CN105204269B - 一种激光辅助对焦方法及拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光辅助对焦方法及拍摄装置；其中方法包括：建立镜头拍摄距离参数与镜头移动范围值之间的相互对应关系表；并测量被拍摄物的测量距离，将测量距离与拍摄距离参数进行匹配，查找到与测量距离对已的镜头移动范围值，根据镜头移动范围值驱动镜头移动到对应的拍摄位置。本发明通过建立镜头拍摄距离参数与镜头移动范围值之间的相互对应关系表来提升对焦速度，并提升了弱光下的对焦精度。

Description

一种激光辅助对焦方法及拍摄装置

技术领域

本发明涉及图像拍摄技术领域，尤其涉及一种激光辅助对焦方法及拍摄装置。

背景技术

现有的激光对焦主要是通过在镜头上附加一个微型发射器，利用微型发射器可以发射出低强度脉冲激光，然后通过红外传感器将反弹折射回来的信号进行回收，从而实现对焦的目的。这种对焦需要每个红外脉冲光束经过电子测量器多次反复计算反射时间来建立一个精确的范围，并通过一个接收器来计算具体的物体或场景究竟有多远，来驱动镜头缓慢移动来判断对焦点是否清晰，此过程耗时长，并且容易受到环境光线影响，导致对焦效果欠佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的对焦耗时长且容易受到环境光线影响导致对焦效果欠佳的缺陷，提供一种激光辅助对焦方法及拍摄装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光辅助对焦方法，该方法包括：

获取由拍摄焦距与镜头位移所决定的对焦曲线；

利用激光测距装置测量被拍摄物的距离；

将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配并根据数值匹配结果在对焦曲线上查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移；

根据第一镜头位移驱动镜头移动以完成对焦。

进一步地，拍摄焦距包括远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距；

对焦曲线包括由远景拍摄焦距与镜头位移所决定的第一对焦曲线，以及由中前景拍摄焦距与镜头位移所决定的第二对焦曲线。

进一步地，当被拍摄物在镜头的取景画面中的占比小于35％时，将测量得到的被拍摄物距离与第一对焦曲线上的拍摄焦距进行匹配；

当被拍摄物在镜头的取景画面中的占比大于或等于35％时，将测量得到的被拍摄物距离与第二对焦曲线中的拍摄焦距进行匹配。

进一步地，第一对焦曲线的横坐标为镜头位移，第一对焦曲线的纵坐标为远景拍摄焦距；

第二对焦曲线的横坐标也为镜头位移，第二对焦曲线的纵坐标为中前景拍摄焦距。

进一步地，获取由拍摄焦距与镜头位移所决定的对焦曲线的步骤具体包括：

驱动镜头从最近点移动到最远点，在运动过程中结合镜头的景深参数记录每个对焦点的位置，得到镜头拍摄焦距与镜头位移之间的对焦曲线。

进一步地，激光测距装置包括激光发射端与激光接收端，且利用激光测距装置测量被拍摄物的距离的步骤具体包括：

通过激光发射端对被拍摄物发射激光光束，然后通过激光接收端接收激光反射光束，然后根据反射接收时间计算被拍摄物的距离。

进一步地，将测量得到的被拍摄物距离距离与拍摄焦距进行数值匹配并根据数值匹配结果在对焦曲线上查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移的步骤具体包括：

将测量得到的被拍摄物距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与测量得到的被拍摄物距离相等的第一拍摄焦距，然后在对焦曲线上查找与第一拍摄焦距相对应的第一镜头位移。

进一步地，将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配并根据数值匹配结果在对焦曲线上查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移的步骤具体包括：

将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配，查找到与测量得到的被拍摄物距离最接近的第二拍摄焦距，以及与第一拍摄焦距前后相邻的第三拍摄焦距与第四拍摄焦距，然后根据第二拍摄焦距、第三拍摄焦距、第四拍摄焦距各获取一张预览图像并进行对比，将最清晰的一张预览图像所对应的第二拍摄焦距或第三拍摄焦距或第四拍摄焦距作为第一拍摄焦距，最后在对焦曲线上查找与第一拍摄焦距相对应的第一镜头位移。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种拍摄装置，包括：第一获取单元、处理单元、查找单元、记录单元、镜头、驱动单元及激光测距装置；

