攝像裝置及對(duì)焦方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種攝像裝置及對(duì)焦方法，攝像裝置包括圖像傳感器、鏡頭、致動(dòng)器及處理單元。鏡頭在圖像傳感器上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于外界景物的圖像，其中當(dāng)鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，圖像傳感器在多個(gè)圖框時(shí)間中依序?qū)⑺鶛z測(cè)到的圖像轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)鏡頭改變焦距。處理單元在這些圖框時(shí)間中依序從圖像傳感器載入這些電信號(hào)，且當(dāng)鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，處理單元在多個(gè)焦距改變時(shí)間中命令致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)鏡頭改變焦距，其中處理單元使這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
【專利說(shuō)明】攝像裝置及對(duì)焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)裝置及對(duì)焦方法，且特別是有關(guān)于一種可快速對(duì)焦、適于提升對(duì)焦速度的的攝像裝置及對(duì)焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著圖像顯示與攝影科技的日益進(jìn)步，人們得以更方便的方式紀(jì)錄日常生活中的浮光掠影。其中，數(shù)碼相機(jī)由于其方便的操作性以及即拍即看的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被搭配應(yīng)用在手機(jī)、平板電腦以及各式攝像裝置上。一般而言，為了讓使用者能夠容易使用，數(shù)碼相機(jī)常具有自動(dòng)對(duì)焦(Auto FOcus, AF)系統(tǒng)，使用者可不必具有攝影的專業(yè)知識(shí)而仍能夠輕易地拍攝圖像品質(zhì)良好的照片，以記錄生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。
[0003]詳細(xì)而言，自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)系指相機(jī)中移動(dòng)鏡頭以變更焦距的技術(shù)。其中，不同的鏡頭位置可分別對(duì)應(yīng)至被攝主體畫面不同的對(duì)焦評(píng)估值(以下簡(jiǎn)稱為對(duì)焦值)，舉例而言，一般的自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程中，鏡頭會(huì)持續(xù)移動(dòng)，直到找尋到最大對(duì)焦值為止。其中，最大對(duì)焦值系表示對(duì)應(yīng)目前鏡頭所在的位置能取得最大清晰度的被攝主體畫面。然而，在搜尋過(guò)程中，鏡頭通常會(huì)不斷地移動(dòng)，并以圖像傳感器檢測(cè)圖像，以便分析尋找相機(jī)的最大對(duì)焦值，如此一來(lái)會(huì)耗費(fèi)許多時(shí)間。并且，在鏡頭移動(dòng)搜尋最大對(duì)焦值的過(guò)程中，相機(jī)中的圖像傳感器若持續(xù)地取得待測(cè)物的圖像，鏡頭的移動(dòng)會(huì)影響圖像傳感器所取得的待測(cè)物圖像，而可能產(chǎn)生畫面模糊的現(xiàn)象。這些在鏡頭移動(dòng)過(guò)程中被圖像傳感器檢測(cè)到的圖像由于較為模糊，而不易用以判別鏡頭是否位于最大對(duì)焦值的位置上。
[0004]因此，一般而言，為了得到穩(wěn)定的圖像來(lái)做清晰度的計(jì)算，圖像傳感器會(huì)使用例如在鏡頭停止移動(dòng)時(shí)的圖像來(lái)做為自動(dòng)對(duì)焦的依據(jù)。然而，由于控制鏡頭中鏡片位置的馬達(dá)與圖像傳感器并非同步，一但鏡頭開始移動(dòng)，圖像傳感器所檢測(cè)到的圖像就因模糊而難以作為對(duì)焦的依據(jù)，當(dāng)鏡頭停止移動(dòng)時(shí)，圖像傳感器才可通過(guò)鏡頭靜止時(shí)所檢測(cè)到的圖像做為自動(dòng)對(duì)焦的依據(jù)。如此一來(lái)，自動(dòng)對(duì)焦的速度無(wú)法進(jìn)一步地提升?；蛘呦肜靡蛞苿?dòng)鏡頭而模糊的圖像作為對(duì)焦的依據(jù)，卻沒有一套精確的機(jī)制使控制鏡頭中鏡片位置的馬達(dá)與圖像傳感器同步，使移動(dòng)鏡頭對(duì)圖像的影響有一致性，以提高自動(dòng)對(duì)焦的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種攝像裝置及對(duì)焦方法。
[0006]本發(fā)明提供一種攝像裝置，其可快速對(duì)焦。
[0007]本發(fā)明提供一種對(duì)焦方法，其適于提升對(duì)焦的速度。
