7123b鏡片固定孔H抖動(dòng)檢測部72第一霍爾元件721第二霍爾元件722抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部73抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部74第一方向驅(qū)動(dòng)單元 741第一磁鐵7411第一線圈7412第二方向驅(qū)動(dòng)單元 742第二磁鐵7421第二線圈7422固定筒75外螺紋751如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作一具體介紹。請參閱圖1,所示為本發(fā)明實(shí)施方式的自動(dòng)對焦成像模組100的示意圖,所述自動(dòng)對焦成像模組100包括一個(gè)取像鏡頭10、一個(gè)影像傳感器20、一個(gè)色彩分離單元30、一個(gè)處理器40、一個(gè)圖像處理單元50、一個(gè)對焦驅(qū)動(dòng)器60以及一個(gè)光學(xué)圖像穩(wěn)定(OPTICAL IMAGESTABILIZING:0IS)單元70。所述影像傳感器20的中心對準(zhǔn)所述取像鏡頭10的光軸，所述色彩分離單元30與所述影像傳感器20相連，所述處理器40與所述色彩分離單元30相連，所述圖像處理單元50以及所述對焦驅(qū)動(dòng)器60均與所述處理器40相連，所述對焦驅(qū)動(dòng)器60還與所述取像鏡頭10相連。所述OIS單元70與所述取像鏡頭相連。所述取像鏡頭10用于捕捉物體的影像，并將捕捉的影像聚焦投射至所述影像傳感器20的感測區(qū)域。所述取像鏡頭10內(nèi)包括至少一個(gè)的鏡片101，所述鏡片101為非球面鏡片。 所述影像傳感器20用于感測所述取像鏡頭10所捕捉到的影像。所述影像傳感器20包括多個(gè)像素單元(圖未示)，所述多個(gè)像素單元呈數(shù)組狀分布于所述影像傳感器20的有效感測區(qū)域。其中，每一個(gè)像素單元均包括三原色(紅、綠、藍(lán))像素。較佳地，所述影像傳感器20至少包括2048X1536個(gè)像素單元。本實(shí)施方式中，所述影像傳感器 20 可以為 Charged-coupled Device (CCD)傳感器或者 Complementary Metal OxideSemiconductor (CMOS)傳感器。所述色彩分離單元30用于將所述影像傳感器20所感測到的影像分離為用三原色表示的圖像。所述處理器40包括一個(gè)調(diào)變傳遞函數(shù)(Modulation Transfer Function:MTF)運(yùn)算模塊41、一個(gè)物距運(yùn)算模塊42、一個(gè)物距判斷模塊43、一個(gè)模糊量運(yùn)算模塊44、一個(gè)模糊修正量運(yùn)算模塊45、一個(gè)對焦位置運(yùn)算模塊46及一個(gè)驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47。所述MTF運(yùn)算模塊41與所述色彩分離單元30相連，所述物距運(yùn)算模塊42與所述MTF運(yùn)算模塊41相連，所述物距判斷模塊43與所述物距運(yùn)算模塊42相連，所述對焦位置運(yùn)算模塊46以及所述模糊量運(yùn)算模塊44均與所述物距判斷模塊43相連，所述驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47與所述對焦位置運(yùn)算模塊46以及所述對焦驅(qū)動(dòng)器60相連；所述模糊修正量運(yùn)算模塊45與所述模糊修正量運(yùn)算模塊45以及所述圖像處理單元50相連。所述MTF運(yùn)算模塊41用于對所述影像傳感器20上每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域進(jìn)行MTF運(yùn)算，得到對應(yīng)區(qū)域的MTF值。本實(shí)施方式中，所述MTF運(yùn)算模塊41對每一像素單元對應(yīng)的三原色圖像分別進(jìn)行MTF值運(yùn)算。所述物距運(yùn)算模塊42用于依據(jù)所述MTF運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果，確定每一像素單元所感測到的圖像的物距。所述物距判斷模塊43用于依據(jù)所述物距運(yùn)算模塊42的運(yùn)算結(jié)果，確定當(dāng)前的拍攝模式。具體地，所述物距判斷模塊43將所述物距運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果作綜合運(yùn)算，并將該綜合運(yùn)算的結(jié)果與一預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)前拍攝模式。