其中，第一获取单元与镜头连接，用于获取镜头的拍摄焦距；

记录单元与镜头连接，用于记录镜头在每一拍摄焦距需要的镜头位移；

激光测距装置设置于镜头上，用于测量被拍摄物的距离；

处理单元与获取单元、及记录单元连接，用于根据获取单元获取的拍摄焦距和记录单元记录的镜头位移建立对焦曲线；

查找单元与处理单元连接，用于根据对焦曲线查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移；

驱动单元根据第一镜头位移驱动镜头移动以完成对焦。

进一步地，拍摄装置还包括第二获取单元和比较单元；

第二获取单元与处理单元连接，用于根据拍摄焦距获取不同的预览图像；

比较单元与第二获取单元、及查找单元均连接，用于将不同的预览图像进行对比，得到最清晰的预览图像对应的拍摄焦距；

查找单元根据最清晰的预览图像对应的拍摄焦距在对焦曲线上查找第一镜头位移。

本发明与现有技术相比具有如下优点：通过建立镜头拍摄距离参数与镜头移动范围值之间的相互对应关系表，来快速在对应关系表中找到与被拍摄物的距离相对应的镜头移动范围值，并根据找到的镜头移动范围值确定镜头的最佳移动范围值，从而驱动镜头快速移动至最佳对焦点。此对焦过程通过激光测距仪来测量被拍摄物距离，并根据对应关系表将测量距离转换成镜头移动范围值且定向移动来提升对焦速度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的激光辅助对焦方法流程图；

图2为本发明的拍摄装置原理框图。

图3为远景拍摄焦距与镜头位移决定的第一对焦曲线。

图4为中前景拍摄焦距与镜头位移决定的第二对焦曲线。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，为本发明的激光辅助对焦的方法流程图。由图1可知，本发明的激光辅助对焦方法包括如下步骤：

步骤A：获取由拍摄焦距与镜头位移所决定的对焦曲线。具体地，通过驱动镜头从拍摄最近点移动到最远点，并在镜头的整个移动过程中结合镜头的景深参数记录镜头在每个拍摄位置对应拍摄最清晰时需要的对焦点的位置，即记录拍摄焦距与镜头位移之间对应的数值，并根据记录的对应数值生成有拍摄焦距与镜头位移决定的对焦曲线。其中拍摄焦距作为对焦曲线的纵坐标，镜头位移作为对焦曲线的横坐标。

优选地，拍摄焦距包括远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距。记录的对应数值分为远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距分别与镜头位移之间对应的数值，本实施例中，为了记录方便，将远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距与镜头位置之间的对应数值放在同一数值表中，具体见表一。如图3、4所示，对焦曲线包括由远景拍摄焦距作为纵坐标，镜头位移作为横坐标的第一对焦曲线和由中前景拍摄焦距作为纵坐标，镜头位移作为横坐标的第二对焦曲线。

表一是记录的镜头拍摄焦距与镜头位移之间的对应数值。

步骤B:利用激光测距装置测量被拍摄物的距离。具体地，在本实施例中，激光测距装置包括激光发射端与激光接收端，通过激光发射端对被拍摄物发射激光光束，然后通过激光接收端接收激光反射光束，然后根据反射接收时间计算被拍摄物的距离。可以理解地，激光测距装置本发明并不做具体限制，其可是是现有的任何激光测距工具，本实施例中的激光测距装置的测量范围为0到50CM；如果被拍摄物体的距离在50CM以外，那么激光测距装置可判断所需要的焦距大于50CM，然后可将判断结果反馈至拍摄装置，拍摄装置的驱动单元可驱动镜头向50CM以外的地方进行对焦，这样也可以大大减少对焦的程序，提高对焦效率，减少对焦时间。

步骤C:将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配并根据数值匹配结果在对焦曲线上查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移。

优选地，需要判断拍摄焦距是远景拍摄焦距还是中前景拍摄焦距。在本实施例中，当被拍摄物在镜头的取景中的占比小于35％时，判断出需要远景拍摄焦距，将测量得到的被摄物距离与第一对焦曲线上的拍摄焦距进行匹配。

当被拍摄物在镜头的取景中的占比大于或等于35％时，判断出需要近景拍摄焦距，将测量得到的被拍摄物距离与第二对焦曲线中的拍摄焦距进行匹配。

可以理解地，当测量得到的被拍摄物距离与对焦曲线中的拍摄焦距有相同值时，将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配，查找到与测量得到的被拍摄物距离相等的第一拍摄焦距，然后在对焦曲线上查找与第一拍摄焦距相对应的第一镜头位移。

当测量得到的被拍摄物距离与对焦曲线中的拍摄焦距没有相同值时，将测量得到的被拍摄物距离与拍摄焦距进行数值匹配，查找到与测量得到的被拍摄物距离最接近的第二拍摄焦距，以及与第一拍摄焦距前后相邻的第三拍摄焦距与第四拍摄焦距，然后根据第二拍摄焦距、第三拍摄焦距、第四拍摄焦距各获取一张预览图像并进行对比，将最清晰的一张预览图像所对应的第二拍摄焦距或第三拍摄焦距或第四拍摄焦距作为第一拍摄焦距，最后在对焦曲线上查找与第一拍摄焦距相对应的第一镜头位移。

