CN107483819A - 对焦方法、对焦装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种对焦方法、对焦装置及电子设备。其中，上述对焦方法包括：获取图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息，并根据所述光线信息控制确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。其中，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变，上述反射电磁波信号随之发生变化，因此便于确定入射光线的光线信息，使得对焦过程快速准确。

Description

对焦方法、对焦装置及电子设备

技术领域

本公开涉及电子技术领域，尤其涉及对焦方法、对焦装置及电子设备。

背景技术

在相机等摄像装置中，比较常见的一种对焦方式是基于图像传感器的反差检测对焦，其特点是可以视频实时对焦。

相关技术中多采用有源光线采集方案以配合上述对焦过程，即在需要采集光线信息的地方安装例如半导体感光传感器等具有感光能力的设备。通过上述感光传感器采集的光线信息来控制相机等摄像装置进行反差式对焦。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种对焦方法、对焦装置及电子设备。

根据本公开的第一方面，提出一种对焦方法，该方法包括：

获取反射电磁波信号，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成；其中，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变；

根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息；

根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以形成第一相对位置关系；

获取每个所述成像子区在运动中的对比度曲线，以确定对比度最大的成像子区的深度位置；其中，所述对比度可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定；

控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

至少根据所述第一相对位置关系和所述对比度曲线，确定所述至少二个成像子区在平行于入射光线方向上与对比度最大的所述成像子区的第二相对位置关系；

至少根据所述第二相对位置关系，确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

在所述对焦状态调整过程中，控制所述成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减。

可选的，根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度；

根据所述成像深度获取合焦位置，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述成像子区包括：

感光层，感应入射光线的照射，并发生形变；

反射层，返回相应的反射电磁波信号，且可发生与所述感光层对应的形变。

可选的，根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息，包括：

确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

可选的，至少两个所述成像子区的形变属性不同；

和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。

可选的，所述光线信息包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

根据本公开的第二方面，提出一种对焦装置，该对焦装置包括：

获取单元，获取反射电磁波信号，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成；其中，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变；

处理单元，根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息；

执行单元，根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述执行单元包括：

第一执行子单元，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述第一执行子单元包括：

第一执行模块，控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以形成第一相对位置关系；

第二执行模块，获取每个所述成像子区在运动中的对比度曲线，以确定对比度最大的成像子区的深度位置；其中，所述对比度可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定。

第三执行模块，控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述第三执行模块包括：

第二相对位置关系确定模块，至少根据所述第一相对位置关系和所述对比度曲线，确定所述至少二个成像子区在平行于入射光线方向上与对比度最大的所述成像子区的第二相对位置关系；

对焦模块，至少根据所述第二相对位置关系，确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述第一执行子单元包括：

第四执行模块，在所述对焦状态调整过程中，控制所述成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减。

可选的，所述执行单元包括：

第二执行子单元，由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度；

第三执行子单元，根据所述成像深度获取合焦位置，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

可选的，所述成像子区包括：

感光层，感应入射光线的照射，并发生形变；

反射层，返回相应的反射电磁波信号，且可发生与所述感光层对应的形变。

可选的，所述处理单元包括：

第一处理子单元，确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

第二处理子单元，根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

第三处理子单元，根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

可选的，至少两个所述成像子区的形变属性不同；

和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。

可选的，所述光线信息包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

根据本公开的第三方面，提出一种电子设备，该电子设备包括：

处理器，所述处理器被配置为实现上述对焦方法。

根据本公开的第四方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本公开通过获取图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息，并根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。其中，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变，上述反射电磁波信号随之发生变化，因此便于确定入射光线的光线信息，使得对焦过程快速准确。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1a是相关技术中一种对焦方法的成像面对比度变化曲线图；