本實(shí)施方式中，所述綜合運(yùn)算為對所述物距運(yùn)算模塊42所得到的每一像素單元所感測到圖像的物距進(jìn)行采樣，并根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)運(yùn)算得到用于表征當(dāng)前拍攝主要目標(biāo)物的距離的物距表征量。所述預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值用于區(qū)分當(dāng)前拍攝模式為近焦模式或者遠(yuǎn)焦模式，本實(shí)施方式中，所述標(biāo)準(zhǔn)值為40cm，如果所述物距表征量大于40cm，則當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式，如果所述物距表征量小于(等于)40cm，則當(dāng)前拍攝模式近焦模式。所述模糊量運(yùn)算模塊44用于依據(jù)所述MTF運(yùn)算模塊41的運(yùn)算結(jié)果，確定該每一像素單元運(yùn)算所得到的MTF值與對應(yīng)物距內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)MTF值的差異，并根據(jù)該差異確定每一像素單元所感測到的圖像的模糊量。所述標(biāo)準(zhǔn)MTF值為每一像素單元在對應(yīng)物距內(nèi)所感測到的最清晰圖像區(qū)域的MTF值，因此，所述MTF運(yùn)算模塊41運(yùn)算得到的每一個(gè)像素單元的MTF值與對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)MTF值之間的差異可以表征每一像素單元所感測到的圖像的模糊量。本實(shí)施方式中，所述模糊量運(yùn)算模塊44對每一像素單元的三原色圖像分別進(jìn)行模糊量運(yùn)算。所述模糊量運(yùn)算模塊44依據(jù)所述物距判斷模塊43所確定的拍攝模式而確定是否其功能是否開啟。本實(shí)施方式中，當(dāng)所述物距判斷模塊43判斷當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式時(shí)，所述模糊量運(yùn)算模塊44功能開啟，當(dāng)所述物距判斷模塊43判斷當(dāng)前拍攝模式為近焦模式時(shí)，所述模糊量運(yùn)算模塊44功能關(guān)閉。所述模糊修正量運(yùn)算模塊45用于根據(jù)所述模糊量運(yùn)算模塊44所得到的模糊量，確定對每一像素單元所感應(yīng)到的圖像進(jìn)行模糊修正的修正量。本實(shí)施方式中，所述模糊修正量運(yùn)算模塊45對每一像素單元的圖像分別進(jìn)行三原色的模糊修正量運(yùn)算。所述對焦位置運(yùn)算模塊46用于根據(jù)所述物距運(yùn)算模塊42的運(yùn)算結(jié)果，確定所述取像鏡頭10的最佳對焦位置。所述對焦位置運(yùn)算模塊46依據(jù)所述物距判斷模塊43所確定的拍攝模式而確定是否其功能是否開啟。本實(shí)施方式中，當(dāng)所述物距判斷模塊43判斷當(dāng)前拍攝模式為近焦模式時(shí)，所述對焦位置運(yùn)算模塊46功能開啟，當(dāng)所述物距判斷模塊43判斷當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式時(shí)，所述對焦位置運(yùn)算模塊46功能關(guān)閉。所述驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47用于根據(jù)所述物距運(yùn)算模塊42所得到的取像鏡頭10的最佳對焦位置，確定所述取像鏡頭10的對焦驅(qū)動(dòng)量。所述圖像處理單元50用于根據(jù)所述模糊修正量運(yùn)算模塊45所得到的修正量，對每一像素單元所感應(yīng)到的圖像進(jìn)行模糊修正，以得到清晰圖像。本實(shí)施方式中，所述圖像處理單元50對每一像素單元的圖像進(jìn)行三原色的修正。所述對焦驅(qū)動(dòng)器60用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47所得到的對焦驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)所述取像鏡頭10至最佳對焦位置。本實(shí)施方式中，所述對焦驅(qū)動(dòng)器60為壓電式馬達(dá)，當(dāng)然，所述對焦驅(qū)動(dòng)器60也可以為音圈馬達(dá)等其它類型的驅(qū)動(dòng)組件。所述OIS單元70包括一個(gè)可動(dòng)支撐部71，一個(gè)抖動(dòng)檢測部72，一個(gè)抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部73以及一個(gè)抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部74。所述可動(dòng)支撐部71用于支撐所述鏡片101，且相對于所述取像鏡頭10光軸可動(dòng)，使得所述鏡片101可隨所述可動(dòng)支撐部71運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。