CN105282447A - 一种摄像头模组的对焦方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了摄像头模组的对焦方法和摄像头模组的对焦系统，获取摄像头模组向上时的对焦启动电流和对焦最大行程电流以及摄像头模组向下时的对焦启动电流和对焦最大行程电流；获取摄像头模组的当前俯仰角；根据当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦启动电流、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流；根据当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流。本发明的摄像头模组的对焦方法和摄像头模组的对焦系统，对焦时间短、响应速度快。
Description
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，更具体地，涉及一种摄像头模组的对焦方法和系统。
背景技术
随着科技的发展，在手机、平板电脑、相机等具有拍照功能的数码产品的摄像头里面通常都安装有音圈马达(VoiceCoilMotor，VCM)，通过音圈马达驱动摄像头模组实现对焦，具体来说，是通过改变音圈马达内线圈的电流大小来调节镜头的位置以改变焦距，从而实现自动对焦。
参考图1所示，音圈马达3能够在摄像头模组边框1内带动镜头2运动以进行对焦，镜头2的运动范围是启动位置4和最大行程位置5之间，音圈马达的启动电流是音圈马达在启动位置带动镜头克服外力刚好动作时的临界电流，音圈马达的最大行程电流是音圈马达带动镜头克服外力达到最大行程时对应的电流。
由于音圈马达和镜头本身具有一定重量，对焦时会受到重力的影响，参考图3所示，摄像头模组向上时(俯仰角为+90°)的对焦启动电流为B、对焦最大行程电流为D；摄像头模组向下时(俯仰角为－90°)的对焦启动电流为A、对焦最大行程电流为C。现有技术在摄像头模组进行对焦的过程中，需要轮询摄像头模组向下时的对焦启动电流A和摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D所构成的电流区间，从而导致对焦时间较长，影响响应时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种摄像头模组的对焦方法和系统，使得对焦时间短，响应速度快。
根据本发明的第一方面，提供一种摄像头模组的对焦方法，包括：预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流和对焦最大行程电流以及摄像头模组向下时的对焦启动电流和对焦最大行程电流；获取摄像头模组的当前俯仰角；根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦启动电流、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流；根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流；在当前俯仰角下的对焦启动电流和对焦最大行程电流构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整所述摄像头模组的镜头的位置，从而对所述摄像头模组进行对焦。
优选地，所述摄像头模组的当前俯仰角是通过对陀螺仪传感器测量的角速度数据进行计算获得。
优选地，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组中。
优选地，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组所在的拍照设备中并位于所述摄像头模组的外部。
优选地，所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流-摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流+摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2；所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)；其中，μ为当前俯仰角，μ∈[-90°,90°]。
根据本发明的第二方面，提供一种摄像头模组的对焦系统，包括：存储单元，用于预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流和对焦最大行程电流以及摄像头模组向下时的对焦启动电流和对焦最大行程电流；当前俯仰角获取单元，用于获取摄像头模组的当前俯仰角；第一计算单元，用于根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦启动电流、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流；第二计算单元，用于根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流；对焦调整单元，用于在当前俯仰角下的对焦启动电流和对焦最大行程电流构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整所述摄像头模组的镜头的位置，从而对所述摄像头模组进行对焦。
优选地，所述当前俯仰角获取单元用于对陀螺仪传感器测量的角速度数据进行计算获得当前俯仰角。
优选地，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组中。
优选地，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组所在的拍照设备中并位于所述摄像头模组的外部。
优选地，所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流-摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流+摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2；所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)；其中，μ为当前俯仰角，μ∈[-90°,90°]。
本发明的发明人发现，在现有技术中，摄像头模组在进行对焦的过程中，无论拍照姿势如何，都需要轮询摄像头模组向下时的对焦启动电流A和摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D所构成的电流区间，导致对焦时间较长、响应速度慢。而本发明跟随摄像头模组的当前俯仰角实时计算对焦启动电流和对焦最大行程电流，缩小了需要轮询的电流的区间，使得对焦时间短、响应速度快。因此，本发明所要实现的技术任务以及所采用的技术方案是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1(a)、1(b)是音圈马达驱动镜头进行对焦的示意图。
图2是摄像头模组在对焦过程中受重力影响的示意图。
图3是现有技术中的对焦电流区间和本发明对焦方案的对焦电流区间的对比示意图。
图4是本发明摄像头模组的对焦方法实施例的流程示意图。
图5是本发明摄像头模组的对焦系统实施例的框图。
附图标记：
1-摄像头模组边框、2-镜头、3-音圈马达、4-对焦启动位置、5-对焦最大行程位置、A-摄像头模组向下时的对焦启动电流、B-摄像头模组向上时的对焦启动电流、C-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流、D-摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、E-摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流、F-摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参考图2和图3所示说明本发明调整音圈马达的对焦电流区间的原理：摄像头模组的当前俯仰角为μ，在μ≠0°时，即对焦时镜头2的运动方向偏离水平方向时，对焦会受到重力的影响，在镜头运动方向上会受到G*sinμ的力的作用，音圈马达在驱动镜头动作时需要考虑G*sinμ的力的影响。在μ＝+90°时，即摄像头模组向上时，对焦启动电流为B，对焦最大行程电流为D。在μ＝-90°时，即摄像头模组向下时，对焦启动电流为A，对焦最大行程电流为C。当μ在（-90°,90°）的区间波动时，由于通入音圈马达线圈内的电流与音圈马达产生的磁场力是线性对应的，对焦启动电流E应当A和B之间波动，对焦最大行程电流F应当在C和D之间波动。可以根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦启动电流B、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E，根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦最大行程电流F。
参考图4说明本发明摄像头模组的对焦方法的实施例，包括以下步骤：
101、预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流B和对焦最大行程电流D以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A和对焦最大行程电流C；