图1b是相关技术中一种对焦方法的示意图；

图2a是本公开一示例性实施例的一种对焦方法的流程图；

图2b是本公开一示例性实施例的一种成像子区工作原理图；

图3a是本公开另一示例性实施例的一种对焦方法的流程图；

图3b是本公开一示例性实施例的一种成像子区深度位置示意图；

图3c是图3b所示成像子区的一种对比度随深度位置变化曲线图；

图3d是图3b所示成像子区的另一种对比度随深度位置变化曲线图；

图3e是图3b所示成像子区的又一种对比度随深度位置变化曲线图；

图3f是本公开另一示例性实施例的一种成像子区深度位置示意图；

图3g是图3f所示成像子区的一种对比度随深度位置变化曲线图；

图3h是图3f所示成像子区的另一种对比度随深度位置变化曲线图；

图3i是图3f所示成像子区的又一种对比度随深度位置变化曲线图；

图4是本公开又一示例性实施例的一种对焦方法的流程图；

图5是本公开一示例性实施例的一种对焦装置结构示意图；

图6是本公开另一示例性实施例的一种对焦装置结构示意图；

图7是本公开又一示例性实施例的一种对焦装置结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

相关技术中，需要为例如相机等摄像装置设置图像传感器，以把光线信息转化为数字图像信号进行保存。其中，CCD图像传感器是一种较为常见的图像传感器，能够将光线信息转化为电信号，再经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。具体的，CCD图像传感器的作用就像胶片一样，其上有许多排列整齐的光电二极管，该光电二极管能感应光线，并将光信号转变成数字图像信号。针对上述图像传感器，为了增加相机等摄像装置对焦的实时性和便利性，相关技术中常采用反差式对焦的方法，如图1a所示，随着对焦镜片开始移动，画面逐渐清晰，对比度开始上升。当对比度最高时，画面最清晰，即对焦镜片已经处于合焦状态，由于相机本身无法感知合焦状态，所以会继续移动镜头，并通过镜头如图1b所示的反复移动的对比度数据控制镜片回退至对比度最高的位置，完成对焦。

为进一步简化上述光线信息采集以及对焦过程，本公开提出一种对焦方法，应用于图像传感器。图2a是本公开一示例性实施例的一种对焦方法的流程图，如图2a所示，该对焦方法可以包括以下步骤：

在步骤201中，获取反射电磁波信号。

其中，图像传感器可以包括若干成像子区，该成像子区可在入射光线的照射下发生形变，上述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成。具体的，如图2b所示，成像子区B可以包括感光层B1和反射层B2。感光层B1可用于接收入射光线C，并发生与入射光线C的光线信息对应的形变。反射层B2可发生与感光层B1对应的形变，并反射与入射光线C对应的反射电磁波信号D。接收器E接收上述反射电磁波信号D以进行处理。

需要说明的是，至少两个成像子区B的形变属性不同，和/或，至少两个成像子区B的电磁波信号反射特性不同，以对不同成像子区B所反射的电磁波信号进行定位和区分。其中，上述“和/或”包括三种情况，一种情况是至少两个成像子区B的形变属性不同，而成像子区B的电磁波反射特性相同的。另一种情况是至少两个成像子区B的电磁波反射特性不同，而成像子区B的变形属性相同。又一种情况是至少两个所述成像子区B的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区B的电磁波信号反射特性不同。上述三种情况都可以对成像子区B所反射的电磁波信号进行定位和区分。

上述感光层B1的材质可以包括光致伸缩电陶瓷、光致变形聚合物等光致变形材料，本公开并不对此进行限制。由于不同光致变形材料的感光层B1对于入射光线C发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线C的光线信息。反射面可以包括导体薄膜，金属网格、抛物面金属及印制天线等。上述感光层B1和反射层B2产生的形变可以包括形状变化、面积变化、密度变化、光滑程度变化中至少之一。

在步骤202中，根据反射电磁波信号确定入射光线的光线信息。

其中，所述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。在一实施例中，所述图像传感器包括根据所述反射电磁波信号及与之对应的感光层的形变参数训练出监测模型。为了得到入射光线的光线信息，可以向所述监测模型发送所述反射电磁波信号，监测模型根据所述反射电磁波信号输出与之对应的感光层的形变参数。根据接收到的所述形变参数确定所述入射光线的光线信息。

上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。

在另一实施例中，可以先获取反射电磁波信号具有调频条幅特征的第一信号，再对所述第一信号进行解调，以获得入射光线的光线信息。

在步骤203中，根据光线信息确定和/或调整图像传感器的对焦状态。

在一实施例中，可以控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以使至少两个所述成像子区之间形成第一相对位置关系。具体的，可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定每个所述成像子区的对比度，进而得到对比度最大时成像子区的深度位置。控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，即可确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