所述抖動(dòng)檢測部72用于檢測所述鏡片101因抖動(dòng)而產(chǎn)生的偏移，并將檢測結(jié)果傳送至所述抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部73。所述抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部73用于依據(jù)所述抖動(dòng)檢測部72的檢測結(jié)果計(jì)算所述鏡片101的抖動(dòng)量以及所述抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部74的抖動(dòng)補(bǔ)償量。所述抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部74用于根據(jù)所述抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部73所計(jì)算出的抖動(dòng)補(bǔ)償量驅(qū)動(dòng)所述鏡片101進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。在拍攝過程中，所述OIS單元70以及所述對焦驅(qū)動(dòng)器60共同作用于所述鏡片101，因此可以防止拍攝過程中抖動(dòng)對對焦產(chǎn)生影響。請參閱圖2，所述對焦驅(qū)動(dòng)器60以及所述OIS單元70共同整合于所述取像鏡頭10內(nèi)，所述取像鏡頭10包括一個(gè)底座11、一個(gè)固定架12、一個(gè)可動(dòng)架13、一個(gè)從動(dòng)桿14、一個(gè)第一導(dǎo)桿15以及一個(gè)第二導(dǎo)桿16。所述底座11大致呈矩形且開設(shè)有圓形通光孔111及弧形容置空間112。所述容置空間112與所述通光孔111連通。所述底座11表面的四個(gè)角落處分別形成一個(gè)向所述固定架12延伸的突起113。所述底座11表面相鄰的兩個(gè)角落處分別開設(shè)有一個(gè)固定孔114。所述兩個(gè)固定孔114分別位于所述通光孔111以及所述底座11對應(yīng)角落處的突起113之間。所述固定架12大致呈矩形框結(jié)構(gòu)且內(nèi)部形成有方形的第一收容空間120以收容所述可動(dòng)架13。所述固定架12的一側(cè)側(cè)壁上開設(shè)有一個(gè)第一收容孔121以及一個(gè)第二收容孔122，所述第一收容孔121與所述第二收容孔122間隔設(shè)置。所述固定架12上表面的兩個(gè)角落處向所述第一收容空間120內(nèi)部分別延伸有一凸緣123，各凸緣123上均開設(shè)有一個(gè)卡合孔124，所述兩個(gè)卡合孔124分別與所述底座11的兩個(gè)固定孔114對應(yīng)。所述可動(dòng)架13大致呈矩形框且開設(shè)有圓形的第二收容空間131。所述可動(dòng)架13內(nèi)側(cè)壁上形成內(nèi)螺紋134。所述可動(dòng)架13的一個(gè)角落處開設(shè)有一個(gè)貫穿的通孔132，另一個(gè)相鄰的角落處開設(shè)有一個(gè)貫穿的缺口 133。所述通孔132與其中一個(gè)卡合孔124及其中一個(gè)固定孔114對應(yīng)，所述缺口 133與另一個(gè)卡合孔124及另一個(gè)固定孔114對應(yīng)。組裝時(shí)，所述可動(dòng)架13收容于所述固定架12的第一收容空間120內(nèi)。所述第一導(dǎo)桿15穿設(shè)于所述通孔132內(nèi)且所述第一導(dǎo)桿15的一端固設(shè)于所述固定架12的一個(gè)卡合孔124內(nèi)，所述第二導(dǎo)桿16穿設(shè)于所述缺口 133內(nèi)且所述第二導(dǎo)桿16的一端固設(shè)于另一個(gè)卡合孔124內(nèi)。所述從動(dòng)桿14靠近所述第二導(dǎo)桿16固設(shè)于所述可動(dòng)架13的角落處。所述底座11與所述固定架12下表面相連接，所述四個(gè)突起113分別嵌入所述固定架12的下表面。所述第一導(dǎo)桿15的另一端固定于所述底座11的一個(gè)固定孔114內(nèi)。所述第二導(dǎo)桿16的一端固定于所述底座11的另一個(gè)固定孔114內(nèi)。所述從動(dòng)桿14朝向所述底座11的一端收容于所述容置空間112內(nèi)。所述對焦驅(qū)動(dòng)器60固定設(shè)置在所述固定架12的一側(cè)側(cè)壁上，本實(shí)施方式中，所述對焦驅(qū)動(dòng)器60包括一個(gè)電路板61，一個(gè)壓電馬達(dá)62，以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片63。所述壓電馬達(dá)62以及所述驅(qū)動(dòng)芯片63分別與所述電路板61電性連接地固定在所述電路板61表面，且所述驅(qū)動(dòng)芯片63與所述壓電馬達(dá)62藉由所述電路板61相互電性連接。