CN113848672B - 一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备，该镜头系统可以包括：摄像头模组和主控芯片；摄像头模组包括：镜头和与镜头连接的步进电机；主控芯片用于获取镜头的当前位置和镜头对焦的目标位置，并根据当前位置和目标位置，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的位移，并根据位移生成控制指令；步进电机用于根据控制指令驱动镜头移动相应的位移。该镜头系统能够对具有长焦段和大而重镜头需求的摄像头模组实现自动对焦，避免了音圈马达或者压电马达动力不足或者对焦行程短无法实现对焦的缺陷。

Description

一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备。

背景技术

随着多媒体技术、电子设备技术的发展，越来越多的电子设备(例如智能手机)配置了具备自动对焦功能的镜头，该具备自动对焦功能的镜头可以提高手机的拍摄范围和效果，提高了用户体验。

高通平台现有的自动对焦解决方案，仅仅对音圈马达和压电马达提供支持。由于音圈马达高频响、高精度的特点，其在对焦结构体积和精度要求较高的移动通信设备应用广泛，因此目前大多摄像机模组使用的是以音圈马达作为设备相机对焦驱动结构；而压电马达(例如压电陶瓷马达)实现自动对焦的速度和精度要高于音圈马达，但是由于其成本较高，一般用于高端图像传感器(sensor)。

发明内容

发明人发现，在许多电子设备中往往存在长焦段、大镜头的摄像头模组需求，由于摄像头模组的焦段长，对焦镜头大而重，上述音圈马达和压电马达因为受到不能满足其自动对焦的需求。鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备。

第一方面，本发明实施例提供一种镜头系统，可以包括：摄像头模组和主控芯片；所述摄像头模组包括：镜头和与所述镜头连接的步进电机；

所述主控芯片用于获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置，并根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移，并根据所述位移生成控制指令；

所述步进电机用于根据所述控制指令驱动所述镜头移动相应的位移。

可选的，所述主控芯片具体用于根据所述位移，以及所述步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的步数，并根据所述步数生成控制指令；

所述步进电机用于根据所述控制指令旋转相应的步数，以驱动所述镜头移动相应的位移。

可选的，还可以包括：分别与所述主控芯片电连接的两组触点，一组触点包括至少一对金属片；两组所述触点分别位于所述镜头对焦行程的远焦点和近焦点处，用于与所述镜头移动至在所述远焦点或所述近焦点处使所述至少一对金属片导通；

所述主控芯片用于若检测到所述远焦点或近焦点的金属片导通，确定所述目标位置与所述镜头接触所述触点的当前位置存在偏差，以所述镜头接触所述触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数重新生成控制指令。

可选的，还可以包括：分别与所述触点和所述主控芯片连接的电阻，以及GPIO接口；

所述触点中的一个所述金属片通过所述GPIO接口连接所述电阻，另一个所述金属片接地；

所述镜头具有一个金属片，以使所述镜头的金属片与触点的金属片接触后，所述触点一对金属片、所述电阻和所述主控芯片形成通路。

可选的，所述主控芯片还用于：接收所述镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果以及未对焦完成时所述镜头对焦的新目标位置；根据对焦完成的结果，生成控制所述步进电机锁定所述镜头的控制指令，以使所述步进电机锁定所述镜头；根据未对焦完成的结果、所述实际位置和所述新目标位置，再次计算所述步进电机驱动所述镜头从实际位置到新目标位置的位移，并根据所述位移生成再次对焦的控制指令。

可选的，还可以包括：驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述步进电机和所述主控芯片电连接，用于根据所述控制指令控制所述步进电机旋转。

第二方面，本发明实施例提供一种对第一方面中的镜头系统的对焦方法，可以包括：

获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置；

根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移；

根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移。

可选的，所述根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移，可以包括：

根据所述位移，以及所述步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的步数；

根据所述步数控制所述步进电机旋转相应的步数，以驱动所述镜头移动相应的位移。

可选的，还可以包括：

检测所述镜头是否接触所述对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；

若是，则判定所述目标位置与所述镜头接触所述触点的当前位置存在偏差；并以所述镜头接触所述触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数控制所述步进电机旋转；

否则，判定不存在偏差，控制所述步进电机锁定所述镜头。

可选的，还可以包括：

控制所述步进电机于所述镜头系统启动时，驱动所述镜头从当前位置到所述远焦点或所述近焦点。

可选的，还可以包括：

接收所述镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果，以及未对焦完成时所述镜头对焦的新目标位置；