在上述实施例中，入射光线的光线信息中可以包括光线强度、颜色、极化方向中至少之一，根据上述光线强度、颜色、极化方向中至少之一可以计算得出每个成像子区在当前深度位置的对比度。由于每个成像子区在平行于入射光线的不同深度区间上运动，因此根据不同深度区间的成像子区的对比度构成的对比度曲线能够快速确定最大对比度时成像子区的深度位置。可根据每个成像子区在平行于入射光线的不同深度区间上运动形成的第一相对位置关系和最大对比度时成像子区所在的深度位置确定每个成像子区在平行于入射光线方向上相对与所述待摄对象对应的目标对焦位置的第二相对位置关系，随即确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

在上述实施例中，第二相对位置信息的确定方式非常灵活。可响应于至少二个成像子区对应的对比度数据，当成像子区的对比度呈现单向变化趋势，确定所述目标合焦深度位置位于所述至少二个成像子区对应的深度范围之外。由此原理可知其他成像子区的采样图像的对比度数据随深度变化的变化趋势，如随着深度增加而减小或随着深度增加而增加，可确定目标合焦深度位置并非介于所述至少二个成像子区对应的深度范围内，而是位于所述深度范围之外。这样，则可确定成像子区对比度最大位置区间，进而确定成像子区对比度最大的位置。具体地，通过对比度曲线确定成像子区对比度最大的区间，而后再多次移动成像子区至对比度最大位置。可以控制成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减，以免因成像子区在靠近对比度最大位置时的运动位移过大而错过对焦位置。

在另一实施例中，由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度。通过成像深度计算得到图像传感器的合焦位置。控制每个成像子区朝向所述合焦位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。需要说明的是，上述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

通过本实施例提出的对焦方法可利用图像传感器自身的成像子区获取入射光线的光线信息并自动完成对焦，无需额外配置电源，简化了图像传感器的结构设置，且增加了摄像装置对焦的实时性。

图3a是本公开另一示例性实施例的一种对焦方法的流程图。如图3a所示，该对焦方法可以包括以下步骤：

在步骤301中，获取反射电磁波信号。

其中，图像传感器可以包括若干成像子区，该成像子区可在入射光线的照射下发生形变，上述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成。具体的，成像子区可以包括感光层和反射层。感光层可用于接收入射光线，并发生与入射光线的光线信息对应的形变。反射层可发生与感光层对应的形变，并反射与入射光线对应的反射电磁波信号。

需要说明的是，至少两个成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个成像子区的电磁波信号反射特性不同，以对不同成像子区所反射的电磁波信号进行定位和区分。其中，上述“和/或”包括三种情况，一种情况是至少两个成像子区的形变属性不同，而成像子区的电磁波反射特性相同的。另一种情况是至少两个成像子区的电磁波反射特性不同，而成像子区的变形属性相同。又一种情况是至少两个所述成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。上述三种情况都可以对成像子区所反射的电磁波信号进行定位和区分。

在步骤302中，确定与反射电磁波信号对应的成像子区中的反射层发生形变后的反射参数。

在步骤303中，根据反射层发生形变后的反射参数确定与反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数。

其中，上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。上述感光层的材质可以包括光致伸缩电陶瓷、光致变形聚合物等光致变形材料，本公开并不对此进行限制。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。反射面可以包括导体薄膜，金属网格、抛物面金属及印制天线等。上述感光层和反射层产生的形变可以包括形状变化、面积变化、密度变化、光滑程度变化中至少之一。

在步骤304中，根据感光层的形变参数确定成像子区对应的入射光线的光线信息。

其中，所述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。在一实施例中，所述图像传感器包括根据所述反射电磁波信号及与之对应的感光层的形变参数训练出监测模型。为了得到入射光线的光线信息，可以向所述监测模型发送所述反射电磁波信号，监测模型根据所述反射电磁波信号输出与之对应的感光层的形变参数。根据接收到的所述形变参数确定所述入射光线的光线信息。

上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。

在上述实施例中，针对步骤302、303、304，获取入射光线的光线信息的方法也可以通过获取反射电磁波信号具有调频条幅特征的第一信号，再对所述第一信号进行解调实现，本公开并不对此进行限制。

在步骤305中，控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向运动，以形成第一相对位置关系。

如图3b所示，图像传感器的二个成像子区的参考点形成深度方向错开分布的相对位置关系，这二个成像子区的深度位置关系以及深度范围内的对比度变化趋势，可作为确定和/或调整图像传感器对焦状态的依据。在图3b中，纵坐标的箭头方向表示对比度增加的方向，横坐标的箭头方向表示深度增加的方向，深度越大表示其在拍摄设备中位于距离拍摄对象较远的位置，反之深度越大表示其在拍摄设备中位于距离拍摄对象较近的位置。目标合焦深度位置为采样图像的对比度最大的位置，即曲线的最高点对应的深度位置。

