專利名稱：自動對焦方法以及電子照相機(jī)的自動對焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照相機(jī)自動對焦方法，特別是涉及一種利用圖像評價值預(yù)測焦點位置以縮短對焦時間的方法。
背景技術(shù)：
為控制照相機(jī)變焦鏡頭自動對焦，現(xiàn)有的對焦方法是利用根據(jù)圖像信號所產(chǎn)生的評價值作為自動對焦的判斷依據(jù)，這需要多次往復(fù)移動鏡片組進(jìn)行全程粗掃瞄以及后續(xù)的細(xì)掃描等程序，以便取得各對焦位置的評價值。接著，再根據(jù)對焦模式進(jìn)行分析、對比，找出聚焦位置，然后移動鏡片組到聚焦位置。由于需要反復(fù)驅(qū)動馬達(dá)移動鏡片組，相當(dāng)耗費時間，且會增加馬達(dá)及傳動構(gòu)件的磨損率。如果該聚焦圖像不是欲拍攝的圖像，則需要重復(fù)執(zhí)行對焦動作，也會浪費對焦時間。
前述評價值是使圖像通過帶通濾波器或高通濾波器產(chǎn)生高頻分量(High Frequency Component，HFC)而得到的。當(dāng)對焦透鏡移動時，在評價值曲線上存在一個相對最大(或最小)評價值，則對應(yīng)該評價值的對焦位置即為對焦點?，F(xiàn)有技術(shù)在取得評價值和與之對應(yīng)的焦點時，由于評價曲線斜率不夠大，使得評價值容易受外在因素變化的影響，不易取得該相對最大評價值，因而無法取得最佳對焦位置。在實際的變焦鏡頭中，對于不同的變焦比率(zoom ratio)，其評價值分布差異很大。
當(dāng)變焦鏡頭的位置從標(biāo)準(zhǔn)位置變?yōu)橥h(yuǎn)或廣角時，如果對焦區(qū)域的窗口大小固定不變，則有下列問題產(chǎn)生。其一，當(dāng)變焦鏡頭的位置從標(biāo)準(zhǔn)推向望遠(yuǎn)時，其評價值將如圖1A和1B所示，形成一個很窄的峰值。其二，當(dāng)變焦鏡頭的位置從標(biāo)準(zhǔn)推向廣角時，其評價值將如圖1C和1D所示，形成一個很平坦而幾乎無峰值的曲線。
目前所采用的一種解決方法是設(shè)計特殊濾波器，以構(gòu)建出一個特殊的硬件結(jié)構(gòu)，例如中國臺灣第172155號專利。在該專利中，在窗口大小固定不變的情況下，以多組高頻濾波器求出圖像的高頻分量，利用不同的高頻濾波器，通過固定評價曲線的斜率來實現(xiàn)對焦目的。
此外，還可以利用兩組對焦控制回路，第一組控制回路先驅(qū)動至一個最大值位置(可能不是相對最大值)，接著由第二組控制回路配合變焦的位置，以較小的間距尋找相對最大值的位置，例如美國第4,903,134號專利所公開的技術(shù)?；蛘呤褂迷u價值曲線斜率，來回切換幾組不同的濾波器，配合亮度的判定，以切換兩組固定的窗口，例如美國第5,235,428號專利所公開的技術(shù)。在該專利中，預(yù)先設(shè)定兩個不同大小的窗口，其必須配置多個高頻濾波器來求出圖像的高頻分量，而在對焦方面，利用評價值增加率的降低來切換不同的高頻濾波器，從而實現(xiàn)對焦目的。
圖2是登山式對焦方法的曲線示意圖?！暗巧绞綄狗椒ā崩脻u進(jìn)逼進(jìn)法找到曲線的峰值，其利用不同焦距上同一張圖像上的高頻分量累加值(即評價值)，便能獲得如圖1所述的曲線，而曲線上評價值最大的峰值處，即為正確的聚焦點。對焦的清晰與否，取決于是否能找到曲線上的最高點。在尋找的過程中，如果發(fā)生前述極窄或極平坦峰值的情況，將使得尋找峰值的時間變長，甚至無法找到峰值。
以下簡述登山式對焦方法。如圖2所示，橫軸為對焦位置，縱軸為圖像的高頻分量。假設(shè)對焦起始位置為A點，驅(qū)動對焦馬達(dá)至B點(假設(shè)此時馬達(dá)移動方向為順向)。如果B點的高頻分量大于A點，則再順向推動馬達(dá)至C點。若C點的高頻分量大于B點，則再順向推動馬達(dá)至D點。根據(jù)圖2所示，此時D點的高頻分量小于C點，表示在D點對焦取得的圖像比C點模糊，因而需要逆向推動對焦馬達(dá)到E點。若E點的高頻分量大于C點，則再逆向驅(qū)動馬達(dá)至F點。若F點的高頻分量小于E點，則順向驅(qū)動馬達(dá)至G點。如此反復(fù)驅(qū)動馬達(dá)并慢慢逼近高頻分量以找到曲線上相對的最高點，即最大高頻分量。在逼近的過程中，如果圖2的曲線像圖1B或圖1D般陡峭或平坦，除非馬達(dá)移動的步數(shù)很小，否則很難找到其最高點。此外，若馬達(dá)移動的步數(shù)變小，則對焦時間會相對增加。
此外，另一種對焦方法稱為“大步搜尋法”，即驅(qū)動馬達(dá)以每7步為一個單位移動變焦鏡頭，并且在每個單位距離內(nèi)取得對應(yīng)的高頻分量。當(dāng)取得所有單位距離內(nèi)的高頻分量后，再針對其中包含最大高頻分量的單位距離進(jìn)行單步搜尋，以找出實際的最大高頻分量。這種方法的缺點是需要將整段距離走完后才能根據(jù)其中一段距離再進(jìn)行搜尋，因而相當(dāng)浪費時間。