根据对焦完成的结果，控制所述步进电机锁定所述镜头；

根据未对焦完成的结果、所述实际位置和所述新目标位置，再次计算所述步进电机驱动所述镜头从实际位置到新目标位置的新位移，并根据所述新位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的新位移。

第三方面，本发明实施例提供一种对如第一方面所述的镜头系统的对焦装置，可以包括：

获取模块，用于获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置；

计算模块，用于根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移；

控制模块，用于根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移。

第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，可以包括：设备主体和如第一方面所述的镜头系统；

所述镜头系统安装于所述设备主体上。

可选的，还可以包括：处理器；

所述处理器用于对所述镜头系统采集的图像数据进行图像分析，以确定所述镜头对焦的目标位置；并将所述镜头对焦的目标位置发送给所述主控芯片。

第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如第二方面项所述的镜头系统的对焦方法。

第六方面，本发明实施例提供一种主控芯片，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如第二方面所述的镜头系统的对焦方法。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供了一种镜头系统、镜头系统的对焦方法、装置和设备，该镜头系统可以包括：摄像头模组和主控芯片；摄像头模组包括：镜头和与镜头连接的步进电机；主控芯片用于获取镜头的当前位置和镜头对焦的目标位置，并根据当前位置和目标位置，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的位移，并根据位移生成控制指令；步进电机用于根据控制指令驱动镜头移动相应的位移。本发明实施例中提供的上述镜头系统，能够对具有长焦段和大而重镜头需求的摄像头模组实现自动对焦，避免了音圈马达或者压电马达动力不足或者对焦行程短无法实现对焦的缺陷。进一步的，还可以根据镜头移动后的实际位置与目标位置的偏差进行判断，通过进一步校正实现镜头的精准对焦，从而满足用户需求，提高了用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中提供的镜头系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的触点的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的镜头系统的对焦方法的流程图；

图4为本发明实施例中提供的镜头系统的对焦方法的具体流程图；

图5为本发明实施例中提供的镜头系统的对焦装置的结构示意图；

图6为本发明实施例中提供的电子设备的结构示意图。

其中，1为镜头系统；2为设备主体；3为处理器；

11为摄像头模组；12为主控芯片；13为第一电阻；14为第二电阻；15为驱动芯片；

111为镜头；112为步进电机；113为第一触点；114为第二触点；115为第一GPIO接口；116为第二GPIO接口；

1131为第一金属片；1132为第二金属片。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

术语解释：

自动对焦(Auto Focus)：利用物体光反射的原理，将反射的光被相机上的图像传感器接受，通过计算机处理，带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦。

音圈马达(Voice Coil Motor)：电子学里面的音圈电机，是马达的一种，因为原理和扬声器类似，所以叫音圈电机，其具有高频响、高精度的特点。

压电马达(Piezo Motor)：压电马达是利用压电体的压电逆效应进行机电能量转换的电动机。其原理与基于电磁感应的普通电动机显著不同，但基本功能和分类大致相同。例如，压电陶瓷电动机，给陶瓷电动机输入驱动电压后，压电陶瓷产生压电现象，同时发生的纵向延伸和横向弯曲模式的激励在陶瓷指尖的狭小的椭圆通道里产生二维声波，压挤靠着一个陶瓷条的陶瓷指尖产生一个驱动力，驱动与之接触的陶瓷条带动直线或旋转平台产生运动。但没有驱动电压的时候，陶瓷指尖对陶瓷条的压力使之在运动装置上维持一个保持力矩，而不产生位移和滞后。

步进电机(Stepper Motor)：步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因此，步进电动机又称脉冲电动机。

本发明实施例提供了一种镜头系统，该镜头系统应用于长焦段、大镜头的电子设备，例如望远镜、可变焦监控摄像头等，参照图1所示，该镜头系统可以包括：摄像头模组11和主控芯片12；摄像头模组11可以包括：镜头111和与镜头111连接的步进电机112；主控芯片12用于获取镜头111的当前位置和镜头111对焦的目标位置，并根据当前位置和目标位置，计算步进电机112驱动镜头111从当前位置到目标位置的位移，并根据位移生成控制指令；步进电机112用于根据控制指令驱动镜头111移动相应的位移。

本发明实施例中的上述镜头系统，使用步进电机驱动摄像头模组中的镜头移动，对于具有长焦段或者大而重的镜头能够实现自动对焦，避免了音圈马达或者压电马达动力的不足以及对焦行程短而无法实现对焦的技术缺陷。