在步骤306中，由照射在成像子区的入射光线的光线信息确定每个成像子区在运动过程中的对比度曲线，进而得到对比度最大时成像子区的深度位置。

如图3c所示，成像子区A1和A2的深度位置坐标递增(a1<a2)，a1-a2深度范围对应的对比度随深度增加而递增，也就是说，成像子区A1和A2对应的对比数据，呈现与成像子区A1和A2深度方向的第一相对位置关系匹配的第一单向变化趋势，该情形下，可确定目标合焦深度位置位于深度范围之后(大于a2)的某一深度位置，如需要对图像传感器的对焦状态进行调整，需沿使图像传感器调整后位置对应深度位置坐标大于a2的方向调整拍摄设备。

如图3d所示，成像子区A1和A2的深度位置坐标递增(a1<a2)，a1-a2深度范围对应的对比度数据随深度增加而递减，也就是说，成像子区A1和A2对应的对比数据，呈现与成像子区A1和A2深度方向的第一相对位置关系相反的第二单向变化趋势，该情形下，可确定目标合焦深度位置位于深度范围之前(小于a1)的某一深度位置，如需要对图像传感器的对焦状态进行调整，需沿使图像传感器调整后位置对应深度位置坐标小于a1的方向调整拍摄设备。

如图3e所示，成像子区A1和A2的深度位置坐标递增(a1<a2)，a1-a2

深度范围对应的对比度数据随深度增加而呈现先增加后减小的变化趋势，也就是说，成像子区A1和A2对应的对比数据呈现非单向变化趋势，该情形下，可确定目标合焦深度位置位于a1-a2深度范围之间的某一深度位置，如需要对图像传感器的对焦状态进行调整，需沿使图像传感器调整后位置对应深度位置坐标介于a1-a2的方向和步长调整拍摄设备。

在上述实施例中，假设对焦区域的内容细节程度很丰富，则可确定多个成像子区，控制图像传感器变形，以使这些成像子区在深度方向上形成错开分布的第一相对位置关系，图像传感器变形后的表面形状如图3f所示。如果这些成像子区的对比数据变化趋势出现如图3g所示的情形，即呈现与各成像子区深度方向的第一相对位置关系匹配的第一单向变化趋势，该情形下，可确定目标合焦深度位置位于各成像子区最大深度范围之后的某一深度位置。如果这些成像子区的对比数据变化趋势出现如图3h所示的情形，即呈现与各成像子区深度方向的第一相对位置关系相反的二单向变化趋势，该情形下，确定目标合焦深度位置位于各成像子区最大深度范围之前的某一深度位置。如果这些成像子区的对比数据变化趋势出现如图3i所示的情形，即呈现沿各成像子区深度方向的非单向变化趋势，则可确定目标合焦深度位置介于各成像子区最大深度范围之间的某一深度位置。由于成像子区划分更为精细，则可更充分利用各成像子区中的任两个成像子区的深度子范围和对比数据，进行图像传感器对焦状态的确定和/或调整，如对焦状态调整步长等对焦参数也可参考任两个成像子区的深度子范围确定，进而有利于进一步提高对焦的速度以及精度。

在上述实施例中，入射光线的光线信息中可以包括光线强度、颜色、极化方向中至少之一，根据上述光线强度、颜色、极化方向中至少之一可以计算得出每个成像子区在当前深度位置的对比度。由于每个成像子区在平行于入射光线的不同深度区间上运动，因此根据不同深度区间的成像子区的对比度构成的对比度曲线能够快速确定最大对比度时成像子区的深度位置。可根据每个成像子区在平行于入射光线的不同深度区间上运动形成的第一相对位置关系和最大对比度时成像子区所在的深度位置确定每个成像子区在平行于入射光线方向上相对与所述待摄对象对应的目标对焦位置的第二相对位置关系，随即确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

在上述实施例中，可以通过对比度曲线确定成像子区对比度最大的区间，而后再多次移动成像子区至对比度最大位置。具体的，控制成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减，以免因成像子区在靠近对比度最大位置时的运动位移过大而错过对焦位置。

