CN100592189C - 影像撷取装置的对焦方法 - Google Patents

Abstract

一种用于影像撷取装置的对焦方法，其是从对焦镜片的目前位置开始，固定向一方向移动，依序产生每一位置所对应的对比值。若发现所产生的对比值呈上升趋势，则继续沿着相同方向移动；若发现所产生的对比值呈下降趋势，则将对焦镜片转向相反方向移动。通过此，以找寻具最大对比值的最佳位置。此方法优点在于若最佳位置离目前位置不远，能很快找到最佳位置，减少对焦所需时间。

Description

影像撷取装置的对焦方法

技术领域

本发明涉及的是一种影像撷取技术，特别涉及的是一种影像撷取装置的对焦方法。

背景技术

现有数字相机(或数字摄影机)在进行对焦时，是利用步进马达将镜头内的对焦镜片前后移动(所移动的距离以步数来表示)，由感光组件(如电荷耦合组件(CCD))接收射过对焦镜片的光线，并通过一数字讯号处理器(DSP)计算对焦镜片在不同位置时，所对应的一对比值(contrast value)或评价值。图1是数位相机在进行对焦时，其对焦步数(focus step number)与对比值的典型对应关系的示意图。图1的横轴为对焦步数，其值大小是相对在对焦镜片的一参考位置(图标的原点)而言；纵轴则为对比值，是由数字讯号处理器依据感光组件的感光量计算所得。在图1中，此对应关系是显示为具有一峰值的曲线，而此峰值即为最大对比值。在一般情形下，此最大对比值所对应的横轴的值即为最佳对焦步数(此时对焦镜片即位于最佳位置)，相机在此最佳对焦步数下进行拍摄，应可获得最佳分辨率。

然而，现有数字相机在进行自动对焦时，不论开始对焦时对焦镜片的位置为何，都会将对焦镜片移动至焦点位在远程(far end，一般是无穷远处)的位置再开始，然后逐步向焦点位在近端(near end)的位置移动，以找出具有最大对比值的位置。此种做法的缺点在于，若所要搜寻的焦点位在近端，则由在对焦镜片的移动距离较长及所搜集的数据较多处理数据的时间亦较长，最后所需花费的对焦时间也会较长，而影响相机效能。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种对焦方法，适用于影像撷取装置如数字相机或数字摄影机，可有效缩短对焦时间，以提升影像撷取装置的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种影像撷取装置对焦方法，其包含下列步骤：

a将影像撷取装置的对焦镜片设在一起始位置，并产生所述起始位置所对应的对比值；

b将对焦镜片移动至下一位置；

c产生所述下一位置所对应的对比值；

d依据所产生的所述多个对比值，判断对焦镜片要继续沿相同方向移动或沿一相反方向移动；

e重复执行步骤b至d，以产生一最大对比值；以及

f将所述对焦镜片设在所述最大对比值所对应的位置；

其中，步骤d包含：比较目前已产生的所述些所述多个对比值中的一第一对比值的一特定比例与步骤c所产生的所述对比值，以进行判断；

其中，所述第一对比值是目前已产生的所述多个对比值中的一最大值。

一种用于一影像撷取装置的混合式对焦方法，所述影像撷取装置包含一对焦镜片，所述混合式对焦方法包含下列步骤：

当一判断条件满足时，执行一第一对焦程序；以及

当所述判断条件未满足时，执行一第二对焦程序；

其中所述第一对焦程序包含：

a将所述对焦镜片设在一起始位置，并产生所述起始位置所对应的一对比值；

b将所述对焦镜片移动至下一位置；

c产生所述下一位置所对应的一对比值；

d依据目前已产生的所述多个对比值，判断所述对焦镜片要继续沿相同方向移动或转向一相反方向移动；

e重复执行步骤b至d，以产生一最大对比值；以及

f将所述对焦镜片设在所述最大对比值所对应的位置；

其中，步骤d包含：比较目前已产生的所述些所述多个对比值中的一第一对比值的一特定比例与步骤c所产生的所述对比值，以进行判断；

其中，所述第一对比值是目前已产生的所述多个对比值中的一最大值；

所述的第二对焦程序是指先将对焦镜片移动至焦点位于无穷远处的位置，然后逐步向焦点位在近端的位置移动，以找出具有最大对比值的位置。

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

附图说明

图1是数位相机在进行对焦时，其对焦步数与对比值的典型对应关系的示意图；

图2是本发明的对焦方法的一较佳实施例的流程图；

图3是显示对比值的变动具有小波动的示意图。

具体实施方式

在一实施例中，本发明的影像撷取装置对焦方法是从对焦镜片的目前位置(current position)开始，固定向一方向移动，如朝向近端(亦可朝向远程)，依序产生每一位置所对应的对比值。若发现所产生的对比值呈上升趋势，则继续沿着相同方向移动(即分辨率越来越好，表示对焦镜片离最佳位置越近)；若发现所产生的对比值呈下降趋势(即分辨率越来越差，表示对焦镜片离最佳位置越远)，则将对焦镜片转向相反方向移动，亦即，若原本是移向近端，则转而移向远程。通过上述方式，以找寻具最大对比值(通常为一峰值)的最佳位置。在此实施例中，利用对焦镜片的目前位置作为起始位置，其优点在于若最佳位置离目前位置不远，即能很快找到最佳位置，减少对焦所需时间。在另一实施例中，对焦镜片的转向移动具有一限制次数，以避免对焦时间过长。