[0008]本發(fā)明提出一種攝像裝置，包括圖像傳感器、鏡頭、致動(dòng)器及處理單元。鏡頭在圖像傳感器上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于外界景物的圖像，其中當(dāng)鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，圖像傳感器在多個(gè)圖框時(shí)間中依序?qū)⑺鶛z測(cè)到的圖像轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)鏡頭改變焦距。處理單元在這些圖框時(shí)間中依序從圖像傳感器載入這些電信號(hào)，且當(dāng)鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，處理單元在多個(gè)焦距改變時(shí)間中命令致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)鏡頭改變焦距，其中處理單元使這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的處理單元將這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間同步化。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的處理單元包括控制電路，且處理單元通過(guò)控制電路命令致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)鏡頭。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的每一焦距改變時(shí)間為一圖框時(shí)間中的一子時(shí)間，且處理單元在每一圖框時(shí)間中的子時(shí)間外使致動(dòng)器不驅(qū)動(dòng)鏡頭改變焦距。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一圖框時(shí)間包括曝光時(shí)間及不曝光時(shí)間，這些像素列在曝光時(shí)間中同時(shí)曝光，且子時(shí)間落在不曝光時(shí)間中或與不曝光時(shí)間重合。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的鏡頭包括快門，快門開啟的時(shí)間與曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)，且快門關(guān)閉的時(shí)間與不曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一圖框時(shí)間與多個(gè)曝光時(shí)間相對(duì)應(yīng)，每一圖框時(shí)間所對(duì)應(yīng)的這些曝光時(shí)間分別與這些像素列對(duì)應(yīng)，這些曝光時(shí)間彼此不重合，且子時(shí)間與這些曝光時(shí)間中的至少一個(gè)曝光時(shí)間至少部分重疊。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的子時(shí)間落在每一圖框時(shí)間中的固定時(shí)段中。
[0016]本發(fā)明提出一種對(duì)焦方法，包括:在多個(gè)圖框時(shí)間中的每一圖框時(shí)間中檢測(cè)圖像且將圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；在多個(gè)焦距改變時(shí)間中改變形成圖像的鏡頭的焦距；使這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的使這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)的方法為將這些圖框時(shí)間與這些焦距改變時(shí)間同步化。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的焦距改變時(shí)間為圖框時(shí)間中的子時(shí)間，且對(duì)焦方法還包括在每一圖框時(shí)間中的子時(shí)間外不改變鏡頭的焦距。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的檢測(cè)圖像的方法包括利用圖像傳感器檢測(cè)圖像，圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一圖框時(shí)間包括曝光時(shí)間及不曝光時(shí)間，這些像素列在曝光時(shí)間中同時(shí)曝光，且子時(shí)間落在不曝光時(shí)間中或與不曝光時(shí)間重合。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的對(duì)焦方法還包括利用快門來(lái)產(chǎn)生曝光時(shí)間與不曝光時(shí)間，其中快門開啟的時(shí)間與曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)，且快門關(guān)閉的時(shí)間與不曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的檢測(cè)圖像的方法包括利用圖像傳感器檢測(cè)圖像，圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一圖框時(shí)間與多個(gè)曝光時(shí)間相對(duì)應(yīng)，每一圖框時(shí)間所對(duì)應(yīng)的這些曝光時(shí)間分別與這些像素列對(duì)應(yīng)，這些曝光時(shí)間彼此不重合，且子時(shí)間與這些曝光時(shí)間中的至少一個(gè)曝光時(shí)間至少部分重疊。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的子時(shí)間與這些曝光時(shí)間中的其余至少一個(gè)曝光時(shí)