例如，当测量得到的被拍摄物距离为38cm,且在镜头的取景中的占比小于35％，则将38cm作为第一拍摄焦距在第一对焦曲线中查找，发现没有与38cm相同拍摄焦距，需要进一步查找与38cm最接近的拍摄焦距，发现37.8cm对应最接近，即以37.8cm对应的镜头移动范围值-0.065作为第二拍摄焦距，并找到与第一拍摄焦距38cm前后相邻的第三拍摄焦距43.8cm和第四拍摄焦距37.8cm，此时，发现从对焦曲线中查找到的第四拍摄焦距与第二拍摄焦距相同，则驱动镜头移动至第二拍摄焦距和第三拍摄焦距处分别获取一张预览图像，并进行对比，发现第二拍摄焦距37.8cm对应的预览图像最清晰，则将第二拍摄焦距作为第一拍摄焦距。

步骤D:根据第一镜头位移驱动镜头移动以完成对焦。从上面整个对焦完成过程可看出，在整个激光辅助对焦过程中，完全不受外界光线影响，对焦效果很好，特别是在弱光下的对焦精度很高，改善用户拍照体验和拍照对焦效果。

如图2所示，为本发明的拍摄装置原理框图。由图2可知，第一获取单元21、处理单元23、查找单元25、记录单元27、镜头29、驱动单元22及激光测距装置24。

其中，第一获取单元21与镜头29连接，用于获取镜头29的拍摄焦距；

记录单元27与镜头29连接，用于记录镜头29在每一拍摄焦距需要的镜头位移；

激光测距装置24设置于镜头29上，用于测量被拍摄物的距离；

处理单元23与第一获取单元21、及记录单元27连接，用于根据第一获取单元21获取的拍摄焦距和记录单元27记录的镜头位移建立对焦曲线；

查找单元25与处理单元23连接，用于根据对焦曲线查找与测量得到的被拍摄物距离相对应的第一镜头位移；

驱动单元22根据第一镜头位移驱动镜头29移动以完成对焦。

进一步地，拍摄装置还包括第二获取单元26、判断单元28和比较单元30。

第二获取单元26与处理单元23连接，用于根据拍摄焦距获取不同的预览图像；

判断单元28与镜头29连接，用于判断与测量得到的被拍摄物的距离相匹配的拍摄焦距是远景拍摄焦距或中前景拍摄焦距；

比较单元30与第二获取单元26连接，用于将不同的预览图像进行对比，得到最清晰的预览图像对应的拍摄焦距。

综上可知，本发明的拍摄装置，通过记录单元记录镜头拍摄距离参数与镜头移动范围值之间的相互对已关系，并将相互对应关系以对应关系表形式存储在存储单元中，使得在使用本发明的拍摄装置时，只需测量被拍摄物的测量距离，然后将测量距离与对应关系表中的镜头拍摄距离参数相匹配，就可以快速准确找到被拍摄物对应需要的镜头移动范围值，从而在提高对焦速度的基础上，还能提高弱光下的对焦精度。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (7)

1.一种激光辅助对焦方法，其特征在于，所述方法包括：

获取由拍摄焦距与镜头位移所决定的对焦曲线；所述获取由拍摄焦距与镜头位移所决定的对焦曲线的步骤具体包括：在所述镜头运动过程中记录远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距分别与镜头位移之间对应的数值，并根据记录的对应数值生成由拍摄焦距与镜头位移决定的对焦曲线；所述对焦曲线包括由所述远景拍摄焦距与所述镜头位移所决定的第一对焦曲线，以及由所述中前景拍摄焦距与所述镜头位移所决定的第二对焦曲线；

利用激光测距装置测量被拍摄物的距离；

判断拍摄焦距是远景拍摄焦距还是中前景拍摄焦距，若是远景拍摄焦距，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配并根据所述数值匹配结果在所述第一对焦曲线上查找与所述距离相对应的第一镜头位移，若是中前景拍摄焦距，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配并根据所述数值匹配结果在所述第二对焦曲线上查找与所述距离相对应的第一镜头位移；其中，若所述距离与所述对焦曲线中的拍摄焦距有相同值，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与所述距离相等的第一拍摄焦距，然后在所述对焦曲线上查找与所述第一拍摄焦距相对应的所述第一镜头位移；若所述距离与所述拍摄焦距没有相同值，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与所述距离最接近的第二拍摄焦距，以及与所述第一拍摄焦距前后相邻的第三拍摄焦距与第四拍摄焦距，然后根据所述第二拍摄焦距、所述第三拍摄焦距、所述第四拍摄焦距各获取一张预览图像并进行对比，将最清晰的一张所述预览图像所对应的所述第二拍摄焦距或所述第三拍摄焦距或所述第四拍摄焦距作为所述第一拍摄焦距，最后在所述对焦曲线上查找与所述第一拍摄焦距相对应的所述第一镜头位移；