與大步搜尋法及其它以硬件方式進(jìn)行對焦的方法相比，登山式對焦方法較為簡單，且能快速實現(xiàn)對焦目的。然而，現(xiàn)有的登山式對焦方法必須往返驅(qū)動馬達(dá)以取得焦點位置，在對焦時間上仍有改善的空間。因此，本發(fā)明提供一種自動對焦方法，以進(jìn)一步縮短對焦時間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種自動對焦方法，用以縮短對焦時間。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種自動對焦方法，適用于電子照相機(jī)的變焦鏡頭，其中，圖像信號通過所述變焦鏡頭獲取，并且所述變焦鏡頭由一個馬達(dá)驅(qū)動，其特征在于所述方法包括下列步驟a)確認(rèn)所述變焦鏡頭的起始位置；b)判斷所述變焦鏡頭與對焦軌道中心點的相對位置，以驅(qū)動所述馬達(dá)向第一或第二方向移動；c)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的評價值，并且令第一評價變量值等于所述評價值；d)驅(qū)動所述馬達(dá)向第一方向移動K個單位距離，其中K的值大于1；e)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的下一個評價值，并且令第二評價變量值等于所述評價值；f)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值；g)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，則令所述第一評價變量值等于所述第二評價變量值，然后執(zhí)行步驟d；h)如果所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，驅(qū)動所述馬達(dá)向第二方向移動一個單位距離；i)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的評價值，并且令所述第一評價變量值等于所述評價值；j)驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動一個單位距離；k)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的下一個評價值，并且令所述第二評價變量值等于所述評價值；l)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值；m)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，則令所述第一評價變量值等于所述第二評價變量值，然后執(zhí)行步驟j；n)如果所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第一方向移動一個單位距離，其中，在所述馬達(dá)當(dāng)前所在位置上所讀取到的評價值為最大評價值。
本發(fā)明所述的自動對焦方法，步驟f還包括下列步驟f1)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)是否到達(dá)所述對焦軌道的其中一個邊界；f2)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)未到達(dá)所述邊界，則執(zhí)行步驟e；f3)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)已到達(dá)所述邊界，則表示所述馬達(dá)當(dāng)前所在位置上所讀取到的評價值為最大評價值；f4)若所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，則執(zhí)行步驟h。
本發(fā)明所述的自動對焦方法，步驟c還包括通過數(shù)學(xué)公式?jīng)Q定所述K值，所述數(shù)學(xué)公式為K=Floor(1/FRSP)]]>其中，F(xiàn)R表示所述圖像信號的幀速率，SP表示所述馬達(dá)的行進(jìn)速度，F(xiàn)loor表示經(jīng)過除法運算后得到的商。
本發(fā)明所述的自動對焦方法，在讀取所述評價值之前，需要先等待兩個垂直同步信號時間。
本發(fā)明所述的自動對焦方法，在步驟h中，驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動之前，清除所述第一和第二評價變量值。
