CN106791411A

CN106791411A - 一种镜头调焦方法

Info

Publication number: CN106791411A
Application number: CN201611238302.8A
Authority: CN
Inventors: 张奇
Original assignee: Goertek Techology Co Ltd
Current assignee: Goertek Optical Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: CN106791411B

Abstract

本发明公开了一种镜头调焦方法，包括以下步骤：调节镜头与光学传感器之间的距离，获取镜头模组的实时视频数据，从所述实时视频数据中按照设定频率抓取图像帧；若所抓取图像帧的对比度大于第一阈值，则将当前图像帧的对比度记录为峰值；继续调节镜头与光学传感器之间的距离，更新峰值；反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，查找最佳焦距。本发明的镜头调焦方法，调节精度不依赖于是设备调节还是人工调焦，在调节过程中实时检测判断当前焦距下成像的对比度，对比度反应了成像的质量，根据本方法可以精确找准镜头与光学传感器之间的最佳距离，保证镜头调焦的最佳性能，适用范围广。

Description

一种镜头调焦方法

技术领域

本发明涉及镜头调焦技术领域，具体地说，是涉及一种镜头调焦方法。

背景技术

调焦即通过旋转镜头，调整镜头到光学传感器的距离，寻找成像最清晰的点，然后点胶并固化的过程。

目前很多电子产品都带有摄像模组，如相机、手机、无人机等，镜头的焦点是否在最佳位置对摄像效果起着决定性作用。调焦是摄像模组生产中最重要的环节，准确快速的调焦是摄像模组的关键生产技术之一。现有的摄像模组调焦结构是在镜头与镜头座之间用螺纹连接，通旋转镜头使螺纹旋进或旋出，进而调节镜头到光学传感器之间的距离，实现调焦工作。

常见的调焦方案有人工和自动两种方式，两种方案各有利弊。

自动调焦方案是可以保证调焦效果，即让每一颗镜头都能发挥其最大性能的最常用到的方案。缺点是调焦设备的设计因镜头产品的多样化存在应用上的局限性。比如必须借助调焦环，镜头的结构设计必须符合要求，调焦空间的局限性（调焦作业空间小设备无法使用），不同尺寸的镜头对应的设备精度问题等等。

相比自动调焦，人工调焦方案局限性小，比较灵活，但缺点也是最明显的：无法保证产品性能最佳。

基于此，如何发明一种调焦方法，不受镜头结构的限制，而且调焦精度高，是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有调焦方法人工调焦精度差，自动调焦门槛高局限性大的技术问题，提出了一种镜头调焦方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种镜头调焦方法，包括以下步骤：

（100）、沿光轴方向按照设定速率以及设定方向调节镜头与光学传感器之间的距离，获取镜头模组的实时视频数据，从所述实时视频数据中按照设定频率抓取图像帧；

（101）、计算所抓取图像帧的对比度，将所抓取图像帧的对比度与第一阈值进行比较；

（102）、若所抓取图像帧的对比度不大于第一阈值，则返回步骤（101），若所抓取图像帧的对比度大于第一阈值，则将当前图像帧的对比度记录为峰值；

（103）、按照步骤（100）中的设定速率以及设定方向，继续调节镜头与光学传感器之间的距离，调节过程中继续抓取图像帧并且计算其对比度；

（104）、将步骤（103）中再次抓取图像帧的对比度与峰值进行比较，若再次抓取图像帧的对比度大于峰值，则将峰值更新为再次抓取图像帧的对比度，返回步骤（103）；

（105）、若步骤（103）中再次抓取图像帧的对比度小于峰值且降幅大于第三阈值，反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，并继续抓取图像帧并且计算其对比度；

（106）、将步骤（105）中反方向调节时所抓取图像帧的对比度与峰值进行比较，若该图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距，否则，继续反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，直至满足判断条件。

