CN104079837A - 一种基于图像传感器的对焦方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于数码摄像技术领域，提供了一种基于图像传感器的对焦方法及装置。所述方法包括：在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦；在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。从而实现了拍摄设备在拍摄时的二次对焦采样，解决了现有的拍摄设备对高频信号解像力低的问题，并且提高了所拍摄到的照片的分辨率。

Description

一种基于图像传感器的对焦方法及装置

技术领域

本发明属于数码摄像技术领域，尤其涉及一种基于图像传感器的对焦方法及装置。

背景技术

目前拍摄设备的对焦系统普遍是通过移动镜头来实现拍摄时的对焦，从而可以解决物体在图像传感器表面成像模糊的问题。

镜头对焦能够实现物体的清晰成像，却会使得拍摄设备对信号的采样能力降低，尤其是高频信号，从而导致所拍摄出来的图像模糊，拍摄设备存在解像力差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像传感器的对焦方法及装置，以提高拍摄设备的解像力，提升所拍摄出来的照片质量。

本发明是这样实现的，一种基于图像传感器的对焦方法，所述方法包括：

在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦；

在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。

进一步地，所述微电机机构设置于所述图像传感器与PCB电路板结合处；

所述通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦包括：

通过微电机机构控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上移动以进行第二次对焦。

进一步地，所述微电机机构包括基板、滚珠，以及控制图像传感器移动的马达；

其中，所述基板与图像传感器连接，所述滚珠分别与所述基板和PCB电路板连接，所述马达设置在所述PCB电路板上。

进一步地，所述移动图像传感器以进行第二次对焦的步骤具体为：

启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动；

在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

进一步地，所述接收到拍摄请求信息后，移动镜头以进行第一次对焦包括：

在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像；

计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置；

将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。

本发明的第二方面，提供了一种基于图像传感器的对焦装置，所述装置包括：

第一对焦模块，用于在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦；

第二对焦模块，用于在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。

进一步地，所述微电机机构设置于所述图像传感器与PCB电路板结合处；

所述第二对焦模块具体用于：

通过微电机机构控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上移动以进行第二次对焦。

进一步地，所述微电机机构包括基板、滚珠，以及控制图像传感器移动的马达；

其中，所述基板与图像传感器连接，所述滚珠分别与所述基板和PCB电路板连接，所述马达设置在所述PCB电路板上。

进一步地，所述第二对焦模块包括：

启动单元，用于启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动；

对焦单元，用于在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

进一步地，所述第一对焦模块包括：

影像采集单元，用于在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像；

计算单元，用于计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置；

对焦单元，用于将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。

在本发明中，通过增加一个微电机机构来控制图像传感器的移动。在接收到拍摄请求信息后，首先控制镜头移动以进行第一次对焦；镜头对焦完成后，在镜头对焦的基础上通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦，从而实现了拍摄设备在拍摄时的二次对焦采样，解决了现有的拍摄设备对高频信号解像力低的问题，并且提高了所拍摄到的照片的分辨率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的基于图像传感器的对焦方法的实现流程图；

图2是本发明实施例一提供的图像传感器与微电机机构的组成结构图；

图3是本发明实施例一提供的基于图像传感器的对焦方法的效果示意图；

图4是本发明实施例二提供的基于图像传感器的对焦装置的组成结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，通过增加一个微电机机构来控制图像传感器的移动。在接收到拍摄请求信息后，首先控制镜头移动以进行第一次对焦；镜头对焦完成后，在镜头对焦的基础上通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦，从而实现了拍摄设备在拍摄时的二次对焦采样，解决了现有的拍摄设备对高频信号解像力低的问题，提高了所拍摄到的照片的分辨率。

图1示出了本发明实施例一提供的基于图像传感器的对焦方法的实现流程。所述方法应用于具有数码摄像功能的智能设备，如手机、平板电脑、数码摄像机等。

在步骤S101中，在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦。

在本发明实施例中，智能设备接收到用户输入的拍摄请求信息后，启动摄像头。所述拍摄请求信息可以由用户通过智能设备上预设按钮或已有的按钮中一个按钮或者多个按钮的组合发出；或者，由用户通过智能设备触摸屏发出的拍照请求信息(例如按直线或者曲线方式的滑动操作)。