本發(fā)明所述的自動對焦方法，所述對焦過程不執(zhí)行確認(rèn)鏡頭位置的操作。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電子照相機(jī)的自動對焦裝置，包括一個變焦鏡頭，用來獲取圖像信號一個傳感器，通過所述變焦鏡頭感測到所述圖像信號，并且將所述圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)；一個信號處理單元，耦接于所述傳感器，接收所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過處理后產(chǎn)生一個亮度信號；一個數(shù)據(jù)處理單元，耦接于所述信號處理單元，根據(jù)所述亮度信號依次產(chǎn)生所述圖像信號的第一和第二評價值；一個馬達(dá)，用來帶動所述變焦鏡頭移動到一個聚焦位置；以及一個微控制器，耦接于所述數(shù)據(jù)處理單元和馬達(dá)，判斷所述變焦鏡頭與對焦軌道中心點的相對位置，驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)以K個單位距離向第一方向移動，并且依次取得所述第一和第二評價值，當(dāng)所述第二評價值小于所述第一評價值時，清除所述第一和第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)以一個單位距離向第二方向移動，并且依次取得所述第一與第二評價值，以及當(dāng)所述第二評價值小于所述第一評價值時，驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)向所述第一方向移動一個單位距離，使得所述變焦鏡頭移動至所述聚焦位置。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，當(dāng)所述馬達(dá)向所述第一方向移動且所述第二評價值大于或等于所述第一評價值時，所述微控制器令所述第一評價值等于所述第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)朝所述第一方向移動K個單位距離，以讀取下一個評價值。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，當(dāng)所述馬達(dá)向所述第二方向移動且所述第二評價值大于或等于所述第一評價值時，所述微控制器令所述第一評價值等于所述第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動一個單位距離，以讀取下一個評價值。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述微控制器還判斷所述第二評價值是否小于所述第一評價值且所述馬達(dá)是否到達(dá)所述對焦軌道的其中一個邊界，如果所述第二評價值大于或等于所述第一評價值，且所述馬達(dá)未到達(dá)所述邊界，則令所述第一評價值等于所述第二評價值，并且驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第一方向移動K個單位距離，以讀取下一個評價值。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，如果所述第二評價值大于或等于所述第一評價值，且所述馬達(dá)已到達(dá)所述邊界，則表示所述變焦鏡頭移動至所述聚焦位置。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，如果所述第二評價值小于所述第一評價值，則所述微控制器清除所述第一和第二評價值，并且驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述微控制器在執(zhí)行所述對焦過程中不執(zhí)行確認(rèn)鏡頭位置的操作。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述微控制器通過數(shù)學(xué)公式?jīng)Q定所述K值，所述數(shù)學(xué)公式為K=Floor(1/FRSP)]]>其中，F(xiàn)R表示所述圖像信號的幀速率，SP表示所述馬達(dá)的行進(jìn)速度，F(xiàn)loor表示經(jīng)過除法運算后得到的商。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，在讀取所述第一和第二評價值之前，需要先等待兩個垂直同步信號時間。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述自動對焦裝置還包括一個馬達(dá)驅(qū)動芯片，根據(jù)來自所述微控制器的控制信號驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭，使所述變焦鏡頭移動到所述聚焦位置。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述自動對焦裝置還包括一個變焦鏡頭傳感器，將所述變焦鏡頭的當(dāng)前位置信號回傳給所述微控制器。