图2是本发明的对焦方法的一较佳实施例的流程图。此对焦方法是用在影像撷取装置，例如数字相机或数字摄影机。所述影像撷取装置具有一变焦镜头，内含一对焦镜片，可在对焦时在一预设的移动边界内前后移动，移动距离的大小是以步数来表示。所述移动边界是用来避免不必要的搜寻范围，其决定方式在下文详述。另外，在此较佳实施例中，所述对焦镜片的转向移动限于一次。如图2所示，此流程包含下列步骤：

步骤21：将所述对焦镜片设在一起始位置，并产生所述起始位置所对应的对比值；

步骤22：将所述对焦镜片移动至下一位置，并产生所述下一位置所对应的对比值；

步骤23：比较步骤22所产生的对比值是否小于一第一对比值的特定比例，若否，则跳至步骤27，否则，继续步骤24，其中，所述第一对比值是目前已产生的所述多个对比值中的最大值；

步骤24：判断第一对比值是否为一峰值，若是则跳至步骤29，否则继续步骤25；

步骤25：判断所述对焦镜片是否曾转向移动，若是跳至步骤29，否则继续步骤26；

步骤26：决定所述对焦镜片要转向相反方向移动，并跳回步骤22；

步骤27：判断所述下一位置是否超出所述对焦镜片的移动边界，若是则跳至步骤25，否则继续步骤28；

步骤28：决定所述对焦镜片要继续沿相同方向移动，并跳回步骤22；以及

步骤29：将所述对焦镜片设在第一对比值所对应的位置。

在一实施例中，步骤21的起始位置是为所述对焦镜片的目前位置，以节省对焦时间。

步骤23所做的比较，是作为判断是否要转向移动的主要依据。由在第一对比值是目前已产生的对比值中的最大值，若步骤22所产生的对比值已小于第一对比值的特定比例，表示可确认目前对焦镜片的移动方向是离最佳位置渐远。大体而言，随着对焦镜片朝一固定方向移动，对比值的变动会呈现递增(接近最佳位置)或递减(远离最佳位置)。然而，在某些情况下，例如环境亮度低使感光组件的噪声多，对比值的变动会有小波动，而未能一直维持递增或递减，如图3所示。因此，在决定前述的特定比例时，需将此种情形考虑进来(例如选择较小的特定比例)，以避免将其它非最大值的峰值(如图3的圆圈部分)误判为最佳位置。在一实施例中，所述特定比例是依据环境亮度与影像撷取装置的镜头段数(zoom step)决定。由在环境亮度与镜头段数会影响对比值，所以可通过观察影像撷取装置在不同环境亮度与镜头段数下，对比值的变动情形，来决定对应的特定比例。

回到图2的流程。步骤23中，若步骤22产生的对比值未小于第一对比值的特定比例，表示对焦镜片目前的移动方向尚为正确，所以跳至步骤27检查对焦镜片是否已超出移动边界，若未超出，则可继续沿相同方向移动即步骤28；若已超出，则跳至步骤25检查对焦镜片是否曾转向移动。若未曾转向移动，则可转向相反方向移动即步骤26；若曾转向移动，则因已超出边界且无法再转向移动，直接执行步骤29，以第一对比值所对应的位置为对焦镜片的最佳位置。另一方面，若步骤22产生的对比值小于第一对比值的特定比例，表示目前移动方向已不正确，所以继续步骤24检查第一对比值是否为峰值，若是，则表示第一对比值即为所要找寻的最大对比值亦即，接下来已无法再产生更大的对比值，因此执行步骤29；若不是峰值，则继续步骤25检查对焦镜片是否曾转向移动。若未曾转向移动，则可转向相反方向移动步骤26；若曾转向移动，则因目前移动方向不正确且无法再转向移动，直接执行步骤29，以第一对比值所对应的位置为对焦镜片的最佳位置。

在一实施例中，对焦镜片的移动边界是依据影像撷取装置的镜头段数来决定。在一较佳实施例中，是将影像撷取装置设定在各个镜头段数，分别取得在各镜头段数下，对焦在远程与近端时所分别对应的最佳对焦步数，作为所述镜头段数的对应移动边界。亦即，对焦镜片即在前述两最佳步数所对应的位置间移动。

