CN103458159A - 具有测距功能的电子装置及测距方法 - Google Patents

Abstract

一种具有测距功能的电子装置包括镜头、感光元件和处理单元，电子装置设置有初始状态，在该初始状态时，镜头的焦距和相距分别设置为初始焦距和初始相距，处理单元用于在待拍物体在感光元件上进行成像时对镜头进行调整，使待拍物体有清晰地成像，处理单元还用于在对镜头进行调整后侦测镜头焦距的变量值和相距的变量值，根据初始焦距及初始相距分别计算出镜头的当前焦距及当前相距，并根据物体成像公式中焦距、相距和物距的关系及当前焦距和当前相距计算出电子装置当前的物距。本发明还提供相应的测距方法。通过本发明的具有测距功能的电子装置及测距方法，能够不利用红外线探测器等红外元件而简单测出待拍物体到电子装置镜头的距离。

Description

具有测距功能的电子装置及测距方法

技术领域

本发明涉及电子装置，特别涉及具有测距功能的电子装置及测距方法。

背景技术

目前，具有拍照功能的电子装置，如手机、相机等电子装置，通常需要侦测物距，然后进行更精准的对焦等操作。现有的电子装置通常通过红外线发射器和接收器等元件来侦测待拍物体到电子装置镜头上的距离（物距）。然而，这种侦测物距的方式需要较多的元器件，增加了电子装置的生产成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有测距功能的电子装置及测距方法，该电子装置能够在不需要红外线发射器或接收器等红外元件的情况下简单的计算出电子装置的镜头到待拍物体之间的距离，以解决上述问题。

该具有测距功能的电子装置包括镜头、感光元件和处理单元，待拍物体通过镜头在感光元件上进行成像，该电子装置设置有一初始状态，电子装置被开启拍摄功能后进入该初始状态，在该初始状态时，镜头的焦距和相距分别设置为初始焦距f1和初始相距v1，该处理单元包括一镜头调整模块，该镜头调整模块用于在待拍物体在感光元件上进行成像时对镜头进行调整，使待拍物体在感光元件上有清晰地成像，该处理单元还包括：

焦距变量侦测模块，用于在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头的当前焦距f2；

相距变量侦测模块，用于在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测电子装置相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置的当前相距v2；

物距计算模块，用于根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置当前的物距u2，即待拍物体到电子装置镜头的距离。

该测距方法用于具有测距功能的电子装置中，该电子装置设置有一初始状态，电子装置被开启拍摄功能后进入该初始状态，在该初始状态时，电子装置镜头的焦距和相距分别设置为初始焦距f1和初始相距v1，该测距方法包括步骤：

在待拍物体在电子装置的感光元件上进行成像时对电子装置的镜头进行调整，使待拍物体在感光元件上有清晰地成像；

在对镜头进行调整后侦测镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头的当前焦距f2；

在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测电子装置相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置的当前相距v2；

根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置当前的物距u2，即待拍物体到电子装置镜头的距离。

通过本发明的具有测距功能的电子装置及测距方法，能够不利用红外线探测器等红外元件而简单测出待拍物体到电子装置镜头的距离。

附图说明

图1为本发明一实施方式中具有测距功能的电子装置的模块图。

图2为图1中具有测距功能的电子装置的显示屏的示意图。

图3为图1中具有测距功能的电子装置对待拍物体进行测距的原理示意图。

图4为测定待拍物体距离具有测距功能的电子装置的镜头的距离的测定方法的流程图。

主要元件符号说明

电子装置	100
		镜头	10
感光元件	20
		处理单元	30
镜头调整模块	301
		焦距变量侦测模块	302
相距变量侦测模块	303
		物距计算模块	304
待拍物体	40
		音圈马达	50
显示屏	60
		聚焦选定框	70

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请一并参阅图1-图3，一种具有测距功能的电子装置100，包括镜头10、感光元件20和处理单元30，待拍物体40通过镜头10在感光元件20上进行成像。该镜头10包括一块或多块凸透镜镜片。该感光元件20为电荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）或互补金属氧化物导体元件（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）。该电子装置100为手机、照相机或摄影机等具有照相或摄像功能的装置。