本發(fā)明所述的自動對焦裝置，所述K的值大于1。
與現(xiàn)有對焦方法相比，本發(fā)明提供的自動對焦方法不是以固定步數(shù)驅(qū)動馬達(dá)移動，且無需多次往返移動馬達(dá)，在最佳狀況下只需往返二次即可找到最佳對焦位置。此外，本發(fā)明自動對焦裝置在對焦之前無需先執(zhí)行歸零動作，因而可以縮短對焦時間。


圖1A和圖1B是變焦鏡頭的位置從標(biāo)準(zhǔn)推向望遠(yuǎn)時的評價值曲線。
圖1C和圖1D是變焦鏡頭的位置從標(biāo)準(zhǔn)推向廣角時的評價值曲線。
圖2是登山式對焦方法的曲線示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例自動對焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例自動對焦裝置在對焦軌道上移動的示意圖。
圖5A和圖5B是本發(fā)明實施例自動對焦方法的詳細(xì)步驟流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點更明顯易懂，下文舉出較佳實施例，并結(jié)合附圖加以詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供一種自動對焦方法以及電子照相機(jī)的自動對焦裝置。
本發(fā)明的實施例通過相對變焦鏡頭中心點(Center)向左或向右逐步比對，找出欲拍攝圖像的最大評價值(即高頻分量)，該最大評價值即為最佳聚焦點的評價值。
在本發(fā)明的實施例中，馬達(dá)移動的步數(shù)由以下公式?jīng)Q定K=Floor(1/FRSP)]]>其中，K表示變焦鏡頭讀取一幀數(shù)字圖像信號時，馬達(dá)需要移動的最大步數(shù)，F(xiàn)loor表示經(jīng)過除法運算后的商，F(xiàn)R(framerate)表示幀速率，即每秒拍攝的幀的數(shù)量，SP(step period)表示馬達(dá)的行進(jìn)速度，即馬達(dá)每移動一步所需花費的時間。假設(shè)FR為33/ms(每毫秒拍攝33幀，即每幀間隔1/33毫秒)，S P為0.01ms/step(即馬達(dá)每移動一步需要0.01毫秒)，代入上述公式可得馬達(dá)所需移動的最大距離為Floor[(1/33)/0.01]，即K＝3，由此可知馬達(dá)欲讀取一幀需要移動三步。此外，馬達(dá)可移動的對焦軌道的中心點為(Rightboundary+Leftboundary)/2，其中，Rightboundary表示該對焦軌道的右邊界，Leftboundary表示對焦軌道的左邊界。
在本發(fā)明中，馬達(dá)移動步數(shù)不是固定值，其主要由幀速率(FR)與馬達(dá)的行進(jìn)速度(SP)所決定。
圖3是本發(fā)明實施例自動對焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。照相機(jī)300包括一個對焦模塊310、一個傳感器320、一個信號處理單元330、一個數(shù)據(jù)處理單元340、一個微控制器350，以及一個變焦鏡頭傳感器360。對焦模塊310包括一個變焦鏡頭311、一個馬達(dá)313，以及一個馬達(dá)驅(qū)動芯片315。
傳感器320通過變焦鏡頭311感測到圖像信號，并且轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。信號處理單元330接收該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后產(chǎn)生一個亮度信號。數(shù)據(jù)處理單元340根據(jù)信號處理單元330輸出的亮度信號計算該圖像信號的對焦評價值。微控制器350根據(jù)所取得的評價值判斷其大小，并且根據(jù)判斷結(jié)果輸出一個控制信號給馬達(dá)驅(qū)動芯片315。馬達(dá)驅(qū)動芯片315根據(jù)自微控制器350取得的控制信號驅(qū)動馬達(dá)313帶動變焦鏡頭311，使變焦鏡頭311移動到一個聚焦位置。變焦鏡頭傳感器360將變焦鏡頭311的當(dāng)前位置信號回傳給微控制器350。此外，本發(fā)明所使用的馬達(dá)為步進(jìn)馬達(dá)。以下進(jìn)一步描述各元件。
