CN101295120B - 照相模块自动对焦方法及电子装置 - Google Patents

Abstract

一种照相模块自动对焦方法，对焦动作分为两个阶段，在第一阶段，提供一照相模块以及一控制器，其中控制器与照相模块电性连接。当照相模块的镜组位于原始位置时，控制器会计算照相模块的一自动对焦评价值。然后，使镜组以一第一距离往第一方向移动二次，其中镜组每移动一次，控制器便会计算一次照相模块的自动对焦评价值。之后，控制器会借由两连续的自动对焦评价值的差值来做判断，并利用判断结果来控制镜组的移动方向。

Description

照相模块自动对焦方法及电子装置

技术领域

本发明是关于一种照相模块的自动对焦方法及其电子装置，且特别是关于一种能够快速且精确对焦的照相模块自动对焦方法及使用此方法的电子装置。

背景技术

随着科技的进步，单机单功能的电子装置渐渐演变成单机多功能，以满足消费者追求方便的需求。

以手机的多功能性而言，目前的手机不但提供通信功能，更提供了游戏、上网、电子书以及照相等功能，而其中尤以可以捕捉实时画面的照相功能深受大众的喜爱。手机的照相功能主要是由装设于手机内的照相模块来提供。一般说来，照相模块自动对焦方法是先分析取得影像的高频成分以计算出一自动对焦评价值(AF evaluation value)，然后再移动镜头来对焦，直到获得最大自动对焦评价值，便完成自动对焦。

详细地来说，已知的照相模块自动对焦方法是在照相模块的整个对焦范围内每次移动一设定距离，并计算镜头移动至此设定距离之后所获得的自动对焦评价值，并且重复上述的步骤直到镜头移至对焦范围的另一端。最后，才将镜头移回至能让照相模块具有最大自动对焦评价值的位置。

然而，使用这种方法所需要的取样次数和每次镜头的移动距离成反比。也就是说，镜头的移动距离越小，取样次数越多，对焦的精确度越高，但是镜头便需要较长的对焦时间。反之，若是要减少镜头的对焦时间，对焦的取样次数势必随之减少，而镜头的移动距离较大，反而会造成无法取样到镜头最佳对焦位置的情形。

发明内容

本发明的目的是提供一种照相模块自动对焦方法，其利用很少的对焦取样次数及对焦时间，以达到照相模块精确对焦的目的。

本发明的另一目的是提供一种电子装置，其具有利用很少的对焦取样次数及对焦时间，以达到快速清晰对焦的优点。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种照相模块自动对焦方法，其对焦动作分为两个阶段下列两阶段：在第一阶段，提供一照相模块以及一控制器，其中控制器与照相模块电性连接。当照相模块的镜组位于原始位置时，控制器会计算照相模块的一第一自动对焦评价值(AF evaluationvalue)。然后，使镜组以一第一距离往第一方向移动二次，其中镜组每移动一次，控制器便会计算一次照相模块的第一自动对焦评价值。控制器会借由两连续的第一自动对焦评价值的差值来做判断，并利用判断结果来控制镜组的移动方向。此后镜组以第一距离往控制器所决定的移动方向继续移动，而控制器继续计算第一自动对焦评价值。当第一自动对焦评价值呈现先上升后下降的情形，且差值大于一事先设定的阀值时，第一阶段结束，进入第二阶段。第二阶段镜组移动方向为第一阶段移动方向的反方向，并利用Fibonacci Search作更精确的自动对焦评价值最大值搜寻，斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法完成后，即可达到精确对焦。

在本发明的一实施例中，利用照相模块的镜组往第一方向的移动位置以计算出多个第一自动对焦评价值包括下列的步骤：首先，当照相模块的镜组于一原始位置时，通过控制器计算第一自动对焦评价值。然后，使镜组以一第一距离往第一方向移动多次，且镜组每移动一次，控制器计算出一个照相模块的第一自动对焦评价值。