进一步的，步骤（103）与步骤（104）之间，还包括：

（103a）、计算步骤（103）中所再次抓取图像帧的对比度与峰值之间的变化幅度；

（103b）、若所述变化幅度大于第二阈值，则将步骤（100）中所述设定速率降低，返回步骤（100）。

进一步的，步骤（105）中，还包括计算再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度的步骤，若再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度大于第三阈值，则反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，并继续抓取图像帧并且计算其对比度，否则，返回步骤（103）。

进一步的，步骤（106）中，若该图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，保持镜头与光学传感器之间的距离不变，并开始计时，若连续时间T内所抓取图像帧的对比度均满足与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距，否则，继续反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，直至满足判断条件，其中，时间T大于0。

进一步的，步骤（106）判断出最佳焦距之后，将镜头与光学传感器之间距离保持最佳焦距并做固定处理。

进一步的，步骤（100）之前还包括选定计算区域的步骤，步骤（101）、步骤（103）、步骤（105）中所计算的对比度为图像帧在选定区域的对比度。

进一步的，步骤（100）中的设定方向为调节镜头或者光学传感器，按照镜头与光学传感器之间的距离由大至小或者由小至大的方向。

进一步的，步骤（100）中镜头与光学传感器之间距离的调节方式为调节设备自动调节或者手动调节。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的镜头调焦方法，调节精度不依赖于是设备调节还是人工调焦，在调节过程中实时检测判断当前焦距下成像的对比度，对比度反应了成像的质量，根据本方法可以精确找准镜头与光学传感器之间的最佳距离，保证镜头调焦的最佳性能，适用范围广。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的镜头调焦方法的一种实施例流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例一，本方法提出了一种镜头调焦方法，如图1所示，包括以下步骤：

S100、沿光轴方向按照设定速率以及设定方向调节镜头与光学传感器之间的距离，获取镜头模组的实时视频数据，从所述实时视频数据中按照设定频率抓取图像帧；其中，设定方向为通过调节镜头或者光学传感器，按照镜头与光学传感器之间的距离由大至小或者由小至大的方向，镜头与光学传感器之间距离的调节方式可以为调节设备自动调节或者手动调节，本方法的调节精度不依赖于调节方式主体，通过采集调节过程中，镜头模组在镜头与光学传感器不同距离下所采集的图像，并对图像进行分析判断，找出最佳成像距离。

通过获取镜头模组的实时视频数据，由于视频数据包含有很多幅图像帧，可以根据实际需要从视频数据中获取相应的图像帧，图像帧的数量可以满足任何调节需求。

S101、计算所抓取图像帧的对比度，将所抓取图像帧的对比度与第一阈值进行比较，其中，对比度能够反映当前图像的质量，本方法通过比较对比度的方式判断镜头与光学传感器在不同距离下的成像质量。第一阈值根据经验值设定，其大小与镜头模组的像素等因素有关。第一阈值作为一个执行调焦步骤的门限值，目的是过了此阈值后才开始启动调焦机制并开始找中心峰值，以提高调焦效率。

S102、若所抓取图像帧的对比度不大于第一阈值，则返回步骤S101，若所抓取图像帧的对比度大于第一阈值，则将当前图像帧的对比度记录为峰值；

S103、按照步骤S100中的设定速率以及设定方向，继续调节镜头与光学传感器之间的距离，调节过程中继续抓取图像帧并且计算其对比度；

S104、将步骤S103中再次抓取图像帧的对比度与峰值进行比较，若再次抓取图像帧的对比度大于峰值，则将峰值更新为再次抓取图像帧的对比度，返回步骤S103；步骤S103与步骤S104通过在调节距离过程中抓取多幅图像帧，并比较出最大的对比度。

S105、若步骤S103中再次抓取图像帧的对比度小于峰值且降幅大于第三阈值，判断为已经错过最大峰值，图像质量开始下降，因此，反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，并继续抓取图像帧并且计算其对比度，找取最佳距离；