如圖3所示，傳感器320通過變焦鏡頭311感測到圖像信號，并且轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，然后經(jīng)信號處理單元330處理后產(chǎn)生一個亮度信號。數(shù)據(jù)處理單元340對該亮度信號計算處理后可得到與該圖像信號對應(yīng)的對焦評價值，即與該圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的高頻分量。該評價值的大小用來決定馬達(dá)313移動的方向，并且判斷變焦鏡頭311是否完成對焦。微控制器350是照相機(jī)300的控制中樞，它根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元340算得的評價值和變焦鏡頭傳感器360回傳的變焦鏡頭311的當(dāng)前位置信號，輸出一個控制信號至馬達(dá)驅(qū)動芯片315，從而控制馬達(dá)313的驅(qū)動方向和移動步數(shù)。上述馬達(dá)313的驅(qū)動方向和移動步數(shù)會影響對焦的速度和精確度。
在對焦程序開始后，微控制器350讀取數(shù)據(jù)處理單元340所產(chǎn)生的圖像評價值，并將其設(shè)為V1。接著根據(jù)前述公式與設(shè)定信息驅(qū)動馬達(dá)313向一個方向(相對于中心點的左方或右方)移動三步(此時K＝3)。然后，等待兩個垂直同步信號(VerticalSynchronization Signal)時間(每讀取一幀，其包含兩個垂直同步信號的曝光結(jié)果)后，讀取下一個評價值，并將其設(shè)為V2(等待兩個垂直同步信號時間是為了確保能夠穩(wěn)定讀取V1和V2的值)。接下來，微控制器350判斷V2是否大于V1(記為“條件A”)。若V2小于V1，在等待兩個垂直同步信號時間后，微控制器350驅(qū)動馬達(dá)313向反方向移動。在尚未移動以前，微控制器350先重置V1和V2的值，然后驅(qū)動馬達(dá)313移動一步，接著讀取評價值，并將其設(shè)為V1，然后驅(qū)動馬達(dá)313朝同方向再移動一步并讀取下一個評價值，將其設(shè)為V2。接下來，微控制器350判斷V2是否小于V1。若V2大于或等于V1，則令V1的值等于V2的值，然后等待兩個垂直同步信號時間后再讀取下一個評價值以繼續(xù)比較操作。若V2小于V1，則驅(qū)動馬達(dá)313再往反方向移動一步，則該位置即為最佳聚焦點的位置。
在條件A處，若V2大于V1，則令V1的值等于V2的值，然后驅(qū)動馬達(dá)313向同一方向(即獲取V1和V2時馬達(dá)移動的方向)移動三步，并且在等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值，并將其設(shè)為V2。然后，微控制器350判斷V2是否小于V1且馬達(dá)313是否已經(jīng)移動到對焦軌道370(如圖4所示)的邊界(記為“條件B”)。若V2大于或等于V1且馬達(dá)313未到達(dá)邊界，則驅(qū)動馬達(dá)313繼續(xù)朝同一方向移動三步，并且等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值。若V2大于或等于V1且馬達(dá)313已到達(dá)邊界，則表示找到最佳聚焦點，結(jié)束對焦程序。
在條件B處，若V2小于V1，則不論馬達(dá)313是否已到達(dá)邊界，微控制器350在等待兩個垂直同步信號時間后驅(qū)動馬達(dá)313向反方向移動。在尚未移動以前，微控制器350先重置V1和V2的值，然后驅(qū)動馬達(dá)313移動一步，并且在等待兩個垂直同步信號時間后讀取評價值，并將其設(shè)為V1，然后驅(qū)動馬達(dá)313朝同方向再移動一步，并且等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值，并將其設(shè)為V2。接下來，微控制器350判斷V2是否小于V1。若V2大于或等于V1，則令V1的值等于V2的值，然后在等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值以繼續(xù)比較。若V2小于V1，則微控制器350驅(qū)動馬達(dá)313再向反方向移動一步，該位置即為最佳聚焦點的位置。
圖5A和圖5B是本發(fā)明實施例自動對焦方法的詳細(xì)步驟流程圖。
在步驟S1中，確認(rèn)變焦鏡頭當(dāng)前位置。
在步驟S2中，取得對焦信息和第一評價值。根據(jù)前述公式、幀速率以及馬達(dá)每移動一步所需的時間計算出馬達(dá)所需移動的最大步數(shù)，取得馬達(dá)與對焦軌道(如圖4所示)的中心點位置，讀取當(dāng)前的評價值并將其設(shè)為V1。