在本发明的一实施例中，根据计算出第一自动对焦评价值结果控制镜组的移动方向为借由两连续的第一自动对焦评价值的一差值，控制器控制镜组的移动方向。

在本发明的一实施例中，当三个连续的第一自动对焦评价值为增加，控制器控制镜组继续往第一方向移动。

在本发明的一实施例中，当三个连续的第一自动对焦评价值为先增加后减少，控制器控制镜组往第二方向移动，而第二方向与第一方向相反。

本发明再提出一种适于依据上述的照相模块自动对焦方法来对焦的电子装置。此电子装置包括一照相模块以及一控制器。照相模块包括一镜组及一致动器。致动器与镜组连接，其中致动器用以驱动镜组移动。控制器与致动器电性连接，用以借由致动器驱动镜组的移动方向。控制器中储存有一程序代码，用以实现上述方法，方法包括利用照相模块的一镜组往一第一方向的移动位置以计算出多个第一自动对焦评价值，并根据多个第一自动对焦评价值结果控制镜组的移动方向，再利用镜组往一第二方向的移动位置以计算出多个第二自动对焦评价值及当三个连续的多个第二自动对焦评价值为先增加后减少时，利用一斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法计算出镜组的一对焦位置，其中，当三个连续的的第一自动对焦评价值为增加，的控制器控制的镜组继续往的第一方向移动，当三个连续的的第一自动对焦评价值为先增加后减少时，的控制器控制的镜组往的第二方向移动，而的第二方向与的第一方向相反。

在本发明的一实施例中，上述的方法包括当照相模块的镜组于一原始位置时，控制器计算第一自动对焦评价值。

在本发明的一实施例中，上述的方法包括使镜组以一第一距离往第一方向移动多次，且镜组每移动一次，控制器计算照相模块的第一自动对焦评价值。

在本发明的一实施例中，上述的方法包括根据两连续的第一自动对焦评价值的一差值，控制器控制镜组的移动方向。

在本发明的一实施例中，上述的致动器包括音圈马达(Voice CoilMotor)、步进马达或压电组件。

本发明的照相模块自动对焦方法及使用此照相模块自动对焦方法的电子装置，是利用较已知为少的镜组移动取样次数，以达到镜组快速且精确对焦的目的，并且让电子装置能够具有良好的成像质量。

本发明镜组以第一距离往前所决定的移动方向继续移动，控制器继续计算自动对焦评价值，当自动对焦评价值呈现先上升后下降的情形，且差值大于一事先设定的阀值时，第一阶段结束，进入第二阶段。第二阶段镜组移动方向为第一阶段移动方向的反方向，利用Fibonacci Search作更精确的自动对焦评价值最大值搜寻，斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法完成后，即可达到精确对焦。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的电子装置的示意图。

图2为图1的电子装置的局部剖面图。

图3为本实施例的电子装置的照相模块自动对焦方法的流程图。

图4为自动对焦评价值与镜组的移动距离的关系图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的电子装置的示意图，而图2为图1的电子装置的局部剖面图。请同时参考图1及图2，本发明的电子装置100可以是具有照相功能的手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant)或笔记本电脑(Note Book)，而本实施例是以手机举例说明。电子装置100包括一第一机壳110、一第二机壳120、一照相模块130以及一控制器140。第一机壳110适于与第二机壳120连接，而照相模块130配置于第一机壳110与第二机壳120之间。此照相模块130包括一镜组132、一致动器134以及一感光组件136。镜组132配置于第二机壳120上，而致动器134也配置于第二机壳120上，并与镜组132连接，其中致动器134适于驱动镜组132移动。感光组件136配置于镜组132与第一机壳110之间，其适于感光成像。控制器140配置于第一机壳110与第二机壳120之间，并位于照相模块130的一侧，且与致动器134电性连接。本实施例的控制器140中存有一程序代码，且控制器140适于依据程序代码以借由致动器134控制镜组132的移动方向。

为了让读者能够更加了解本发明的精神并据以实施，以下将详细说明电子装置依据控制器内储存的程序代码以使照相模块自动对焦的过程。

图3为本实施例的电子装置的照相模块自动对焦方法的流程图。请同时参考图1、图2及图3，首先如步骤S100，提供上述的电子装置100。然后如步骤S110，当电子装置100的照相模块130的镜组132仍然位于原始位置时，控制器140会计算照相模块130此时的自动对焦评价值A1。接着如步骤S120，致动器134驱动镜组132以一第一距离往第一方向移动，而在镜组132移动第一距离之后，控制器140便会计算移动第一次的照相模块130的自动对焦评价值A2。然后，控制器140会计算自动对焦评价值A2与自动对焦评价值A1的差值D1。

接着，重复步骤S120，让控制器140计算出移动第二次的照相模块130的自动对焦评价值A3，并且计算自动对焦评价值A3与自动对焦评价值A2的差值D2。

之后如步骤S130，在控制器140取得照相模块130的三个自动对焦评价值A1、A2及A3之后，控制器140会依据连续的自动对焦评价值的差值D1及D2的绝对值来做判断，并且根据判断结果来控制镜组132的移动方向。