間完全不重疊。
[0023]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的子時(shí)間落在每一圖框時(shí)間中的固定時(shí)段中。
[0024]基于上述，本發(fā)明的實(shí)施例中通過(guò)處理單元的控制以使得圖框時(shí)間與鏡頭的焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)，并可降低對(duì)焦時(shí)由于鏡頭移動(dòng)所造成的圖像模糊對(duì)于對(duì)焦準(zhǔn)確度所產(chǎn)生的不良影響。換言之，在鏡頭移動(dòng)的對(duì)焦過(guò)程中圖像傳感器仍可取得足夠清晰的圖像以供判別對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。藉此，可提升鏡頭對(duì)焦的速度。[0025]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中攝像裝置的方塊圖；
[0027]圖2是圖1實(shí)施例中攝像裝置的一種對(duì)焦方式的時(shí)序圖及其所對(duì)應(yīng)的圖像的示意圖；
[0028]圖3是圖1實(shí)施例中攝像裝置的另一種對(duì)焦方式的時(shí)序圖及其所對(duì)應(yīng)的圖像的示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0030]100:攝像裝置；
[0031]110:圖像傳感器；
[0032]120:鏡頭；
[0033]130:致動(dòng)器；
[0034]140:處理單元；
[0035]142:控制電路；
[0036]頂:圖像；
[0037]IM1到IMn:圖像的像素列；
[0038]FR:圖框時(shí)間；
[0039]ES:電信號(hào)；
[0040]MT:焦距改變時(shí)間；
[0041 ]PR、PR1 到 PRn:像素列；
[0042]FE:曝光時(shí)間；
[0043]FE1到FEn:曝光時(shí)間；
[0044]NE:不曝光時(shí)間；
[0045]Sm:快門開啟時(shí)間；
[0046]Stjff:快門關(guān)閉時(shí)間；
[0047]RjIjRn:讀取時(shí)間。
【具體實(shí)施方式】
[0048]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例中攝像裝置的方塊圖。圖2是依照?qǐng)D1實(shí)施例中攝像裝置的一種對(duì)焦方式的時(shí)序圖及其所對(duì)應(yīng)的圖像的示意圖。請(qǐng)先參照?qǐng)D1，在本實(shí)施例中，攝像裝置100包括圖像傳感器110、鏡頭120、致動(dòng)器130及處理單元140。鏡頭120在圖像傳感器110上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于外界景物的圖像IM。請(qǐng)接著參照?qǐng)D1及圖2，當(dāng)鏡頭120進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，圖像傳感器110在多個(gè)圖框時(shí)間FR(如圖2)中依序?qū)⑺鶛z測(cè)到的圖像IM轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)ES。致動(dòng)器130可驅(qū)動(dòng)鏡頭120改變焦距。其中，致動(dòng)器130可為步進(jìn)馬達(dá)、音圈馬達(dá)或其他可驅(qū)使鏡頭120移動(dòng)以改變焦距的物。處理單元140在這些圖框時(shí)間FR中依序從圖像傳感器110載入這些電信號(hào)ES，且當(dāng)鏡頭120進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，處理單元140在多個(gè)焦距改變時(shí)間MT(如圖2)中命令致動(dòng)器130驅(qū)動(dòng)鏡頭120改變焦距，其中處理單元140使這些圖框時(shí)間FR與這些焦距改變時(shí)間MT相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，處理單元140可包括控制電路142，且處理單元140通過(guò)控制電路142命令致動(dòng)器130驅(qū)動(dòng)鏡頭120。其中，處理單元140可為集成電路(Integrate Circuit, IC)或其他微處理器,其可快速地反應(yīng)圖像的清晰度而控制鏡頭120以迅速準(zhǔn)確地對(duì)焦。在本實(shí)施例中，處理單元140可將這些圖框時(shí)間FR與這些焦距改變時(shí)間MT同步化，亦即鏡頭120的移動(dòng)對(duì)焦會(huì)與檢測(cè)圖像的圖框時(shí)間FR互相對(duì)應(yīng)。藉此，可降低在檢測(cè)圖像時(shí)，由于鏡頭120對(duì)焦的移動(dòng)而使得對(duì)焦過(guò)程中所檢測(cè)到的圖像模糊而無(wú)法判別是否已正確對(duì)焦而增加的對(duì)焦時(shí)間。