在步驟S3中，判斷變焦鏡頭起始位置是否大于中心點位置(即是否在中心點位置的右方)。若是，則執(zhí)行步驟S4，否則執(zhí)行步驟S31。該判斷步驟是為了使馬達(dá)帶動鏡頭向中心點方向進(jìn)行對焦動作。
在步驟S31中，若變焦鏡頭起始位置在中心點位置的左方，則驅(qū)動馬達(dá)向右方移動。
在步驟S4中，若變焦鏡頭起始位置在中心點位置的右方，則驅(qū)動馬達(dá)向左方移動。
在步驟S5中，驅(qū)動馬達(dá)移動三步(假設(shè)K＝3，下同)并且等待兩個垂直同步信號時間后，讀取當(dāng)時的評價值，并且將其設(shè)為V2。
在步驟S6中，判斷V2是否大于或等于V1。若是，則執(zhí)行步驟S7，否則跳至步驟S9，驅(qū)動馬達(dá)向反方向移動。在尚未移動前，微控制器350先重置V1和V2的值，清除V1和V2的值。
在步驟S7中，若V2大于V1，則令V1的值等于V2的值，然后驅(qū)動馬達(dá)以同一方向移動三步，并且在等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值，并將其設(shè)為V2。
在步驟S8中，判斷V2是否小于V1且馬達(dá)是否已經(jīng)移動到對焦軌道(如圖4所示)的邊界。若V2大于或等于V1且馬達(dá)未移動到邊界(實線表示評價值判斷，虛線表示邊界判斷)，則跳至步驟S7，驅(qū)動馬達(dá)繼續(xù)朝同一方向移動三步，并且等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值。若V2大于或等于V1且馬達(dá)已到達(dá)邊界，則表示找到最佳聚焦點，故結(jié)束對焦程序。若V2小于V1，則執(zhí)行步驟S9。
在步驟S9中，若V2小于V1，則不管馬達(dá)是否已到達(dá)邊界，在等待兩個垂直同步信號時間后驅(qū)動馬達(dá)313向反方向移動一步。在尚未移動前，先重置V1和V2的值，即清除V1和V2的值。
在步驟S10中，在等待兩個垂直同步信號時間后，讀取當(dāng)時的評價值，并將其設(shè)為V1。
在步驟S11中，驅(qū)動馬達(dá)朝同方向再移動一步，并且等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值，并將其設(shè)為V2。
在步驟S12中，判斷V2是否小于V1。
在步驟S13中，若V2大于V1，則令V1的值等于V2的值，然后跳至步驟S11，等待兩個垂直同步信號時間后讀取下一個評價值以繼續(xù)比較。
在步驟S14中，若V2小于V1，則驅(qū)動馬達(dá)再往反方向移動一步，該位置即為最佳聚焦點的位置。
與現(xiàn)有對焦方法相比，本發(fā)明實施例自動對焦方法不是以固定步數(shù)驅(qū)動馬達(dá)移動，且無需多次往返移動馬達(dá)，在最佳狀況下只需往返二次即可找到最佳對焦位置。此外，本發(fā)明實施例自動對焦裝置在對焦之前無需先執(zhí)行歸零動作，因而可以縮短對焦時間。
雖然本發(fā)明已通過較佳實施例說明如上，但該較佳實施例并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)有能力對該較佳實施例做出各種更改和補(bǔ)充，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)。
附圖中符號的簡單說明如下300照相機(jī) 330信號處理單元310對焦模塊340數(shù)據(jù)處理單元311變焦鏡頭350微控制器313馬達(dá)360變焦鏡頭傳感器315馬達(dá)驅(qū)動芯片370對焦軌道320傳感器
權(quán)利要求
1.一種自動對焦方法，適用于電子照相機(jī)的變焦鏡頭，其中，圖像信號通過所述變焦鏡頭獲取，并且所述變焦鏡頭由一個馬達(dá)驅(qū)動，其特征在于所述方法包括下列步驟a)確認(rèn)所述變焦鏡頭的起始位置；b)判斷所述變焦鏡頭與對焦軌道中心點的相對位置，以驅(qū)動所述馬達(dá)向第一或第二方向移動；c)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的評價值，并且令第一評價變量值等于所述評價值；d)驅(qū)動所述馬達(dá)向第一方向移動K個單位距離，其中K的值大于1；e)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的下一個評價值，并且令第二評價變量值等于所述評價值；f)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值；g)