智能设备接收到用户输入的拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦。具体包括：

A.在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像。

在本实施例中，镜头在指定的区域范围内移动，并且在移动的过程中通过镜头的感光组件撷取影像。

B.计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置。

在本实施例中，优选采用对比度评价函数计算所撷取到的影像的清晰度。所述影像的清晰度可以以空间区域上相邻像素的灰度差别为基准。相邻像素的灰度差别越明显，则灰度对比度评价值越大，影像的清晰度越高。

优选地，清晰度评价还可以采用方差评价函数或者能量梯度评价函数。

C.将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。

在本实施例中，获取到清晰度最高的位置后，将所述镜头移动到所述清晰度最高的对焦位置，从而实现镜头的对焦，完成第一次对焦过程。

在步骤S102中，在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动，以进行第二次对焦。

在本实施例中，预先在原有的图像传感器底部安装一个微电机机构，以使得所述图像传感器可以移动。图2是本发明实施例一提供的图像传感器和微电机机构的结构示意图。所述微电机机构2设置在所述图像传感器1与PCB电路板3结合处，包括基板21、滚珠22以及控制图像传感器移动的马达23。其中，所述基板与图像传感器连接，所述滚珠分别与所述基板和PCB电路板连接。进一步地，所述马达23包括一个驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和一个驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达。所述X轴马达和Y轴马达分别设置于所述PCB电路板上。在本实施例中，由马达控制滚珠22转动以带动图像传感器移动，从而实现了控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上沿X/Y轴移动。

在步骤S101中镜头对焦完成后，移动图像传感器以进行第二次对焦。在本实施例中，所述图像传感器优选为CCD或者CMOS图像传感器。

步骤S102具体为：

a.启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动。

b.在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

随着图像传感器的移动，图像画面逐渐清晰，图像画面的对比度开始上升，当画面最清晰，对比度最高时，对应的图像画面的分辨率最高。但是拍摄设备并不知道，仍然继续移动图像传感器，当发现对比度开始下降，进一步移动图像传感器，发现对比度进一步下降，则拍摄设备判断出已经错过了焦点。移动图像传感器退回去对比度最高的位置，从而实现了图像传感器的对焦，完成了第二次对焦。

优选地，所述方法还包括：

在第一次对焦和第二次对焦完成后，自动进行拍摄；或者，根据用户输入的拍摄指令进行拍摄。

在本发明中，通过增加一个微电机机构来控制图像传感器的移动。在接收到拍摄请求信息后，首先控制镜头移动以进行第一次对焦；镜头对焦完成后，在镜头对焦的基础上通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦，从而实现了拍摄设备在拍摄时的二次对焦采样，解决了现有的拍摄设备对高频信号解像力低的问题，并且提高了所拍摄到的照片的分辨率。

图3示出了本发明实施例一提供的基于图像传感器的对焦方法的效果示意图。

当与图像传感器像素同频率的物体在图像传感器表面成像时，传统的对焦方法是通过移动镜头来对焦的，则可能产生如图3a所示的情况，即图像传感器上每个像素点分别接收到黑色信号和白色信号，此时会照成像素之间的对比度降低。如果落在像素点上的信号正好是一半黑色信号和一半白色信号，图像传感器上像素点采集到的信号将都是灰色信号，物体成像后不能分辨出原来的特征，拍摄设备的解像力差。

在镜头完成对焦之后，再通过微电机机构控制图像传感器移动，以进行第二次对焦，使得黑色信号和白色信号分别落在图像传感器的一个像素点上面(此时根据对比度获得的分辨率最高)。图像传感器采样得到的信号将是完整的黑白线对，如图3b所示。物体成像后可以清楚地分辨出物体原来的特征，拍摄设备的解像力大大提高。

实施例二

图4示出了本发明实施例二提供的基于图像传感器的对焦装置，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

如图4所示，所述装置包括：

第一对焦模块4，用于在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦。

在本实施例中，所述第一对焦模块4包括：

影像采集单元41，用于在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像；

计算单元42，用于计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置；

对焦单元43，用于将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。

第二对焦模块5，用于在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。

在本实施例中，所述装置还包括一可移动的图像传感器1和微电机机构2。

所述微电机机构2设置于所述图像传感器1与PCB电路板3结合处，用于控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上移动。