在此需要说明的是，上述镜头系统中的摄像头模组并非只包括上述镜头和步进电机，为了实现摄像头模组的自动对焦，本领域中的技术人员可以理解的是，上述摄像头模组还包括图像传感器(图中未示出)。还需要说明的是，上述主控芯片可以是系统级芯片(SOC)，该芯片为针对该镜头系统中的摄像头模组进行管控的集成电路。

在一个可选的实施例中，上述主控芯片具体用于根据位移，以及步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的步数，并根据步数生成控制指令；步进电机用于根据控制指令旋转相应的步数，以驱动镜头移动相应的位移。

本发明实施例中的上述步进电机接收到的控制指令为脉冲控制信号，步进电机将脉冲信号转换成相应角位移或线位移，每输出一个脉冲，转子就会转动一个角度或者前进一步，其输出的角位移或线位移与输出的脉冲数成正比，该驱动方式稳定可靠，且精度和驱动力远高于音圈马达和压电马达。需要说明的是，本实施例中根据位移确定的步数包括步数的具体数值，以及步数的转动方向。

在一个可选的实施例中，发明人发现在实现自动对焦时，因为镜头对焦行程的限制，在镜头移动到对焦行程的远焦点或者近焦点范围以外时将无法实现精准对焦，对于自动对焦控制的主控芯片而言，需要判断镜头移动时是否在对焦行程以内，以避免移动出该对焦行程使得摄像头模组失焦。发明人发现步进电机的转子在正反转或者走预设数量的步数时会存在误差，可能在未移动完相应的步数时已经提前到达了镜头对焦行程的边界。因此，还参照图1所示，该镜头系统还可以包括：分别与主控芯片12电连接的两组触点(本实施例中为第一触点113和第二触点114，且第一触点和第二触点的结构可以是相同的，也可以是不同的)，一组触点可以包括至少一对金属片；两组触点分别位于镜头对焦行程的远焦点和近焦点处，用于与镜头移动至在远焦点或近焦点处使至少一对金属片导通。

主控芯片12用于若检测到远焦点或近焦点的金属片导通，确定目标位置与镜头接触触点的当前位置存在偏差，以镜头接触触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数重新生成控制指令。

本发明实施例中，在对焦过程中，当镜头移动到镜头对焦行程中的远焦点或近焦点时，如果继续向前移动则移出镜头对焦行程的范围，此时若还没有移动到目标位置，则说明已经错过了目标位置，这是由于移动过程中电机自身的系统误差引起的。即主控芯片接收到的目标位置与实际移动的目标位置存在偏差，因此该偏差需要进行校正，以达到精准对焦的目的。

在另一个具体的实施例中，提供了一个具体的边界检测的结构，该结构为了检测到镜头移动到远焦点或近焦点时，是否使得金属片导通。还参照图1所示，上述镜头系统还可以包括：分别与触点113,114(本发明实施例中为第一触点113和第二触点114)和主控芯片12连接的电阻13,14(本发明实施例中仪第一电阻13和第二电阻14)，以及GPIO接口115,116(本发明实施例中分别为第一GPIO接口115和第二GPIO接口116)；触点中的一个金属片通过GPIO接口连接电阻，另一个金属片接地；镜头111具有一个金属片，以使镜头的金属片与触点的金属片接触后，触点一对金属片、电阻和主控芯片形成通路。

结合图2所示，以第一触点113为例进行说明，第一触点113中的第一金属片1131通过第一GPIO接口115连接第一电阻13，第二金属片1132接地。镜头的金属片与上述第一金属片和第二金属片接触后，该触点的第一金属片和第二金属片、第一电阻和主控芯片形成通路。

需要说明的是，上述GPIO接口英文全称General-Purpose Input/Output Ports，即通用I/O端口，可以用于输入、输出或其他特殊功能。

本发明实施例中在镜头的金属片将触点的一对金属片接触之后，该触点的一对金属片、电阻和主控芯片形成通路，导致电阻处的电势会被拉高，主控芯片就会检测到镜头移动至该触点处，即镜头将移出镜头对焦行程的范围。

在另一个可选的实施例中，在实际对焦的过程中，存在着数据的偏差，即首次确定的镜头对焦的目标位置并非为最清晰的镜头对焦位置，所以，在镜头移动到目标位置之后，上位机制(例如本发明实施例中提出的高通平台)还需要判断是否对焦完成，以及对焦未完成继续基于该实际位置如何进一步对焦。因此，上述主控芯片还用于：接收镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果以及未对焦完成时镜头对焦的新目标位置；根据对焦完成的结果，生成控制步进电机锁定镜头的控制指令，以使步进电机锁定镜头；根据未对焦完成的结果、实际位置和新目标位置，再次计算步进电机驱动镜头从实际位置到新目标位置的位移，并根据位移生成再次对焦的控制指令。