如上所述，当差值D1的绝对值大于或等于差值D2的绝对值时，控制器140会接着判断自动对焦评价值A2是否大于自动对焦评价值A1，如步骤S132。当自动对焦评价值A2大于自动对焦评价值A1时，如步骤S132a，控制器140会借由致动器134来控制镜组132继续往第一方向移动第一距离。

图4为自动对焦评价值与镜组的移动距离的关系图。请同时参考图3及图4，如步骤S140，致动器134驱动镜组132以一第二距离往第二方向移动，及利用控制器140计算第二自动对焦评价值，直到如步骤S150，控制器140获得三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)呈现先增加后减少的情形，且差值D(n+1)及D(n+2)超过一预设值时，此时镜组132的第一阶段对焦完成，镜组132不再往第一方向移动第一距离。

然后，控制器140控制镜组132的移动方向。简单地来说，便是进行照相模块130第二阶段的对焦。在本实施例中，控制器140是借由致动器134控制镜组132往一相对于第一方向的第二方向移动，以进行第二阶段的对焦。特别的是，由于三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)是先增加后减少，因此可得知最大的自动对焦评价值是位于对焦区间An～A(n+2)里。最后，如步骤S160，利用斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法，镜组132能够在对焦区间An～A(n+2)里获得让图像清晰地成像于感光组件146上的精确的对焦位置，让电子装置100具有良好的成像质量。

由上述可知，在照相模块130第一阶段的对焦，镜组132是以较大的第一距离移动，以找出对焦区间An～A(n+2)。然后，在第二阶段的对焦，让镜组132在对焦区间An～A(n+2)里利用斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法，以找出镜组132的精确的对焦位置。因此，使用本实施例的电子装置以及照相模块自动对焦方法可以利用较已知为少的取样次数及取样时间来达到准确对焦的目的。

请继续参考图2、图3及图4，当自动对焦评价值A2小于自动对焦评价值A1时，如步骤S132b，控制器140会借由致动器134来控制镜组132往一相对于第一方向的第二方向来移动第一距离。

之后亦重复步骤S140多次，直到如步骤S150，控制器140获得三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)呈现先增加后减少的情形，且差值D(n+1)及D(n+2)超过一预设值时，此时镜组132的第一阶段对焦完成，镜组132不再往第二方向移动第一距离。

然后如步骤S160，以斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法，以进行照相模块130第二阶段的对焦。与上述的自动对焦评价值A2大于自动对焦评价值A1的情形相同，由于三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)是先增加后减少，因此可得知最大的自动对焦评价值是位于对焦区间An～A(n+2)里。利用斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法，镜组132能够在对焦区间An～A(n+2)里获得让图像清晰地成像于感光组件146上的精确的对焦位置。

请继续参考图2、图3及图4，当差值D1的绝对值小于差值D2的绝对值时，如步骤S134，控制器140会接着判断自动对焦评价值A3是否大于自动对焦评价值A2。当自动对焦评价值A3大于自动对焦评价值A2时，如步骤S134a，控制器140会借由致动器134来控制镜组132继续往第一方向移动第一距离。

重复步骤S140多次，直到如步骤S150，控制器140获得三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)呈现先增加后减少的情形，且差值D(n+1)及D(n+2)超过一预设值时，此时镜组132的第一阶段对焦完成，镜组132不再往第一方向移动第一距离。

然后如步骤S160，控制器140控制镜组132进行第二阶段的对焦。在本实施例中，利用斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法，控制器140借由致动器134控制镜组132移动，使镜组132能够在对焦区间An～A(n+2)里获得让图像清晰地成像于感光组件146上的精确的对焦位置。

请继续参考图2、图3及图4，当自动对焦评价值A3小于自动对焦评价值A2时，如步骤S134b，控制器140会借由致动器134来控制镜组132往相对于第一方向的第二方向来移动第一距离。

之后亦重复步骤S140多次，直到如步骤S150，控制器140获得三个连续的自动对焦评价值An、A(n+1)及A(n+2)呈现先增加后减少的情形，且差值D(n+1)及D(n+2)超过一预设值时，此时镜组132的第一阶段对焦完成，镜组132不再往第二方向移动第一距离。