[0049]詳細(xì)而言，請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1及圖2，在圖2的實(shí)施例中，每一焦距改變時(shí)間MT為一圖框時(shí)間FR中的一子時(shí)間，并且每一圖框時(shí)間FR包括曝光時(shí)間FE及不曝光時(shí)間NE，且處理單元140在每一圖框時(shí)間FR中的不曝光時(shí)間NE使致動(dòng)器130驅(qū)動(dòng)鏡頭120改變焦距。進(jìn)一步而言，圖像傳感器110可包括多個(gè)像素列PR(如圖2中的像素列PR1到PRn)，這些像素列PR在曝光時(shí)間FE中可同時(shí)曝光，且圖框時(shí)間FR中的焦距改變時(shí)間MT可落在不曝光時(shí)間NE中。然而，在其他實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT亦可與不曝光時(shí)間NE重合，本發(fā)明不限于此。
[0050]更詳細(xì)而言，在本實(shí)施例中，于一個(gè)圖框時(shí)間FR中的曝光時(shí)間FE內(nèi)，像素列PR1到PRn被同時(shí)曝光，亦即圖像頂在此時(shí)被圖像傳感器110檢測(cè)，但尚未被處理單元140載入。當(dāng)曝光時(shí)間FE結(jié)束而進(jìn)入不曝光時(shí)間NE時(shí)，處理單元140由圖像傳感器110依序地載入所檢測(cè)到的圖像頂。舉例而言，如圖2所示出，在不曝光時(shí)間NE中，處理單元140在圖框時(shí)間FR的一子時(shí)間，如圖2中的讀取時(shí)間R1，由圖像傳感器110的像素列PR1載入圖像頂?shù)南袼亓蠱115接著，再于圖框時(shí)間FR的另一子時(shí)間，如圖2中的讀取時(shí)間R2，由圖像傳感器110的像素列PR2載入圖像頂?shù)南袼亓许?。直到處理單元140在圖框時(shí)間FR中的讀取時(shí)間Rn由圖像傳感器110的像素列PRn載入圖像頂?shù)南袼亓蠱n并將圖像頂?shù)南袼亓蠱1到Mn拼接成完整的圖像IM。值得注意的是，在處理單元140由圖像傳感器110依序地載入所檢測(cè)到的圖像頂時(shí)，鏡頭120可在焦距改變時(shí)間MT內(nèi)利用在處理單元140所載入的圖像作為判斷對(duì)焦位置的參考。換言之，在本實(shí)施例中，在一個(gè)圖框時(shí)間FR中可檢測(cè)清晰的圖像頂并于同一畫框時(shí)間FR執(zhí)行鏡頭120對(duì)焦，借著在每一個(gè)圖框時(shí)間FR中重復(fù)地執(zhí)行上述的圖像檢測(cè)，可使鏡頭120的焦距改變時(shí)間MT與圖框時(shí)間FR同步化，而能夠避免鏡頭120對(duì)焦移動(dòng)時(shí)造成圖像模糊不清的情形，并可于同一圖框時(shí)間FR中以其所檢測(cè)到的清晰圖像協(xié)助鏡頭120對(duì)焦，進(jìn)而可加速鏡頭120對(duì)焦。
[0051]在本實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT與圖框時(shí)間FR的同步可用集成電路內(nèi)的硬體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，以CMOS圖像傳感器為例，圖框時(shí)間FR與垂直同步(vertical-sync, V-sync)信號(hào)是同步的，像素列PR1?PRn的載入與水平同步(horizontal-sync, H-sync)信號(hào)是同步的，硬體電路可以在垂直同步后的某一個(gè)水平同步后的某一時(shí)脈(CLOCK)去執(zhí)行改變焦距的動(dòng)作，如此焦距改變時(shí)間MT與圖框時(shí)間FR的同步可達(dá)奈秒(nanosecond)級(jí)的精度。
[0052]在本實(shí)施例中，鏡頭120可包括快門(未示出)，快門開啟時(shí)間Sm與曝光時(shí)間FE對(duì)應(yīng)，且快門關(guān)閉時(shí)間Stjff與不曝光時(shí)間NE對(duì)應(yīng)。舉例而言，如圖2中所示出，在本實(shí)施例中，快門開啟時(shí)間Sm與曝光時(shí)間FE重疊，而快門關(guān)閉時(shí)間Stjff與不曝光時(shí)間NE重疊。亦即，快門在曝光時(shí)間FE處于開啟狀態(tài)，而可使得圖像頂透過(guò)鏡頭120被圖像傳感器110檢測(cè)。而在不曝光時(shí)間NE時(shí)，快門處于關(guān)閉狀態(tài)，而可屏蔽外界光被圖像傳感器110接收到，而使得圖像IM不致產(chǎn)生過(guò)曝等狀況影響圖像品質(zhì)。然而，在其他實(shí)施例中，快門開啟與關(guān)閉的時(shí)間可依照實(shí)際需求而有所變化，本發(fā)明不以此為限。
[0053]圖3是依照?qǐng)D1實(shí)施例中攝像裝置的另一種對(duì)焦方式的時(shí)序圖及其所對(duì)應(yīng)的圖像的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖像傳感器110亦可包括多個(gè)像素列PR1到PRn，每一圖框時(shí)間FR可與多個(gè)曝光時(shí)間FE1到FEn相對(duì)應(yīng)，每一圖框時(shí)間FR所對(duì)應(yīng)的這些曝光時(shí)間FE1到FEn可分別與這些像素列PR1到PRn對(duì)應(yīng)，這些曝光時(shí)間FE1到FEn彼此不重合，且圖框時(shí)間FR中的焦距改變時(shí)間MT與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的至少一個(gè)曝光時(shí)間FE (圖中是以多個(gè)曝光時(shí)間FE為例)至少部分重疊。舉例而言，如本實(shí)施例中的曝光時(shí)間FE1到FEn_2(未示出)與焦距改變時(shí)間MT至少有部分重疊。換言之，與圖2的對(duì)焦方式不同之處在于，圖3中的對(duì)焦方式，其曝光時(shí)間FE1到FEn并非同時(shí)而是依序地起始，亦即像素列PR1到PRn并非同時(shí)一齊曝光，不同于圖2的同時(shí)曝光的對(duì)焦方式。圖3中的對(duì)焦方式亦可控制焦距改變時(shí)間MT以對(duì)應(yīng)圖框時(shí)間FR，進(jìn)而亦可降低鏡頭120對(duì)焦移動(dòng)對(duì)檢測(cè)圖像的清晰度的影響。