102、获取摄像头模组的当前俯仰角μ；
103、根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦启动电流B、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E；
104、根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦最大行程电流F；
105、在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E和对焦最大行程电流F构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整摄像头模组的镜头的位置，从而对摄像头模组进行对焦。
其中，摄像头模组向上时的对焦启动电流B和对焦最大行程电流D以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A和对焦最大行程电流C可以通过预先测试获得。
其中，可以利用摄像头模组所在的拍照设备中现有的陀螺仪传感器或姿态传感器测得的角速度数据或姿态数据计算获得摄像头模组的当前俯仰角μ。陀螺仪传感器或姿态传感器也可以直接设置在摄像头模组的内部。本领域技术人员有多种方法可以测得当前俯仰角μ，在此不再赘述。
其中，摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流B-摄像头模组向下时的对焦启动电流A)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流B+摄像头模组向下时的对焦启动电流A)/2，μ∈[-90°,90°]。
其中，摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦最大行程电流F＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C)，μ∈[-90°,90°]。
参考图5说明本发明摄像头模组的对焦系统的实施例，包括以下单元：
存储单元11，用于预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流B和对焦最大行程电流D以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A和对焦最大行程电流C；
当前俯仰角获取单元12，用于获取摄像头模组的当前俯仰角μ；
第一计算单元13，用于根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦启动电流B、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流A计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E；
第二计算单元14，用于根据当前俯仰角μ、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C计算摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦最大行程电流F；
对焦调整单元15，用于在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E和对焦最大行程电流F构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整摄像头模组的镜头的位置，从而对摄像头模组进行对焦。
其中，可以利用摄像头模组所在的拍照设备中现有的陀螺仪传感器或姿态传感器测得的角速度数据或姿态数据计算获得摄像头模组的当前俯仰角μ。陀螺仪传感器或姿态传感器也可以直接设置在摄像头模组的内部。
其中，摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦启动电流E＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流B-摄像头模组向下时的对焦启动电流A)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流B+摄像头模组向下时的对焦启动电流A)/2，μ∈[-90°,90°]。
其中，摄像头模组在当前俯仰角μ下的对焦最大行程电流F＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流D+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流C)，μ∈[-90°,90°]。
本发明实施例提供的对焦方法和对焦系统，根据摄像头模组的当前俯仰角实时计算启动电流和最大行程电流，缩小了需要轮询的电流的区间，由于对焦电流区间比现有技术中的对焦电流区间有效减小，从而使得对焦时间缩短，响应速度加快。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种摄像头模组的对焦方法，其特征在于，包括：
预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流和对焦最大行程电流以及摄像头模组向下时的对焦启动电流和对焦最大行程电流；
获取摄像头模组的当前俯仰角；
根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦启动电流、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流；
根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流；
在当前俯仰角下的对焦启动电流和对焦最大行程电流构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整所述摄像头模组的镜头的位置，从而对所述摄像头模组进行对焦。
2.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述摄像头模组的当前俯仰角是通过对陀螺仪传感器测量的角速度数据进行计算获得。
3.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组中。
4.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组所在的拍照设备中并位于所述摄像头模组的外部。
5.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流-摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流+摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2；
所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)；其中，μ为当前俯仰角，μ∈[-90°,90°]。
6.一种摄像头模组的对焦系统，其特征在于，包括：
存储单元，用于预先存储摄像头模组向上时的对焦启动电流和对焦最大行程电流以及摄像头模组向下时的对焦启动电流和对焦最大行程电流；
当前俯仰角获取单元，用于获取摄像头模组的当前俯仰角；
第一计算单元，用于根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦启动电流、以及摄像头模组向下时的对焦启动电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流；
第二计算单元，用于根据所述当前俯仰角、摄像头模组向上时的对焦最大行程电流、以及摄像头模组向下时的对焦最大行程电流计算摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流；
对焦调整单元，用于在当前俯仰角下的对焦启动电流和对焦最大行程电流构成的电流区间内改变通入音圈马达的线圈的电流以调整所述摄像头模组的镜头的位置，从而对所述摄像头模组进行对焦。
7.根据权利要求6所述的对焦系统，其特征在于，所述当前俯仰角获取单元用于对陀螺仪传感器测量的角速度数据进行计算获得当前俯仰角。
8.根据权利要求6所述的对焦系统，其特征在于，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组中。
9.根据权利要求6所述的对焦系统，其特征在于，所述陀螺仪传感器设置在所述摄像头模组所在的拍照设备中并位于所述摄像头模组的外部。
10.根据权利要求6所述的对焦系统，其特征在于，所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦启动电流＝(摄像头模组向上时的对焦启动电流-摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦启动电流+摄像头模组向下时的对焦启动电流)/2；
所述摄像头模组在当前俯仰角下的对焦最大行程电流＝(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流-摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)/2*sinμ+(摄像头模组向上时的对焦最大行程电流+摄像头模组向下时的对焦最大行程电流)；其中，μ为当前俯仰角，μ∈[-90°,90°]。
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