所述電路板61固定貼設(shè)于所述固定架12的側(cè)壁上，所述壓電馬達(dá)62穿過所述第一收容孔121且與所述從動(dòng)桿14相接觸，所述驅(qū)動(dòng)芯片63收容于所述第二收容孔122內(nèi)。所述OIS單元70設(shè)置于所述可動(dòng)架13的第二收容空間131內(nèi)。請參閱圖3及圖4，本實(shí)施方式中，所述OIS單元70包括一個(gè)具有中心開口的圓形固定筒75。所述固定筒75外側(cè)壁上形成有與所述可動(dòng)架13內(nèi)螺紋134相適配的外螺紋751。所述可動(dòng)支撐部71包括一個(gè)第一方向支撐件711以及一個(gè)第二方向支撐件712。所述第一方向支撐件711包括一個(gè)第一方向?qū)U7111、一個(gè)第一半長導(dǎo)桿7112以及一個(gè)第一方向滑塊7113。所述第一半長導(dǎo)桿7112與所述第一方向?qū)U7111相互平行。所述第一方向滑塊7113大致呈方框形，所述第一方向滑塊7113 —側(cè)側(cè)壁外表面形成有一個(gè)第一軸套部7113a，相對的另一側(cè)側(cè)壁外表面形成有一個(gè)第一半長軸套部7113b。所述第一方向滑塊7113的一側(cè)側(cè)壁還形成有一個(gè)第一安裝槽7113c。所述第二方向支撐件712包括一個(gè)第二方向?qū)U7121以及一個(gè)第二方向滑塊7123。所述第二方向滑塊7123大致呈方框形，所述第二方向滑塊7123 —側(cè)側(cè)壁外表面形成有一個(gè)第二軸套部7123a。所述第二方向滑塊7123的一側(cè)側(cè)壁還形成有一個(gè)第二安裝槽7123b。所述第二方向滑塊7123內(nèi)部形成有一個(gè)鏡片固定孔H，所述鏡片101固定于所述鏡片固定孔H內(nèi)。所述抖動(dòng)檢測部72包括一個(gè)第一霍爾元件721以及一個(gè)第二霍爾元件722。所述第一霍爾元件721固定設(shè)置于所述固定筒75上，用于檢測所述第一方向滑塊7113因抖動(dòng)而產(chǎn)生的偏移。所述第二霍爾元件722固定設(shè)置于所述第一方向滑塊7113上，用于檢測所述第二方向滑塊7123引抖動(dòng)而產(chǎn)生的偏移。所述抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部74包括一個(gè)第一方向驅(qū)動(dòng)單元741以及一個(gè)第二方向驅(qū)動(dòng)單元742。所述第一方向驅(qū)動(dòng)單元741包括一個(gè)第一磁鐵7411以及一個(gè)第一線圈7412，所述第一線圈7412靠近所述第一霍爾元件721固定設(shè)置于所述固定筒75上。所述第二方向驅(qū)動(dòng)單元742包括一個(gè)第二磁鐵7421以及一個(gè)第二線圈7422，所述第二線圈7422靠近所述第二霍爾元件722固定設(shè)置于所述第一方向滑塊7113上。組裝時(shí)，所述第一磁鐵7411固定設(shè)置在所述第一安裝槽7113c內(nèi)，所述第一方向滑塊7113的第一軸套部7113a可滑動(dòng)地套設(shè)于所述第一方向?qū)U7111上，所述第一半長軸套部7113b可滑動(dòng)地套設(shè)于所述第一半長導(dǎo)桿7112上，所述第一方向?qū)U7111以及所述第一半長導(dǎo)桿7112分別固定在所述固定筒75上，所述第一磁鐵7411的位置對應(yīng)所述第一霍爾元件721以及所述第一線圈7412 ;所述第二磁鐵7421固定設(shè)置在所述第二安裝槽7123b內(nèi)，所述第二方向滑塊7123的第二軸套部7123a可滑動(dòng)地套設(shè)于所述第二方向?qū)U7121上。所述第二方向?qū)U7121固定設(shè)置于所述第一方向滑塊7113上。所述第二磁鐵7421的位置對應(yīng)所述第二霍爾元件722以及所述第二線圈7422，所述鏡片101組的光軸與所述固定筒75的中心開口的中心對齊。組裝完成后的OIS單元70收容于所述可動(dòng)架13的第一收容空間120內(nèi)，所述固定筒75與所述可動(dòng)架13藉由的所述外螺紋751及內(nèi)螺紋134相互螺紋連接。拍攝過程中，如果所述鏡片101因抖動(dòng)而產(chǎn)生偏移，所述第一霍爾元件721能夠感測到所述鏡片101在第一方向上的偏移，所述第二霍爾元件722能夠感測到所述鏡片101在第二方向上的偏移。根據(jù)霍爾效應(yīng)，當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢差。本實(shí)施方式中，所述第一磁鐵7411在所述第一霍爾元件721周圍形成一個(gè)磁場，所述第二磁鐵7421在所述第二霍爾722組件周圍形成一個(gè)磁場，當(dāng)所述第一方向滑塊7113因抖動(dòng)而產(chǎn)生偏移時(shí)，所述第一霍爾721組件位置處的磁場強(qiáng)度會(huì)因此而變化，因此所述第一霍爾元件721感應(yīng)到的電勢差因此變化。