在步骤307中，控制成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整图像传感器的对焦状态。

在本实施例中，控制所述成像子区运动的方式可以包括：为至少一个所述成像子区施加外场，利用所述外场向所述成像子区施加作用力，以使所述成像子区在垂直于入射光线的方向上朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动。所述外场可以包括：磁场、电场、光场中至少之一，本公开并不对此进行限制。

图4是本公开另一示例性实施例的一种对焦方法的流程图。如图4所示，该对焦方法可以包括以下步骤：

在步骤401中，获取反射电磁波信号。

其中，图像传感器可以包括若干成像子区，该成像子区可在入射光线的照射下发生形变，上述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成。具体的，成像子区可以包括感光层和反射层。感光层可用于接收入射光线，并发生与入射光线的光线信息对应的形变。反射层可发生与感光层对应的形变，并反射与入射光线对应的反射电磁波信号。

需要说明的是，至少两个成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个成像子区的电磁波信号反射特性不同，以对不同成像子区所反射的电磁波信号进行定位和区分。其中，上述“和/或”包括三种情况，一种情况是至少两个成像子区的形变属性不同，而成像子区的电磁波反射特性相同的。另一种情况是至少两个成像子区的电磁波反射特性不同，而成像子区的变形属性相同。又一种情况是至少两个所述成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。上述三种情况都可以对成像子区所反射的电磁波信号进行定位和区分。

上述感光层的材质可以包括光致伸缩电陶瓷、光致变形聚合物等光致变形材料，本公开并不对此进行限制。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。反射面可以包括导体薄膜，金属网格、抛物面金属及印制天线等。上述感光层和反射层产生的形变可以包括形状变化、面积变化、密度变化、光滑程度变化中至少之一。

在步骤402中，确定与反射电磁波信号对应的成像子区中的反射层发生形变后的反射参数。

在步骤403中，根据反射层发生形变后的反射参数确定与反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数。

其中，上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。

在步骤404中，根据感光层的形变参数确定成像子区对应的入射光线的光线信息。

其中，所述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。在一实施例中，所述图像传感器包括根据所述反射电磁波信号及与之对应的感光层的形变参数训练出监测模型。为了得到入射光线的光线信息，可以向所述监测模型发送所述反射电磁波信号，监测模型根据所述反射电磁波信号输出与之对应的感光层的形变参数。根据接收到的所述形变参数确定所述入射光线的光线信息。

上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。

在上述实施例中，针对步骤402、403、404，获取入射光线的光线信息的方法也可以通过获取反射电磁波信号具有调频条幅特征的第一信号，再对所述第一信号进行解调实现，本公开并不对此进行限制。

在步骤405中，由照射在成像子区的入射光线的光线信息计算出成像深度。

可通过入射光线的光线强度和/或极化方向得到待摄场景的深度信息。

在步骤406中，根据成像深度计算得到合焦位置。

根据经典光学理论，物体清晰成像通常需满足以下公式：

其中，f表示透镜的焦距，u表示物距，v表示像距。

成像设备为获取拍摄对象清晰成像通常具有一理想合焦位置，该理想合焦位置可称为目标合焦深度位置。对应到采用如相机等成像设备对待摄对象进行成像控制的应用场景中，成像设备可采用手动或自动等对焦方式完成对焦后，图像传感器的成像面通常被认为位于目标合焦深度位置。此时，镜头透镜的焦距为上述公式中的f，成像设备中的图像传感器的成像面距离镜头透镜之间的距离为上述公式中的像距v，待摄对象距离镜头透镜的距离为上述公式中的物距u。如果待摄对象的不同部位的目标合焦深度位置不尽相同，则所述待摄对象不同深度的部位距离镜头透镜的距离即物距u不同，这样，基于所述待摄对象的目标合焦深度位置，可根据上述公式计算出图像传感器的至少二个成像子区的各自对应的目标合焦深度位置，相当于获取所述待摄对象与该成像子区对应的部分清晰成像的对焦深度位置。

在步骤407中，控制每个成像子区朝向合焦位置运动，以确定和/或调整图像传感器的对焦状态。

在本实施例中，控制所述成像子区运动的方式可以包括：为至少一个所述成像子区施加外场，利用所述外场向所述成像子区施加作用力，以使所述成像子区在垂直于入射光线的方向上朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动。所述外场可以包括：磁场、电场、光场中至少之一，本公开并不对此进行限制。

通过本实施例所述的方法使得图像传感器内每个成像子区都能够准确对焦，显著提高待摄场景的成像质量。

与前述的对焦方法的实施例相对应，本公开还提供了对焦装置的实施例。图5是本公开一示例性实施例的一种对焦装置的结构示意图，如图5所示，对焦装置包括获取单元51、处理单元52和执行单元53。