[0054]詳細(xì)而言，在圖3中，在一個(gè)圖框時(shí)間FR中的曝光時(shí)間FE內(nèi)，像素列PR1到PRn依序地被曝光，并在曝光時(shí)間FE后相對(duì)應(yīng)于曝光時(shí)間FE1到FEn的讀取時(shí)間R1到Rn將像素列PR的圖像載入處理單元140。舉例而言，如圖3所示出，在曝光時(shí)間FE1中，像素列PR1的圖像內(nèi)容被圖像傳感器110檢測(cè)，在曝光時(shí)間FE1結(jié)束后，處理單元140在讀取時(shí)間R1內(nèi)，由圖像傳感器110的像素列PR1載入圖像頂?shù)南袼亓蠱115而在曝光時(shí)間FE2中，像素列PR2的圖像內(nèi)容被圖像傳感器110檢測(cè)，在曝光時(shí)間FE2結(jié)束后，處理單元140在讀取時(shí)間R2內(nèi)，由圖像傳感器110的像素列PR2載入圖像頂?shù)南袼亓蠭M2。值得注意的是，這些曝光時(shí)間FE1到FEn彼此不重合，且圖框時(shí)間FR中的焦距改變時(shí)間MT可與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的至少一個(gè)曝光時(shí)間FE至少部分重疊。更進(jìn)一步而言，在本實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT可與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的其余至少一個(gè)曝光時(shí)間FE完全不重疊。亦即，在曝光時(shí)間FE1內(nèi)所取得的像素列PR1的圖像尚未載入處理單元140時(shí)，第二個(gè)像素列PR2的曝光時(shí)間FE2已開始。而當(dāng)在曝光時(shí)間FE1內(nèi)所取得的像素列PR1開始在讀取時(shí)間R1內(nèi)載入處理單元140時(shí)，第二個(gè)像素列PR2仍在曝光中。依此類推，其他的像素列PR3到PRn的圖像可依序地依照?qǐng)D3的方式分別在讀取時(shí)間R3到Rn中被取得并拼合成完整的圖像IM。
[0055]其中，鏡頭120可在焦距改變時(shí)間MT內(nèi)移動(dòng)以對(duì)焦，并可利用在處理單元140所載入的圖像頂作為判斷對(duì)焦位置的參考。然而，在本實(shí)施例中，如圖3所示出，焦距改變時(shí)間MT與曝光時(shí)間FE1到FE3重疊。亦即，在曝光時(shí)間FE1到FE3內(nèi)所檢測(cè)的像素列PR1到PR3的圖像M1到頂3可能會(huì)由于鏡頭120的移動(dòng)而產(chǎn)生模糊的狀況(如圖3中圖像頂打點(diǎn)的圖像像素列M1UM2及頂3)。然而，處理單元140仍然可由未受鏡頭120移動(dòng)對(duì)焦影響的圖像IM的其他的部分，亦即圖像像素列IM1UM2及IM3以外的清晰圖像IM的圖像內(nèi)容來(lái)作為對(duì)焦的參考。由于鏡頭120可在焦距改變時(shí)間MT移動(dòng)對(duì)焦，當(dāng)焦距改變時(shí)間MT很短的時(shí)候，其所影響的像素列PR不多，藉此控制單元140可快速地由圖像傳感器110上每一個(gè)像素列PR所接收到的圖像頂?shù)囊徊糠輥?lái)判斷是否已經(jīng)對(duì)焦完成，并快速相應(yīng)地調(diào)整鏡頭120對(duì)焦的位置，藉此以增加自動(dòng)對(duì)焦的速度。其中，焦距改變時(shí)間MT亦可落在每一圖框時(shí)間FR中的固定時(shí)段中。舉例而言，處理單元140可通過(guò)焦距改變時(shí)間MT所處于每一圖框時(shí)間FR中的固定時(shí)段，判斷出會(huì)受到鏡頭120對(duì)焦而有圖像模糊情形的像素列是哪幾個(gè)，例如圖3中位于圖像頂上半部的像素列頂” IM2及M3由于鏡頭120正在移動(dòng)對(duì)焦而可能有圖像模糊的情形而能夠被處理單元140判斷出來(lái)，藉此可避免使用這些受影響而模糊的像素列對(duì)焦而可避免增加對(duì)焦過(guò)程的時(shí)間。進(jìn)一步而言，當(dāng)焦距改變時(shí)間MT落在每一圖框時(shí)間FR中固定時(shí)段的前半部時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖像IM上半部會(huì)因?yàn)殓R頭120移動(dòng)對(duì)焦而可能有圖像模糊的情形，而其他圖像頂部份則維持清晰。而當(dāng)焦距改變時(shí)間MT落在每一圖框時(shí)間FR中固定時(shí)段的后半部時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖像IM下半部會(huì)因?yàn)殓R頭120移動(dòng)對(duì)焦而可能有圖像模糊的情形，而其他圖像頂部份則維持清晰。更進(jìn)一步而言，當(dāng)使用者欲使圖像頂上半部在對(duì)焦時(shí)維持清晰時(shí)，可通過(guò)將焦距改變時(shí)間MT調(diào)整落在每一圖框時(shí)間FR中固定時(shí)段的后半部，或是使焦距改變時(shí)間MT不與每一圖框時(shí)間FR中固定時(shí)段的前半部重疊，藉此攝像裝置100可利用每一圖框時(shí)間FR中固定時(shí)段的后半部對(duì)焦，并且此時(shí)圖像頂上半部會(huì)在對(duì)焦過(guò)程中仍可維持清晰。