在另一实施例中，图2的实施例即步骤21至29，此处称为第一对焦程序是与另一已知对焦方法称为第二对焦程序混合使用，如此可因应对焦当时的环境条件，选取适合的对焦程序来执行。第二对焦程序可为现有的对焦方法，例如，先将对焦镜片移动至焦点位于无穷远处的位置，然后逐步向焦点位在近端的位置移动，以找出具有最大对比值的位置。如此，对焦镜片的每一位置的对比值，皆会计算出来。在此另一实施例中，当一判断条件满足时，执行第一对焦程序；所述判断条件未满足时，则执行第二对焦程序。在一较佳实施例中，所述判断条件是环境亮度高于一预设亮度。如前面图3部份所述，若对焦时，环境亮度过低，会使感光组件的噪声增加，造成当对焦镜片朝一固定方向移动时，对比值的变动未能随的维持递增或递减，而有如图3的圆圈部分所示的小波动。因此，当环境亮度未高于所述预设亮度时，为了避免将其它非最大值的峰值误判为最大对比值，除了可在步骤23中选择较小的特定比例外，亦可如本较佳实施例，执行如前述的第二对焦程序，因其会计算出对焦镜片的每一位置的对比值，所以亦可避免误判。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于影像撷取装置的对焦方法，所述影像撷取装置包含一对焦镜片，其特征在于，所述对焦方法包含下列步骤：

a.将所述对焦镜片设于一起始位置，并产生所述起始位置所对应的一对比值；

b.将所述对焦镜片移动至下一位置；

c.产生所述下一位置所对应的一对比值；

d.依据目前已产生的所述多个对比值，判断所述对焦镜片要继续沿相同方向移动或转向一相反方向移动；

e.重复执行步骤b至d，以产生一最大对比值；以及

f.将所述对焦镜片设于所述最大对比值所对应的位置；

其中，步骤d包含：比较目前已产生的所述多个对比值中的一第一对比值的一特定比例与步骤c所产生的所述对比值，以进行判断；

其中，所述第一对比值是目前已产生的所述多个对比值中的一最大值。

2.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，所述起始位置是所述对焦镜片的目前位置。

3.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，所述特定比例是依据下列至少其中之一而决定：所述影像撷取装置的一镜头段数与一环境亮度。

4.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，其中步骤d中，当步骤c的所述对比值小于所述第一对比值的所述特定比例时且所述第一对比值是一峰值，执行步骤f。

5.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，步骤d中，当步骤c的所述对比值小于所述第一对比值的所述特定比例时，且所述

第一对比值不是一峰值时，首先判断所述对焦镜片是否曾转向移动，再判断是否转向相反方向。

6.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，步骤d中，当步骤c的所述对比值小于所述第一对比值的所述特定比例时且所述第一对比值不是一峰值且所述对焦镜片未曾转向移动，判断所述对焦镜片要转向所述相反方向移动。

7.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，步骤d中，当步骤c的所述对比值小于所述第一对比值的所述特定比例时，且所述第一对比值不是一峰值且所述对焦镜片曾转向移动，执行步骤f。

8.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，步骤d中，当步骤c的所述对比值不小于所述第一对比值的所述特定比例时，首先判断镜片的位置是否超出移动边界，再判断所述对焦镜片要继续沿相同方向移动。

9.如权利要求1所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，所述对焦镜片具有一移动边界，所述移动边界是依据所述影像撷取装置的一镜头段数决定。

10.如权利要求9所述用于影像撷取装置的对焦方法，其特征在于，所述移动边界是依据所述影像撷取装置于所述镜头段数下，对焦于远程与近端时所分别对应的一对焦步数而决定。

11.一种用于一影像撷取装置的混合式对焦方法，所述影像撷取装置包含一对焦镜片，所述混合式对焦方法包含下列步骤：

当环境亮度高于一预设亮度时，执行一第一对焦程序；以及

当环境亮度未高于一预设亮度时，执行一第二对焦程序；

其中所述第一对焦程序包含：

a.将所述对焦镜片设于一起始位置，并产生所述起始位置所对应的一对比值；

b.将所述对焦镜片移动至下一位置；

c.产生所述下一位置所对应的一对比值；

d.依据目前已产生的所述多个对比值，判断所述对焦镜片要继续沿相同方向移动或转向一相反方向移动；

e.重复执行步骤b至d，以产生一最大对比值；以及

f.将所述对焦镜片设于所述最大对比值所对应的位置；

其中，步骤d包含：比较目前已产生的所述多个对比值中的一第一对比值的一特定比例与步骤c所产生的所述对比值，以进行判断；

其中，所述第一对比值是目前已产生的所述多个对比值中的一最大值；

其中，所述的第二对焦程序，是指先将对焦镜片移动至焦点位于无穷远处的位置，然后逐步向焦点位在近端的位置移动，以找出具有最大对比值的位置。

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