获取单元51被配置为获取反射电磁波信号。其中，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变。

处理单元52被配置为根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息。

执行单元53被配置为根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

成像子区包括感光层和反射层。其中感光层用于感应入射光线的照射，并发生形变，反射层用于返回相应的反射电磁波信号，且可发生与所述感光层对应的形变。

在上述实施例中，至少两个所述成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同，以对不同成像子区所反射的电磁波信号进行定位。此外，所述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

图6是本公开另一示例性实施例的一种对焦装置的结构示意图，如图6所示，上述对焦装置包括：获取单元61、第一处理子单元62、第二处理子单元63、第三处理子单元64、第一执行子单元65。

获取单元61被配置为获取反射电磁波信号。其中，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变。

第一处理子单元62被配置为确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

第二处理子单元63被配置为根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

第三处理子单元64被配置为根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

第一执行子单元65被配置为根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

第一执行子单元65包括第一执行模块651、第二执行模块652和第三执行模块653

第一执行模块651被配置为控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以形成第一相对位置关系；

第二执行模块652被配置为获取每个所述成像子区在运动中的对比度曲线，以确定对比度最大的成像子区的深度位置；其中，所述对比度可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定。

第三执行模块653被配置为控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

第三执行模块653包括第二相对位置关系确定模块6531和对焦模块6532，其中：

第二相对位置关系确定模块6531被配置为至少根据所述第一相对位置关系和所述对比度曲线，确定所述至少二个成像子区在平行于入射光线方向上与对比度最大的所述成像子区的第二相对位置关系；

对焦模块6532被配置为至少根据所述第二相对位置关系，确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

第一执行子单元65还可以包括第四执行模块654，第四执行模块654被配置为在所述对焦状态调整过程中，控制所述成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减。

图7是本公开又一示例性实施例的一种对焦方法的流程图。如图7所示，上述对焦装置包括：获取单元71、第一处理子单元72、第二处理子单元73、第三处理子单元74、第二执行子单元75、第三执行子单元76。

获取单元71被配置为获取反射电磁波信号。其中，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变。

第一处理子单元72被配置为确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

第二处理子单元73被配置为根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

第三处理子单元74被配置为根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

第二执行子单元75被配置为由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度；

第三执行子单元76被配置为根据所述成像深度获取合焦位置，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

在上述实施例中，至少两个所述成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同，以对不同成像子区所反射的电磁波信号进行定位。此外，所述光线信息可以包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

本申请的描述中，涉及“和/或”的描述则表示三种情形，例如，A和/或B，包括A的情形，B的情形，以及A1和A2的情形。具体而言，“至少两个所述成像子区的形变属性不同，和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同”包括三种情形。第一种情形是至少两个所述成像子区的形变属性不同，但是每个成像子区的电磁波信号反射特性相同。第二种情形是至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同，但是每个成像子区的形变属性相同。第三种情形是至少两个所述成像子区的形变属性以及电磁波信号反射特性分别不同。“确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态”包括以下三种情形：第一种情形是确定所述图像传感器的对焦状态；第二种情形是调整所述图像传感器的对焦状态；第三种情形是调整并确定所述图像传感器的对焦状态。

在图5、图6、图7所示的对焦装置中，可以根据所述反射电磁波信号及与之对应的感光层的形变参数训练出监测模型。为了得到入射光线的光线信息，可以向所述监测模型发送所述反射电磁波信号，监测模型根据所述反射电磁波信号输出与之对应的感光层的形变参数。根据接收到的所述形变参数确定所述入射光线的光线信息。

上述反射参数和形变参数是基于同一入射光线而产生的变化，是相互对应且具有同步性的数据。由于不同光致变形材料的感光层对于入射光线发生的形变参数是不同的，但每种光致变形材料都有与之对应的光致变形函数可以计算入射光线的光线信息。

在图5、图6、图7所示的对焦装置中，也可以先获取反射电磁波信号具有调频条幅特征的第一信号，再对所述第一信号进行解调，以获得入射光线的光线信息。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

对应的，本公开还提出一种电子设备，该电子设备可以包括处理器，所述处理器被配置为实现上述对焦方法。

在一示例性实施例中，本公开还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质。例如包括指令的存储器，上述指令可由求救装置的处理器执行后，实现本公开的上述对焦方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM，随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (22)