根据所述第一镜头位移驱动所述镜头移动以完成对焦。

2.根据权利要求1所述的激光辅助对焦方法，其特征在于，当所述被拍摄物在所述镜头的取景画面中的占比小于35％时，将所述距离与所述第一对焦曲线上的所述拍摄焦距进行匹配；

当所述被拍摄物在所述镜头的取景画面中的占比大于或等于35％时，将所述距离与所述第二对焦曲线中的所述拍摄焦距进行匹配。

3.根据权利要求2所述的激光辅助对焦方法，其特征在于，所述第一对焦曲线的横坐标为所述镜头位移，所述第一对焦曲线的纵坐标为所述远景拍摄焦距；

所述第二对焦曲线的横坐标为所述镜头位移，所述第二对焦曲线的纵坐标为所述中前景拍摄焦距。

4.根据权利要求1所述的激光辅助对焦方法，其特征在于，所述激光测距装置包括激光发射端与激光接收端，所述利用激光测距装置测量被拍摄物的距离的步骤具体包括：

通过所述激光发射端对所述被拍摄物发射激光光束，然后通过所述激光接收端接收激光反射光束，然后根据反射接收时间计算所述被拍摄物的距离。

5.根据权利要求2所述的激光辅助对焦方法，其特征在于，所述将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配并根据所述数值匹配结果在所述对焦曲线上查找与所述距离相对应的第一镜头位移的步骤具体包括：

将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与所述距离相等的第一拍摄焦距，然后在所述对焦曲线上查找与所述第一拍摄焦距相对应的所述第一镜头位移。

6.一种拍摄装置，其特征在于，所述拍摄装置包括：第一获取单元、处理单元、查找单元、记录单元、镜头、驱动单元及激光测距装置；

所述第一获取单元与所述镜头连接，用于获取所述镜头的拍摄焦距，所述拍摄焦距包括远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距；

所述记录单元与所述镜头连接，用于在所述驱动单元驱动所述镜头移动过程中，记录远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距分别与镜头位移之间对应的数值；

所述激光测距装置设置于所述镜头上，用于测量被拍摄物的距离；

所述处理单元与所述第一获取单元、及所述记录单元连接，用于根据所述第一获取单元获取的远景拍摄焦距和中前景拍摄焦距分别与镜头位移之间对应的数值，生成由拍摄焦距与镜头位移决定的对焦曲线，所述对焦曲线包括由所述远景拍摄焦距与所述镜头位移所决定的第一对焦曲线，以及由所述中前景拍摄焦距与所述镜头位移所决定的第二对焦曲线；

所述查找单元与所述处理单元连接，用于判断拍摄焦距是远景拍摄焦距还是中前景拍摄焦距，若是远景拍摄焦距，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配并根据所述数值匹配结果在所述第一对焦曲线上查找与所述距离相对应的第一镜头位移，若是中前景拍摄焦距，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配并根据所述数值匹配结果在所述第二对焦曲线上查找与所述距离相对应的第一镜头位移；其中，若所述距离与所述对焦曲线中的拍摄焦距有相同值，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与所述距离相等的第一拍摄焦距，然后在所述对焦曲线上查找与所述第一拍摄焦距相对应的所述第一镜头位移；若所述距离与所述拍摄焦距没有相同值，则将所述距离与所述拍摄焦距进行数值匹配，查找到与所述距离最接近的第二拍摄焦距，以及与所述第一拍摄焦距前后相邻的第三拍摄焦距与第四拍摄焦距，然后根据所述第二拍摄焦距、所述第三拍摄焦距、所述第四拍摄焦距各获取一张预览图像并进行对比，将最清晰的一张所述预览图像所对应的所述第二拍摄焦距或所述第三拍摄焦距或所述第四拍摄焦距作为所述第一拍摄焦距，最后在所述对焦曲线上查找与所述第一拍摄焦距相对应的所述第一镜头位移；

所述驱动单元根据所述第一镜头位移驱动所述镜头移动以完成对焦。

7.根据权利要求6所述的拍摄装置，其特征在于，所述拍摄装置还包括第二获取单元、判断单元和比较单元；

所述第二获取单元与所述处理单元连接，用于根据所述拍摄焦距获取不同的预览图像；

所述判断单元与所述镜头连接，用于判断与测量得到的被拍摄物的距离相匹配的拍摄焦距是远景拍摄焦距或中前景拍摄焦距；

所述比较单元与所述第二获取单元连接，用于将所述不同的预览图像进行对比，得到最清晰的预览图像对应的拍摄焦距。