然后，控制器140控制镜组132的移动方向，以进行照相模块130第二阶段的对焦。在本实施例中，控制器140是利用斐波纳契搜索(FibonacciSearch)算法，并借由致动器134控制镜组132，以进行第二阶段的对焦，让镜组132能够在对焦区间An～A(n+2)里获得让图像清晰地成像于感光组件146上的精确的对焦位置。

综上所述，本发明的照相模块自动对焦方法是先以较大的对焦距离来找出照相模块具有最大自动对焦评价值的对焦区间，然后再以斐波纳契搜索(Fibonacci Search)算法找出精确的对焦位置。因此，本发明的照相模块自动对焦方法以及使用此照相模块自动对焦方法的电子装置至少具有下列的优点：

移动镜组以对焦取样的次数较已知为少，并且能够缩短镜组的对焦时间。

能够获得镜组精确对焦的位置，以使电子装置具有良好的成像质量。

Claims (8)

1.一种照相模块自动对焦方法，其特征是，上述的方法包括：

根据上述的照相模块的一镜组往一第一方向的移动位置计算出多个第一自动对焦评价值；

根据上述的多个第一自动对焦评价值控制上述的镜组的移动方向；

根据上述的镜组往一第二方向的移动位置计算出多个第二自动对焦评价值；以及

当三个连续的上述的多个第二自动对焦评价值为先增加后减少时，利用一斐波纳契搜索算法计算出上述的镜组的一对焦位置，

其中，当三个连续的上述的第一自动对焦评价值为增加，一控制器控制上述的镜组继续往上述的第一方向移动，当三个连续的上述的第一自动对焦评价值为先增加后减少时，上述的控制器控制上述的镜组往上述的第二方向移动，而上述的第二方向与上述的第一方向相反。

2.如权利要求1所述的照相模块自动对焦方法，其特征是，其中根据上述的照相模块的上述的镜组往上述的第一方向的移动位置计算出上述的多个第一自动对焦评价值包括：

当上述的照相模块的上述的镜组于一原始位置时，通过一控制器计算上述的第一自动对焦评价值；以及

使上述的镜组以一第一距离往上述的第一方向移动多次，且上述的镜组每移动一次，上述的控制器计算出一个上述的照相模块的上述的第一自动对焦评价值。

3.如权利要求1所述的照相模块自动对焦方法，其特征是，其中上述的方法包括根据两个连续的上述的第一自动对焦评价值的一差值，实现上述的控制器控制上述的镜组的移动方向。

4.一种具有照相模块自动对焦的电子装置，上述的电子装置包括：

一照相模块，还包括：

一镜组；

一致动器，与上述的镜组连接，其中上述的致动器用以驱动上述的镜组移动；

一控制器，与上述的致动器电性连接，用以借由致动器驱动上述的镜组的移动方向，其中：

控制器根据上述镜组往一第一方向的移动位置计算出多个第一自动对焦评价值；

控制器根据上述的多个第一自动对焦评价值结果，由上述致动器控制上述的镜组的移动方向；

控制器根据上述的镜组往一第二方向的移动位置计算出多个第二自动对焦评价值的模块；以及

当三个连续的上述的多个第二自动对焦评价值为先增加后减少时，控制器以一斐波纳契搜索算法计算出上述的镜组的一对焦位置，

其中，当三个连续的上述的第一自动对焦评价值为增加，上述的致动器控制上述的镜组继续往上述的第一方向移动，当三个连续的上述的第一自动对焦评价值为先增加后减少时，上述的致动器控制上述的镜组往上述的第二方向移动，而上述的第二方向与上述的第一方向相反。

5.如权利要求4所述的具有照相模块自动对焦的电子装置，其特征是，当上述的照相模块的上述的镜组在一原始位置时，上述的控制器计算上述的第一自动对焦评价值的模块。

6.如权利要求4所述的具有照相模块自动对焦的电子装置，其特征是，包括使上述的镜组以一第一距离往上述的第一方向移动多次，且上述的镜组每移动一次，上述的控制器计算上述的照相模块的上述的第一自动对焦评价值的模块。

7.如权利要求4所述的具有照相模块自动对焦的电子装置，其特征是，包括根据两个连续的上述的第一自动对焦评价值的一差值，上述的致动器控制上述的镜组的移动方向。

8.如权利要求4所述的具有照相模块自动对焦的电子装置，其特征是，其中致动器包括音圈电机、步进电机或压电组件。

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