1.一种对焦方法，其特征在于，包括：

获取反射电磁波信号，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成；其中，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变；

根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息；

根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

2.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

3.根据权利要求2所述的对焦方法，其特征在于，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以形成第一相对位置关系；

获取每个所述成像子区在运动中的对比度曲线，以确定对比度最大的成像子区的深度位置；其中，所述对比度可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定；

控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

4.根据权利要求3所述的对焦方法，其特征在于，控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

至少根据所述第一相对位置关系和所述对比度曲线，确定所述至少二个成像子区在平行于入射光线方向上与对比度最大的所述成像子区的第二相对位置关系；

至少根据所述第二相对位置关系，确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

5.根据权利要求2所述的对焦方法，其特征在于，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

在所述对焦状态调整过程中，控制所述成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减。

6.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态，包括：

由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度；

根据所述成像深度获取合焦位置，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

7.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述成像子区包括：

感光层，感应入射光线的照射，并发生形变；

反射层，返回相应的反射电磁波信号，且可发生与所述感光层对应的形变。

8.根据权利要求7所述的对焦方法，其特征在于，根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息，包括：

确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

9.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于：

至少两个所述成像子区的形变属性不同；

和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。

10.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述光线信息包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

11.一种对焦装置，其特征在于，包括：

获取单元，获取反射电磁波信号，所述反射电磁波信号由图像传感器中的成像子区对电磁波信号反射形成；其中，所述图像传感器包括若干成像子区，所述成像子区可在入射光线的照射下发生形变；

处理单元，根据所述反射电磁波信号确定所述入射光线的光线信息；

执行单元，根据所述光线信息确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

12.根据权利要求11所述的对焦装置，其特征在于，所述执行单元包括：

第一执行子单元，根据所述光线信息控制所述成像子区在平行于入射光线的方向上运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

13.根据权利要求12所述的对焦装置，其特征在于，所述第一执行子单元包括：

第一执行模块，控制至少两个所述成像子区在平行于入射光线方向的不同深度区间运动，以形成第一相对位置关系；

第二执行模块，获取每个所述成像子区在运动中的对比度曲线，以确定对比度最大的成像子区的深度位置；其中，所述对比度可由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定；

第三执行模块，控制所述成像子区朝向对比度最大的成像子区的深度位置运动，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

14.根据权利要求13所述的对焦装置，其特征在于，所述第三执行模块包括：

第二相对位置关系确定模块，至少根据所述第一相对位置关系和所述对比度曲线，确定所述至少二个成像子区在平行于入射光线方向上与对比度最大的所述成像子区的第二相对位置关系；

对焦模块，至少根据所述第二相对位置关系，确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

15.根据权利要求12所述的对焦装置，其特征在于，所述第一执行子单元包括：

第四执行模块，在所述对焦状态调整过程中，控制所述成像子区沿平行于所述入射光线方向的运动位移依次递减。

16.根据权利要求11所述的对焦装置，其特征在于，所述执行单元包括：

第二执行子单元，由照射在所述成像子区的入射光线的光线信息确定成像深度；

第三执行子单元，根据所述成像深度获取合焦位置，以确定和/或调整所述图像传感器的对焦状态。

17.根据权利要求11所述的对焦装置，其特征在于，所述成像子区包括：

感光层，感应入射光线的照射，并发生形变；

反射层，返回相应的反射电磁波信号，且可发生与所述感光层对应的形变。

18.根据权利要求17所述的对焦装置，其特征在于，所述处理单元包括：

第一处理子单元，确定与所述反射电磁波信号对应的所述成像子区中的反射层发生形变后的反射参数；

第二处理子单元，根据所述反射层发生形变后的反射参数确定与所述反射层对应的感光层由于所述入射光线的照射发生形变后对应的形变参数；

第三处理子单元，根据所述形变参数确定所述成像子区对应的所述入射光线的光线信息。

19.根据权利要求11所述的对焦装置，其特征在于：

至少两个所述成像子区的形变属性不同；

和/或，至少两个所述成像子区的电磁波信号反射特性不同。

20.根据权利要求11所述的对焦装置，其特征在于，所述光线信息包括：入射光线的强度、颜色、极化方向中至少之一。

21.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器，所述处理器被配置为实现如权利要求1-10任一项所述的对焦方法。

22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现：如权利要求1-10中任一项所述方法的步骤。