根據(jù)所述電勢差的變化，可以計(jì)算出所述第一方向滑塊7113的偏移量。同樣道理，可以依據(jù)所述第二霍爾元件722所感應(yīng)到的電勢差的變化，可以計(jì)算出所述第二方向滑塊7123的偏移量。根據(jù)所述第一方向滑塊7113以及所述第二方向滑塊7123的偏移量，能夠得到所需要的抖動(dòng)補(bǔ)償量。根據(jù)所需的抖動(dòng)補(bǔ)償量，可以在所述第一線圈7412及/或所述第二線圈7422通入相應(yīng)的電流，以驅(qū)動(dòng)所述第一方向滑塊721及/或所述第二方向滑塊722移動(dòng)，達(dá)到光學(xué)圖像穩(wěn)定的目的。另外，依據(jù)所述驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊47所得到的對焦驅(qū)動(dòng)量，所述驅(qū)動(dòng)芯片63可以控制所述壓電馬達(dá)62移動(dòng)所述可動(dòng)架13，以將所述鏡片101驅(qū)動(dòng)至最佳對焦位置，達(dá)到準(zhǔn)確對焦的目的。請參閱圖5A及圖5B，本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法方法包括如下步驟:進(jìn)行拍攝前的抖動(dòng)偵測，確定是否存在抖動(dòng)；如果存在抖動(dòng)，則確定抖動(dòng)量，依據(jù)所述抖動(dòng)量進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償；將影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行色彩分離，所述圖像分別表示為紅、綠、藍(lán)三原色圖像；對所述影像傳感器每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域進(jìn)行MTF運(yùn)算，得到每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值；依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的MTF值確定所述每一像素單元所感測到的圖像的物距；依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定當(dāng)前拍攝模式；如果當(dāng)前拍攝模式為近焦模式，則進(jìn)行下列步驟:依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定最佳對焦位置；依據(jù)所述最佳對焦位置確定取像鏡頭的對焦驅(qū)動(dòng)量；依據(jù)所述對焦驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)取像鏡頭至最佳對焦位置；如果當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式，則進(jìn)行下列步驟:依據(jù)每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊量；依據(jù)所述每一影像感測單元所感測到的圖像的模糊量，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊修正量；依據(jù)所述模糊修正量，對每一影像感測單元所感測到的圖像進(jìn)行模糊修正。
所述自動(dòng)對焦成像模組以及成像方法利用軟件計(jì)算仿真的方式確定被攝物體的物距，并根據(jù)物距的情形確定當(dāng)前拍攝模式，依據(jù)拍攝模式選擇軟件計(jì)算方式或者驅(qū)動(dòng)取像鏡頭的方式進(jìn)行對焦，可以達(dá)成無論近焦還是遠(yuǎn)焦拍攝模式下，都能夠得到對焦清晰的圖像，另外，藉由OIS單元在拍攝前進(jìn)行抖動(dòng)檢測以及抖動(dòng)補(bǔ)償，可以防止在對焦過程中因抖動(dòng)造成的圖像模糊影響模糊修正量的計(jì)算精度，因此可以改善成像的效果。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)對焦成像模組，其包括一個(gè)取像鏡頭、一個(gè)與所述取像鏡頭光軸對正的影像傳感器、一個(gè)與所述影像傳感器相連接的色彩分離單元、一個(gè)與所述色彩分離單元相連接的處理器、分別與所述處理器相連接的一個(gè)圖像處理單元、一個(gè)對焦驅(qū)動(dòng)器以及一個(gè)光學(xué)圖像穩(wěn)定單元；所述取像鏡頭用于捕捉物體的圖像，并將所捕捉到的圖像聚焦于所述影像傳感器表面；所述影像傳感器用于感測所述取像鏡頭所捕捉的圖像；所述色彩分離單元用于將所述影像傳感器所感測到的圖像分別用紅、綠、藍(lán)三原色表示；所述處理器用于對所述影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