在本实施例中，所述微电机机构2包括基板21、滚珠22，以及控制图像传感器移动的马达23。进一步地，所述马达23包括一个驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和一个驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达。所述X轴马达和Y轴马达分别设置于所述PCB电路板上。在本实施例中，由马达23驱动滚珠22转动以带动图像传感器移动，从而实现了所述图像传感器在PCB电路板所在平面上沿X/Y轴移动。

因此，所述第二对焦模块5包括：

启动单元51，用于启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动；

对焦单元52，用于在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

优选地，所述装置还包括：

拍摄模块6，用于在第一次对焦和第二次对焦完成后，自动进行拍摄；或者，根据用户输入的拍摄指令进行拍摄。

在本发明中，通过增加一个微电机机构来控制图像传感器的移动。在接收到拍摄请求信息后，首先控制镜头移动以进行第一次对焦；镜头对焦完成后，在镜头对焦的基础上通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦，从而实现了拍摄设备在拍摄时的二次对焦采样，解决了现有的拍摄设备对高频信号解像力低的问题，提高了所拍摄到的照片的分辨率。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。例如，各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于图像传感器的对焦方法，其特征在于，所述方法包括：

在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦；

在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。

2.如权利要求1所述的基于图像传感器的对焦方法，其特征在于，所述微电机机构设置于所述图像传感器与PCB电路板结合处；

所述通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦包括：

通过微电机机构控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上移动以进行第二次对焦。

3.如权利要求2所述的基于图像传感器的对焦方法，其特征在于，所述微电机机构包括基板、滚珠，以及控制图像传感器移动的马达；

其中，所述基板与图像传感器连接，所述滚珠分别与所述基板和PCB电路板连接，所述马达设置在所述PCB电路板上。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于图像传感器的对焦方法，其特征在于，所述通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦的步骤具体为：

启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动；

在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

5.如权利要求1所述的基于图像传感器的对焦方法，其特征在于，所述接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦包括：

在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像；

计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置；

将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。

6.一种基于图像传感器的的对焦装置，其特征在于，所述装置包括：

第一对焦模块，用于在接收到拍摄请求信息后，控制镜头移动以进行第一次对焦；

第二对焦模块，用于在所述第一次对焦完成后，通过微电机机构控制图像传感器移动以进行第二次对焦。

7.如权利要求6所述的基于图像传感器的对焦装置，其特征在于，所述微电机机构设置于所述图像传感器与PCB电路板结合处；

所述第二对焦模块具体用于：

通过微电机机构控制所述图像传感器在PCB电路板所在平面上移动以进行第二次对焦。

8.如权利要求7所述的基于图像传感器的对焦装置，其特征在于，所述微电机机构包括基板、滚珠，以及控制图像传感器移动的马达；

其中，所述基板与图像传感器连接，所述滚珠分别与所述基板和PCB电路板连接，所述马达设置在所述PCB电路板上。

9.如权利要求6至8任一项所述的基于图像传感器的对焦装置，其特征在于，所述第二对焦模块包括：

启动单元，用于启动微电机机构中的驱动图像传感器沿X轴左右移动的X轴马达和驱动图像传感器沿Y轴上下移动的Y轴马达，通过所述X轴马达和Y轴马达控制滚珠转动，以使得所述图像传感器在指定的区域范围内移动；

对焦单元，用于在所述图像传感器的移动过程中，通过对比度来获取分辨率最高的位置，并以所述分辨率最高的位置作为图像传感器的对焦位置，将所述图像传感器移动至所述对焦位置，以实现第二次对焦。

10.如权利要求6所述的基于图像传感器的对焦装置，其特征在于，所述第一对焦模块包括：

影像采集单元，用于在控制镜头移动的过程中，通过镜头的感光组件撷取影像；

计算单元，用于计算所撷取到的影像的清晰度，并以清晰度最高的位置作为镜头的对焦位置；

对焦单元，用于将所述镜头移动至所述对焦位置，以实现第一次对焦。