该电子装置100设置有一初始状态，电子装置100被开启拍摄功能后进入该初始状态，在该初始状态时，镜头10的焦距和相距分别设置为初始焦距f1和初始相距v1。

该处理单元30包括镜头调整模块301，焦距变量侦测模块302、相距变量侦测模块303和物距计算模块304。该镜头调整模块301用于在待拍物体40在感光元件20上进行成像时对镜头10进行调整，使待拍物体40在感光元件20上清晰地成像。在本实施方式中，该电子装置100还包括一音圈马达（VCM）50，镜头调整模块301根据待拍物体40反射到感光元件20上的光线来控制音圈马达50对镜头10的移动，从而对镜头10的的焦距和相距进行调整，使待拍物体40在感光元件20上清晰地成像。例如，可通过检测成像图像的轮廓边缘来实现对待拍物体40的自动对焦。由于聚焦成像后的图像轮廓边缘清晰，亮度梯度大，或者说边缘处景物和背景之间的对比度大，而失焦成像的图像轮廓边缘模糊不清，亮度梯度或对比度低，且失焦越远，对比度越低。根据上述原理，则可利用待拍物体40所成像的轮廓边缘的亮度梯度来实现镜头对待拍物体40的自动对焦，使待拍物体40能在感光元件20上清晰的成像。

焦距变量侦测模块302用于在镜头调整模块301对镜头10进行调整后侦测镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头10的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头10的当前焦距f2。例如，在镜头调整模块301控制音圈马达50对镜头10进行移动后，焦距变量侦测模块302可以侦测镜头调整模块301控制音圈马达50转动的电信号，并从该电信号中获得音圈马达50驱动镜头10移动的距离，然后获得该焦距变化量△f。

相距变量侦测模块303用于在镜头调整模块301对镜头10进行调整后侦测电子装置100相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头10的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置100的当前相距v2。例如，在镜头调整模块301控制音圈马达50对镜头10进行移动后，相距变量侦测模块303同样可以侦测镜头调整模块301控制音圈马达50转动的电信号，并从该电信号中获得音圈马达50驱动镜头10移动的距离，然后获得该相距的变量值△v。

物距计算模块304用于根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置100当前的物距u2，即待拍物体40到电子装置镜头10的距离。该计算出的当前的物距u2具有很多不同的用途，例如，结合该物距u2及当前的相距v2和焦距f2对镜头10进行进一步地微调，使得待拍物体40在感光元件20上的成像更加清晰，又如，提醒用户当前镜头10距离待拍物体40的距离。

在本实施方式中，该电子装置100还包括一显示屏60，该显示屏60用于在拍摄时显示待拍物体40的取景画面，并在后续浏览照片时显示所拍摄的照片。在该显示屏60上还设置有一聚焦选定框70，该聚焦选定框70用于用户选定显示屏60上显示的取景画面中需要清晰聚焦的待拍物体40。镜头调整模块301则用于在用户通过聚焦选定框70选定一需要清晰聚焦的待拍物体40时对镜头10进行调整，使待拍物体40在感光元件20上清晰地成像。在电子装置100处于初始状态下时，聚焦选定框70选定显示屏60上显示的取景画面的中心位置为需要聚焦的对象，镜头调整模块301对镜头10进行调整，使取景画面中心位置处对应的待拍物体40在感光元件20上有清晰地成像，该聚焦选定框70还用于在用户的控制下选定显示画面中的其他位置。在电子装置100完成一次拍摄或重新进入拍摄功能后，电子装置100则回复到初始状态。

请参阅图4，为测定待拍物体40距离具有测距功能的电子装置100的镜头10的距离的测定方法的流程图。该测距方法包括步骤：

S401：在待拍物体40在电子装置100的感光元件20上进行成像时对电子装置100的镜头10进行调整，使待拍物体40在感光元件20上有清晰地成像；

S402：在对镜头10进行调整后侦测镜头10焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头10的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头10的当前焦距f2；

S403：在对镜头10进行调整后侦测电子装置100相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头10的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置100的当前相距v2；

S404：根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置100当前的物距u2，即待拍物体40到电子装置镜头10的距离。