行MTF運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果確定當(dāng)前拍攝模式，并根據(jù)所確定的當(dāng)前拍攝模式選擇控制所述圖像處理單元或者所述對焦驅(qū)動(dòng)器；所述圖像處理單元用于通過圖像處理方式對所述影像傳感器感測到的圖像進(jìn)行失焦模糊修正；所述對焦驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述取像鏡頭進(jìn)行對焦；所述光學(xué)圖像穩(wěn)定單元用于檢測拍攝前所述取像鏡頭的抖動(dòng)，并依據(jù)所檢測到的抖動(dòng)，對所述取像鏡頭進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述取像鏡頭包括至少一個(gè)具有正光焦度的非球面鏡片。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述光學(xué)圖像穩(wěn)定單元包括一個(gè)可動(dòng)支撐部，一個(gè)抖動(dòng)檢測部，一個(gè)抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部以及一個(gè)抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部，所述可動(dòng)支撐部可移動(dòng)地支撐所述鏡片，所述抖動(dòng)檢測部用于檢測所述鏡片因抖動(dòng)而產(chǎn)生的偏移，所述抖動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算部用于依據(jù)所述抖動(dòng)檢測部的檢測結(jié)果計(jì)算所述鏡片的抖動(dòng)量以及抖動(dòng)補(bǔ)償量，所述抖動(dòng)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)部用于根據(jù)所述抖動(dòng)補(bǔ)償量驅(qū)動(dòng)所述鏡片進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述處理器包括一個(gè)MTF運(yùn)算模塊、一個(gè)物距運(yùn)算模塊、一個(gè)物距判斷模塊、一個(gè)模糊量運(yùn)算模塊、一個(gè)模糊修正量運(yùn)算模塊、一個(gè)對焦位置運(yùn)算模塊以及一個(gè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊；所述MTF運(yùn)算模塊用于對所述影像傳感器上每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域進(jìn)行MTF運(yùn)算，得到對應(yīng)區(qū)域的MTF值；所述物距運(yùn)算模塊用于依據(jù)所述MTF運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果，確定每一像素單元所感測到的圖像的物距；所述物距 判斷模塊用于依據(jù)所述物距運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果，確定當(dāng)前的拍攝模式；所述模糊量運(yùn)算模塊用于依據(jù)所述MTF運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果，確定所述每一像素單元運(yùn)算所得到的MTF值與對應(yīng)物距內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)MTF值的差異，并根據(jù)所述差異確定每一像素單元所感測到的圖像的模糊量；所述模糊修正量運(yùn)算模塊用于根據(jù)所述模糊量運(yùn)算模塊所得到的模糊量，確定對每一像素單元所感應(yīng)到的圖像進(jìn)行模糊修正的修正量；所述對焦位置運(yùn)算模塊用于根據(jù)所述物距運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果，確定所述取像鏡頭的最佳對焦位置；所述驅(qū)動(dòng)量運(yùn)算模塊用于根據(jù)所述物距運(yùn)算模塊所得到的取像鏡頭的最佳對焦位置，確定所述取像鏡頭的對焦驅(qū)動(dòng)量。
5.如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述MTF運(yùn)算模塊對每一像素單元對應(yīng)的三原色圖像分別進(jìn)行MTF值運(yùn)算。
6.如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述物距判斷模塊將所述物距運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果作綜合運(yùn)算，并將該綜合運(yùn)算的結(jié)果與一預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)前拍攝模式。