S106、将步骤S105中反方向调节时所抓取图像帧的对比度与峰值进行比较，若该图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距，否则，继续反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，直至满足判断条件。考虑到对比度的不稳定性，即便是在同一位置不同时间采集的图像对比度也具有一定差异，因此，通过设置第四阈值，反向调节时所抓取图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，即可判定为最佳焦距。

本实施例的镜头调焦方法，调节精度不依赖于是设备调节还是人工调焦，在调节过程中实时检测判断当前焦距下成像的对比度，对比度反应了成像的质量，根据本方法可以精确找准镜头与光学传感器之间的最佳距离，保证镜头调焦的最佳性能，适用范围广。

为了防止调节速度过快导致错过最大峰值，步骤S103与步骤S104之间，还包括：

S103a、计算步骤S103中所再次抓取图像帧的对比度与峰值之间的变化幅度；

S103b、若所述变化幅度大于第二阈值，则将步骤（100）中所述设定速率降低，返回步骤S100。若再次抓取图像帧的对比度变化幅度超过设定阈值，则说明调节速度过快，返回步骤S100重新调节。

步骤S105中，若步骤S103中再次抓取图像帧的对比度开始下降，为了防止由于对比度不稳定原因造成的下降，还包括计算再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度的步骤，若再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度大于第三阈值，该第三阈值已经超出了由于对比度自身不稳定原因造成的变化范围，因此，该种情况下判断为确实已经错过最大峰值，则反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，并继续抓取图像帧并且计算其对比度，否则，判断为由于对比度自身不稳定原因造成的对比度下降，则返回步骤S103，按照步骤S100中的设定速率以及设定方向，继续调节镜头与光学传感器之间的距离，继续抓取图像帧并且计算其对比度。

为了防止由于对比度自身不稳定造成的步骤S106中图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，进而造成误判的情况发生，步骤S106中，若该图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，保持镜头与光学传感器之间的距离不变，并开始计时，若连续时间T内所抓取图像帧的对比度均满足与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距，否则，继续反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，直至满足判断条件，其中，时间T大于0。若连续时间T内图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值均小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距。

步骤S106判断出最佳焦距之后，将镜头与光学传感器之间距离保持最佳焦距并做固定处理。例如，可通过将镜头与光学传感器的机座之间点UV胶水，并打开UV灯照射固化的方式将两者固定。

为了减小计算量，步骤S100之前还包括选定计算区域的步骤，步骤S101、步骤S103、步骤S105中所计算的对比度为图像帧在选定区域的对比度，可以极大的减小计算量，提高处理速度。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种镜头调焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（103）与步骤（104）之间，还包括：

3.根据权利要求1所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（105）中，还包括计算再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度的步骤，若再次抓取图像帧的对比度与峰值的下降幅度大于第三阈值，则反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，并继续抓取图像帧并且计算其对比度，否则，返回步骤（103）。

4.根据权利要求1所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（106）中，若该图像帧的对比度与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，保持镜头与光学传感器之间的距离不变，并开始计时，若连续时间T内所抓取图像帧的对比度均满足与峰值的差值的绝对值小于第四阈值，则判断当前焦距为最佳焦距，否则，继续反方向调节镜头与光学传感器之间的距离，直至满足判断条件，其中，时间T大于0。

5.根据权利要求1-4任一项所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（106）判断出最佳焦距之后，将镜头与光学传感器之间距离保持最佳焦距并做固定处理。

6.根据权利要求1-4任一项所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（100）之前还包括选定计算区域的步骤，步骤（101）、步骤（103）、步骤（105）中所计算的对比度为图像帧在选定区域的对比度。

7.根据权利要求1-4任一项所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（100）中的设定方向为通过调节镜头或者光学传感器，按照镜头与光学传感器之间的距离由大至小或者由小至大的方向。

8.根据权利要求1-4任一项所述的镜头调焦方法，其特征在于，步骤（100）中镜头与光学传感器之间距离的调节方式为调节设备自动调节或者手动调节。