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，則令所述第一評價變量值等于所述第二評價變量值，然后執(zhí)行步驟d；h)如果所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，驅(qū)動所述馬達(dá)向第二方向移動一個單位距離；i)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的評價值，并且令所述第一評價變量值等于所述評價值；j)驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動一個單位距離；k)讀取與所述圖像信號對應(yīng)的下一個評價值，并且令所述第二評價變量值等于所述評價值；l)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值；m)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，則令所述第一評價變量值等于所述第二評價變量值，然后執(zhí)行步驟j；以及n)如果所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第一方向移動一個單位距離，其中，在所述馬達(dá)當(dāng)前所在位置上所讀取到的評價值為最大評價值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦方法，其特征在于步驟f還包括下列步驟f1)判斷所述第二評價變量值是否小于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)是否到達(dá)所述對焦軌道的其中一個邊界；f2)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)未到達(dá)所述邊界，則執(zhí)行步驟e；f3)如果所述第二評價變量值大于或等于所述第一評價變量值，并且所述馬達(dá)已到達(dá)所述邊界，則表示所述馬達(dá)當(dāng)前所在位置上所讀取到的評價值為最大評價值；以及f4)若所述第二評價變量值小于所述第一評價變量值，則執(zhí)行步驟h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦方法，其特征在于步驟c還包括通過數(shù)學(xué)公式?jīng)Q定所述K值，所述數(shù)學(xué)公式為K=Floor(1/FRSP)]]>其中，F(xiàn)R表示所述圖像信號的幀速率，SP表示所述馬達(dá)的行進(jìn)速度，F(xiàn)loor表示經(jīng)過除法運算后得到的商。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦方法，其特征在于在讀取所述評價值之前，需要先等待兩個垂直同步信號時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦方法，其特征在于在步驟h中，驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動之前，清除所述第一和第二評價變量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦方法，其特征在于所述對焦過程不執(zhí)行確認(rèn)鏡頭位置的操作。
7.一種電子照相機(jī)的自動對焦裝置，其特征在于包括一個變焦鏡頭，用來獲取圖像信號；一個傳感器，通過所述變焦鏡頭感測到所述圖像信號，并且將所述圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)；一個信號處理單元，耦接于所述傳感器，接收所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過處理后產(chǎn)生一個亮度信號；一個數(shù)據(jù)處理單元，耦接于所述信號處理單元，根據(jù)所述亮度信號依次產(chǎn)生所述圖像信號的第一和第二評價值；一個馬達(dá)，用來帶動所述變焦鏡頭移動到一個聚焦位置；以及一個微控制器，耦接于所述數(shù)據(jù)處理單元和馬達(dá)，判斷所述變焦鏡頭與對焦軌道中心點的相對位置，驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)以K個單位距離向第一方向移動，并且依次取得所述第一和第二評價值，當(dāng)所述第二評價值小于所述第一評價值時，清除所述第一和第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)以一個單位距離向第二方向移動，并且依次取得所述第一與第二評價值，以及當(dāng)所述第二評價值小