在本实施方式中，步骤S401中在待拍物体40在感光元件20上进行成像时根据待拍物体40反射到感光元件20上的光线控制音圈马达50对镜头10的焦距或相距进行调整，使待拍物体40在感光元件20上清晰地成像。

Claims (11)

1.一种具有测距功能的电子装置，包括镜头、感光元件和处理单元，待拍物体通过镜头在感光元件上进行成像，该电子装置设置有一初始状态，电子装置被开启拍摄功能后进入该初始状态，在该初始状态时，镜头的焦距和相距分别设置为初始焦距f1和初始相距v1，该处理单元包括一镜头调整模块，该镜头调整模块用于在待拍物体在感光元件上进行成像时对镜头进行调整，使待拍物体在感光元件上有清晰地成像，其特征在于，该处理单元还包括：

焦距变量侦测模块，用于在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头的当前焦距f2；

相距变量侦测模块，用于在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测电子装置相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置的当前相距v2；

物距计算模块，用于根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置当前的物距u2，即待拍物体到电子装置镜头的距离。

2.如权利要求1所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，镜头调整模块在待拍物体在感光元件上进行成像时根据待拍物体反射到感光元件上的光线对镜头的焦距和相距进行调整，使待拍物体在感光元件上清晰地成像。

3.如权利要求2所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，该感光元件为电荷耦合元件或互补金属氧化物导体元件。

4.如权利要求3所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，该电子装置还包括一音圈马达，镜头调整模块通过该音圈马达对镜头的焦距和相距进行调整，使待拍物体在感光元件上清晰地成像。

5.如权利要求4所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，在音圈马达对镜头的焦距和相距进行调整后，焦距变量侦测模块通过侦测镜头调整模块控制音圈马达转动的电信号，并从该电信号中获得音圈马达驱动镜头移动的距离，侦测出镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f相距相对初始相距v1的变量值△v。

6.如权利要求2或5所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，该具有测距功能的电子装置还包括一显示屏，该显示屏用于在拍摄时显示待拍物体的取景画面，在该显示屏上还设置有一聚焦选定框，该聚焦选定框用于用户选定显示屏上显示的取景画面中需要清晰聚焦的待拍物体。

7.如权利要求6所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，镜头调整模块用于在聚焦选定框中出现需要清晰聚焦的待拍物体时对镜头进行调整，使待拍物体在感光元件上清晰地成像。

8.如权利要求7所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，在电子装置处于初始状态下时，聚焦选定框选定显示屏上显示画面的中心位置，镜头调整模块对镜头进行调整，使显示画面中心位置处的待拍物体在感光元件上清晰地成像，该聚焦选定框还用于在用户的控制下选定显示画面中的其他位置。

9.如权利要求8所述的具有测距功能的电子装置，其特征在于，在电子装置完成一次拍摄或重新进入拍摄功能后，电子装置回复到初始状态。

10.一种测距方法，用于具有测距功能的电子装置中，该电子装置设置有一初始状态，电子装置被开启拍摄功能后进入该初始状态，在该初始状态时，电子装置镜头的焦距和相距分别设置为初始焦距f1和初始相距v1，其特征在于，该测距方法包括步骤：

在待拍物体在电子装置的感光元件上进行成像时对电子装置的镜头进行调整，使待拍物体在感光元件上有清晰地成像；

在对镜头进行调整后侦测镜头焦距相对初始焦距f1的变量值△f，根据镜头的初始焦距f1及该焦距的变量值△f计算出镜头的当前焦距f2；

在镜头调整模块对镜头进行调整后侦测电子装置相距相对初始相距v1的变量值△v，根据镜头的初始相距v1及该相距的变量值△v计算出电子装置的当前相距v2；

根据物体成像公式1/u=1/f-1/v及当前焦距f2和当前相距v2计算出电子装置当前的物距u2，即待拍物体到电子装置镜头的距离。

11.如权利要求10所述的测距方法，其特征在于，在待拍物体在感光元件上进行成像时根据待拍物体反射到感光元件上的光线控制音圈马达对镜头的焦距和相距进行调整，使待拍物体在感光元件上清晰地成像。

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