另一方面，當(dāng)使用者欲使圖像IM下半部在對(duì)焦時(shí)清晰時(shí)則反之。值得注意的是，上述的焦距改變時(shí)間MT可依據(jù)實(shí)際需求可選擇地落在每一圖框時(shí)間FR任意的固定時(shí)段，以使得相應(yīng)的圖像IM區(qū)域在對(duì)焦過(guò)程中維持清晰。并且，由于圖像傳感器110可持續(xù)地取得圖像IM的像素列M1到Mn，而鏡頭120可利用部份清晰的圖像IM以迅速地在圖框時(shí)間FR內(nèi)對(duì)焦。因此，即使是在高圖像更新率(high frame rate)的情況下，攝像裝置100亦可有效地利用每一個(gè)圖框時(shí)間FR中所取得的圖像IM作為自動(dòng)對(duì)焦的參考，因此可提升自動(dòng)對(duì)焦的準(zhǔn)確率及效率。
[0056]然而，在其他實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT亦可與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的曝光時(shí)間FE完全重疊。此時(shí)，雖然鏡頭120在曝光時(shí)間FE內(nèi)移動(dòng)對(duì)焦，然而當(dāng)鏡頭120的移動(dòng)與圖框時(shí)間FR同步時(shí)，每一個(gè)圖框時(shí)間FR所取得的圖像IM因鏡頭120移動(dòng)所導(dǎo)致的模糊程度大致上相同，而可視為持續(xù)存在的背景雜訊，直到鏡頭120移動(dòng)至正確對(duì)焦位置時(shí)，圖像頂?shù)那逦葧?huì)相較于其他對(duì)焦位置顯著提升，而可利用圖像處理的方式判斷為已正確對(duì)焦。換言之，即使鏡頭120在曝光時(shí)持續(xù)穩(wěn)定地移動(dòng)對(duì)焦，攝像裝置100仍可準(zhǔn)確地感測(cè)到正確的圖像對(duì)焦位置，而可進(jìn)一步地節(jié)省鏡頭120對(duì)焦所需的時(shí)間，以達(dá)到快速準(zhǔn)確對(duì)焦以利即時(shí)拍攝。
[0057]值得注意的是，上述的曝光時(shí)間FE1到FEn的時(shí)間長(zhǎng)短以及次序僅為舉例說(shuō)明本實(shí)施例，在其他實(shí)施例中可依照實(shí)際需求而調(diào)整其時(shí)間的長(zhǎng)短以及其次序，本發(fā)明不以此為限。并且，圖3中焦距改變時(shí)間MT起始以及結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)亦為舉例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明亦不以此為限。
[0058]請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3。在本實(shí)施例中，對(duì)焦方法可由圖1的攝像裝置執(zhí)行，對(duì)焦方法可包括:在多個(gè)圖框時(shí)間FR中的每一圖框時(shí)間FR中檢測(cè)圖像IM且將圖像IM轉(zhuǎn)換為電信號(hào)ES ;在多個(gè)焦距改變時(shí)間MT中改變形成圖像IM的鏡頭120的焦距；使這些圖框時(shí)間FR與這些焦距改變時(shí)間MT相對(duì)應(yīng)。其中，使這些圖框時(shí)間FR與這些焦距改變時(shí)間MT相對(duì)應(yīng)的方法為將這些圖框時(shí)間FR與這些焦距改變時(shí)間MT同步化。藉此，可使得鏡頭120的對(duì)焦移動(dòng)與圖框時(shí)間FR配合，可降低鏡頭120的對(duì)焦移動(dòng)對(duì)圖框時(shí)間FR中圖像傳感器110所檢測(cè)的圖像頂造成的影響。
[0059]其中，如圖2的實(shí)施例中，本實(shí)施例的焦距改變時(shí)間MT可為圖框時(shí)間FR中的子時(shí)間，且對(duì)焦方法可還包括在每一圖框時(shí)間FR中的焦距改變時(shí)間MT外不改變鏡頭120的焦距。藉此，可確保在圖框時(shí)間FR中的焦距改變時(shí)間MT外鏡頭120不隨意移動(dòng)，亦即圖像頂可被穩(wěn)定地檢測(cè)，以供后續(xù)對(duì)焦的參考。[0060]詳細(xì)而言，在本實(shí)施例中，檢測(cè)圖像的方法可包括利用圖像傳感器110檢測(cè)圖像IM,圖像傳感器110包括多個(gè)像素列PR，每一圖框時(shí)間FR包括曝光時(shí)間FE及不曝光時(shí)間NE，這些像素列PR在曝光時(shí)間FE中同時(shí)曝光，且焦距改變時(shí)間MT可落在不曝光時(shí)間NE中或與不曝光時(shí)間NE重合。其中，詳細(xì)的曝光成像及對(duì)焦關(guān)系可參考圖1及圖2實(shí)施例所述，在此不再贅述。并且，上述的順序僅用于舉例說(shuō)明本實(shí)施例，本發(fā)明不以此為限。
[0061]詳細(xì)而言，對(duì)焦方法可還包括利用快門(未示出)來(lái)產(chǎn)生曝光時(shí)間FE與不曝光時(shí)間NE。其中，快門開啟的時(shí)間Sm可與曝光時(shí)間FE對(duì)應(yīng)，且快門關(guān)閉Stjff的時(shí)間可與不曝光時(shí)間NE對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，快門開啟的時(shí)間Sm可與曝光時(shí)間FE重疊，且快門關(guān)閉的時(shí)間Stjff可與不曝光時(shí)間NE重疊。然而，在其他實(shí)施例中，快門開啟的時(shí)間Sm與快門關(guān)閉的時(shí)間Stjff可依照實(shí)際需求而有所變化，本發(fā)明不以此為限。有關(guān)快門的詳細(xì)功效與優(yōu)點(diǎn)可參照?qǐng)D2實(shí)施例所述，在此不再贅述。