于所述第一評價值時，驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭持續(xù)向所述第一方向移動一個單位距離，使得所述變焦鏡頭移動至所述聚焦位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于當(dāng)所述馬達(dá)向所述第一方向移動且所述第二評價值大于或等于所述第一評價值時，所述微控制器令所述第一評價值等于所述第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)朝所述第一方向移動K個單位距離，以讀取下一個評價值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動對焦裝置，其特征在于當(dāng)所述馬達(dá)向所述第二方向移動且所述第二評價值大于或等于所述第一評價值時，所述微控制器令所述第一評價值等于所述第二評價值，然后驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動一個單位距離，以讀取下一個評價值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述微控制器還判斷所述第二評價值是否小于所述第一評價值且所述馬達(dá)是否到達(dá)所述對焦軌道的其中一個邊界，如果所述第二評價值大于或等于所述第一評價值，且所述馬達(dá)未到達(dá)所述邊界，則令所述第一評價值等于所述第二評價值，并且驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第一方向移動K個單位距離，以讀取下一個評價值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動對焦裝置，其特征在于如果所述第二評價值大于或等于所述第一評價值，且所述馬達(dá)已到達(dá)所述邊界，則表示所述變焦鏡頭移動至所述聚焦位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動對焦裝置，其特征在于如果所述第二評價值小于所述第一評價值，則所述微控制器清除所述第一和第二評價值，并且驅(qū)動所述馬達(dá)向所述第二方向移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述微控制器在執(zhí)行所述對焦過程中不執(zhí)行確認(rèn)鏡頭位置的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述微控制器通過數(shù)學(xué)公式?jīng)Q定所述K值，所述數(shù)學(xué)公式為K=Floor(1/FRSP)]]>其中，F(xiàn)R表示所述圖像信號的幀速率，SP表示所述馬達(dá)的行進(jìn)速度，F(xiàn)loor表示經(jīng)過除法運算后得到的商。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于在讀取所述第一和第二評價值之前，需要先等待兩個垂直同步信號時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述自動對焦裝置還包括一個馬達(dá)驅(qū)動芯片，根據(jù)來自所述微控制器的控制信號驅(qū)動所述馬達(dá)帶動所述變焦鏡頭，使所述變焦鏡頭移動到所述聚焦位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述自動對焦裝置還包括一個變焦鏡頭傳感器，將所述變焦鏡頭的當(dāng)前位置信號回傳給所述微控制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動對焦裝置，其特征在于所述K的值大于1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自動對焦方法以及電子照相機(jī)的自動對焦裝置。該自動對焦方法由相對于變焦鏡頭的中心點位置向左或向右逐步比對，從而找出欲拍攝圖像的最大評價值，即高頻分量，而該最大評價值即為最佳聚焦點的評價值。本發(fā)明提供的自動對焦方法，以非固定步數(shù)驅(qū)動馬達(dá)移動，并且無需多次往返移動馬達(dá)。此外，本發(fā)明提供的自動對焦裝置在對焦之前無需執(zhí)行歸零動作，因而可以縮短對焦時間。
文檔編號H04N5/225GK1763624SQ200410086499
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者林毅軒 申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司