7.如權(quán)利要求6所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述綜合運(yùn)算為對所述物距運(yùn)算模塊所得到的每一像素單元所感測到圖像的物距進(jìn)行采樣，并根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)運(yùn)算得到用于表征當(dāng)前拍攝主要目標(biāo)物的距離的物距表征量。
8.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:所述預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值為40cm，如果所述物距表征量大于40cm，則所述物距判斷模塊判斷當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式，如果所述物距表征量小于或者等于40cm，則所述物距判斷模塊判斷當(dāng)前拍攝模式為近焦模式。
9.如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)對焦成像模組，其特征在于:當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式時(shí)，所述模糊量運(yùn)算模塊功能開啟，當(dāng)前拍攝模式為近焦模式時(shí)，所述對焦位置運(yùn)算模塊功能開啟。
10.一種成像方法，其包括如下步驟: 進(jìn)行拍攝前的抖動(dòng)偵測，確定是否存在抖動(dòng)； 如果存在抖動(dòng)，則確定抖動(dòng)量，依據(jù)所述抖動(dòng)量進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償； 將影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行色彩分離，該圖像分別表示為紅、綠、藍(lán)三原色圖像； 對所述影像傳感器每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域進(jìn)行MTF運(yùn)算，得到每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值； 依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的MTF值確定所述每一像素單元所感測到的圖像的物距； 依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定當(dāng)前拍攝模式； 如果當(dāng)前拍攝模式為近焦模式，則進(jìn)行下列步驟: 依據(jù)所述每一像素單元所感測到的圖像的物距，確定最佳對焦位置； 依據(jù)所述最佳對焦位置確定取像鏡頭的對焦驅(qū)動(dòng)量； 依據(jù)所述對焦驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)取像鏡頭至最佳對焦位置； 如果當(dāng)前拍攝模式為遠(yuǎn)焦模式，則進(jìn)行下列步驟: 依據(jù)每一像素單元所感測到的圖像區(qū)域?qū)?yīng)的MTF值，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊量； 依據(jù)所述每一影像感測單元所感測到的圖像的模糊量，確定對應(yīng)像素單元所感測到的圖像的模糊修正量； 依據(jù)所述模糊修正量，對每一影像感測單元所感測到的圖像進(jìn)行模糊修正。
全文摘要
一種自動(dòng)對焦成像模組，其包括取像鏡頭、影像傳感器、色彩分離單元、處理器、圖像處理單元、對焦驅(qū)動(dòng)器以及光學(xué)圖像穩(wěn)定單元。該取像鏡頭用于捕捉物體的圖像。該影像傳感器用于感測該取像鏡頭所捕捉的圖像。該色彩分離單元用于將該影像傳感器所感測到的圖像分別用紅、綠、藍(lán)三原色表示。該處理器用于對該影像傳感器所感測到的圖像進(jìn)行MTF運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果確定當(dāng)前拍攝模式，并根據(jù)所確定的當(dāng)前拍攝模式選擇控制該圖像處理單元或者該對焦驅(qū)動(dòng)器。該光學(xué)圖像穩(wěn)定單元用于檢測拍攝前該取像鏡頭的抖動(dòng)，并對該取像鏡頭進(jìn)行抖動(dòng)補(bǔ)償。本發(fā)明還涉及一種成像方法。
文檔編號G03B13/36GK103185945SQ20111044510
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者吳定遠(yuǎn), 吳松青 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司