[0062]接著，請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1及圖3，在本實(shí)施例中，檢測(cè)圖像的方法亦可包括利用圖像傳感器Iio檢測(cè)圖像頂，圖像傳感器110包括多個(gè)像素列PR，每一圖框時(shí)間FR與多個(gè)曝光時(shí)間FE1到FEn相對(duì)應(yīng)，每一圖框時(shí)間FR所對(duì)應(yīng)的這些曝光時(shí)間FE1到FEn分別與這些像素列PR1到PRn對(duì)應(yīng)，這些曝光時(shí)間FE1到FEn彼此不重合，且焦距改變時(shí)間MT與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的至少一個(gè)曝光時(shí)間FE至少部分重疊。更進(jìn)一步而言，在本實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的其余至少一個(gè)曝光時(shí)間FE完全不重疊。如圖3中實(shí)施例所述，圖像傳感器110依序地載入像素列PR1到PRnK檢測(cè)到的圖像IM1到IMn，其中，焦距改變時(shí)間MT，落在每一圖框時(shí)間FR中的固定時(shí)段中。藉此，可通過(guò)在這些與焦距改變時(shí)間MT不重疊的曝光時(shí)間FE(如圖3中的FE1到FE3以外的曝光時(shí)間)所取得的清晰圖像(如圖3中圖像IM的像素列IM2及M3以外的像素列)來(lái)判別是否正確對(duì)焦，藉此可縮短對(duì)焦的時(shí)間，并避免使用模糊的圖像作為對(duì)焦的參考，進(jìn)而可增加對(duì)焦的效率。詳細(xì)的曝光成像及對(duì)焦關(guān)系可參考圖1及圖3實(shí)施例所述，在此不再贅述。然而，在其他實(shí)施例中，焦距改變時(shí)間MT亦可與這些曝光時(shí)間FE1到FEn中的曝光時(shí)間FE完全重疊，而攝像裝置100仍可準(zhǔn)確地感測(cè)到正確的圖像對(duì)焦位置，藉此可進(jìn)一步地節(jié)省鏡頭120對(duì)焦所需的時(shí)間，以達(dá)到快速準(zhǔn)確對(duì)焦以利即時(shí)拍攝。其中相關(guān)的詳細(xì)敘述與功效可參照?qǐng)D2與圖3實(shí)施例中所述，在此亦不再贅述。
[0063]綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例使圖框時(shí)間與焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)，例如是同步化，可協(xié)調(diào)圖像曝光的時(shí)間以及鏡頭因?qū)苟苿?dòng)的時(shí)間，以降低對(duì)焦過(guò)程中同時(shí)取得的圖像模糊不清的情形，進(jìn)而利用所取得的清晰圖像或部分清晰圖像快速地判別對(duì)焦的狀態(tài)，而能增加對(duì)焦的準(zhǔn)確率及效率。
[0064]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像裝置，其特征在于，包括: 圖像傳感器； 鏡頭，在該圖像傳感器上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于外界景物的圖像，其中當(dāng)該鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，該圖像傳感器在多個(gè)圖框時(shí)間中依序?qū)⑺鶛z測(cè)到的該圖像轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)； 致動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)該鏡頭改變焦距；以及 處理單元，在該多個(gè)圖框時(shí)間中依序從該圖像傳感器載入該多個(gè)電信號(hào)，且當(dāng)該鏡頭進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，該處理單元在多個(gè)焦距改變時(shí)間中命令該致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)該鏡頭改變焦距，其中該處理單元使該多個(gè)圖框時(shí)間與該多個(gè)焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，該處理單元將該多個(gè)圖框時(shí)間與該多個(gè)焦距改變時(shí)間同步化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，該處理單元包括控制電路，且該處理單元通過(guò)該控制電路命令該致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)該鏡頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，每一該焦距改變時(shí)間為一該圖框時(shí)間中的一子時(shí)間，且該處理單元在每一該圖框時(shí)間中的該子時(shí)間外使該致動(dòng)器不驅(qū)動(dòng)該鏡頭改變焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，該圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一該圖框時(shí)間包括曝光時(shí)間及不曝光時(shí)間，該多個(gè)像素列在該曝光時(shí)間中同時(shí)曝光，且該子時(shí)間落在該不曝光時(shí)間中或與該不曝光時(shí)間重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其特征在于，該鏡頭包括快門，該快門開啟的時(shí)間與該曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)，且該快門關(guān)閉的時(shí)間與該不曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，該圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一該圖框時(shí)間與多個(gè)曝光時(shí)間相對(duì)應(yīng)，每一該圖框時(shí)間所對(duì)應(yīng)的該多個(gè)曝光時(shí)間分別與該多個(gè)像素列對(duì)應(yīng)，該多個(gè)曝光時(shí)間彼此不重合，且該子時(shí)間與該多個(gè)曝光時(shí)間中的至少一個(gè)曝光時(shí)間至少部分重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，該子時(shí)間與該多個(gè)曝光時(shí)間中的其余至少一個(gè)曝光時(shí)間完全不重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，該子時(shí)間落在每一該圖框時(shí)間中的固定時(shí)段中。
10.一種對(duì)焦方法,其特征在于,包括: 在多個(gè)圖框時(shí)間中的每一圖框時(shí)間中檢測(cè)圖像且將該圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 在多個(gè)焦距改變時(shí)間中改變形成該圖像的鏡頭的焦距；以及使該多個(gè)圖框時(shí)間與該多個(gè)焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)焦方法，其特征在于，使該多個(gè)圖框時(shí)間與該多個(gè)焦距改變時(shí)間相對(duì)應(yīng)的方法為將該多個(gè)圖框時(shí)間與該多個(gè)焦距改變時(shí)間同步化。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)焦方法，其特征在于，每一該焦距改變時(shí)間為一該圖框時(shí)間中的一子時(shí)間，且該對(duì)焦方法還包括在每一該圖框時(shí)間中的該子時(shí)間外不改變?cè)撶R頭的焦距。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對(duì)焦方法，其特征在于，檢測(cè)該圖像的方法包括利用圖像傳感器檢測(cè)該圖像，該圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一該圖框時(shí)間包括曝光時(shí)間及不曝光時(shí)間，該多個(gè)像素列在該曝光時(shí)間中同時(shí)曝光，且該子時(shí)間落在該不曝光時(shí)間中或與該不曝光時(shí)間重合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的對(duì)焦方法，其特征在于，還包括利用快門來(lái)產(chǎn)生該曝光時(shí)間與該不曝光時(shí)間，其中該快門開啟的時(shí)間與該曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)，且該快門關(guān)閉的時(shí)間與該不曝光時(shí)間對(duì)應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對(duì)焦方法，其特征在于，檢測(cè)該圖像的方法包括利用圖像傳感器檢測(cè)該圖像，該圖像傳感器包括多個(gè)像素列，每一該圖框時(shí)間與多個(gè)曝光時(shí)間相對(duì)應(yīng)，每一該圖框時(shí)間所對(duì)應(yīng)的該多個(gè)曝光時(shí)間分別與該多個(gè)像素列對(duì)應(yīng)，該多個(gè)曝光時(shí)間彼此不重合，且該子時(shí)間與該多個(gè)曝光時(shí)間中的至少一個(gè)曝光時(shí)間至少部分重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的對(duì)焦方法，其特征在于，該子時(shí)間與該多個(gè)曝光時(shí)間中的其余至少一個(gè)曝光時(shí)間完全不重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對(duì)焦方法，其特征在于，該子時(shí)間落在每一該圖框時(shí)間中的固定時(shí)段中。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK103973960SQ201310042246
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月1日
【發(fā)明者】蔡慶隆, 陳水淋 申請(qǐng)人:華晶科技股份有限公司