在一个可选的实施例中，参照图1所示，上述镜头系统还可以包括：驱动芯片15(驱动IC)，驱动芯片15分别与步进电机112和主控芯片12电连接，用于根据控制指令控制步进电机112旋转。

本发明实施例中在对步进电机进行控制时，并非是主控芯片直接对步进电机进行控制，而且通过驱动芯片接收主控芯片的控制指令，并根据该控制指令驱动步进电机旋转。主控芯片启动一个hrtimer时钟用于输出一定数量的脉冲信号给驱动芯片，驱动芯片根据输出一定数量的脉冲，转子即转动相应数量的角度或前进相应数量的步数。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种对上述镜头系统的对焦方法，该方法的执行主体是图1中的主控芯片，参照图3所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤S31、获取镜头的当前位置和镜头对焦的目标位置。

步骤S32、根据当前位置和目标位置，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的位移。

步骤S33、根据位移控制步进电机驱动镜头移动相应的位移。

本发明实施例中提供的上述对焦方法，对于采用步进电机的摄像头模组，能够在高通平台上进行驱动并实现良好的自动对焦效果。在许多移动设备中，往往存在长焦段和大镜头的模组需求，这种场景下采用步进电机作为对焦结构的驱动结构。例如当产品形态为望远镜时，镜头往往为长焦段的，切镜头较大，所以会采用步进电机驱动镜头；同时，特种监控摄像头需要实现多场景监控，对自身体积一般没有特别要求，也会采用步进电机作为对焦驱动；通过本发明实施例中提供的对焦方法，能够兼容高通软件层面更好地支持此类摄像头模组。

在一个可选的实施例中，上述步骤S31的实现，具体包括：根据位移，以及步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的步数；根据步数控制步进电机旋转相应的步数，以驱动镜头移动相应的位移。

本发明实施例中的具体说明和有益效果可以参照上述镜头系统中的有关描述，本发明实施例在此不再赘述。

在另一个可选的实施例中，还需要检测判断镜头是否移动到镜头对焦行程的边界处，本发明实施例中通过边界检测校正的方式对镜头的对焦位置进行校正，具体的包括以下步骤：检测镜头是否接触对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；若是，则判定目标位置与镜头接触触点的当前位置存在偏差；并以镜头接触触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数控制步进电机旋转；否则，判定不存在偏差，控制步进电机锁定镜头。

本发明实施例中的具体说明和有益效果可以参照上述镜头系统中的有关描述，本发明实施例在此不再赘述。

在另一可选的实施例中，在上述步骤S31执行之前，还需要对镜头进行初始化，即控制步进电机于镜头系统启动时，驱动镜头从当前位置到远焦点或近焦点。

在另一可选的实施例中，在移动完之后，还需要接收上位控制机制(例如上述实施例中提及的高通平台)发送的对焦结果，并基于该对焦结果判断是否还需要进一步移动镜头，具体的包括以下步骤：

接收镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果，以及未对焦完成时镜头对焦的新目标位置；根据对焦完成的结果，控制步进电机锁定镜头；根据未对焦完成的结果、实际位置和新目标位置，再次计算步进电机驱动镜头从实际位置到新目标位置的新位移，并根据新位移控制步进电机驱动镜头移动相应的新位移。

本发明实施例中的具体说明和有益效果可以参照上述镜头系统中的有关描述，本发明实施例在此不再赘述。

在一个具体的实施例中，参照图4所示，上述方法具体实现可以包括以下步骤：

步骤S401、镜头系统使能。本步骤是对摄像头模组上电，并对步进电机连接的驱动芯片和与驱动芯片连接的主控芯片使能。

步骤S402、主控芯片初始化配置。在对焦开始前，主控芯片进行初始化配置，即获取步进电机与镜头对焦行程的映射关系等信息，同时接收高通平台下发的镜头对焦的目标位置。

步骤S403、控制步进电机于镜头系统启动时，驱动镜头从当前位置到远焦点或近焦点。该步骤是对摄像头模组中的镜头进行初始化，即将镜头移动到镜头对焦行程的远焦点或近焦点处，以便于进行计算从远焦点或者近焦点到目标位置的位移。目前高通平台下的产品，均是将镜头移动到远焦点处。

此步骤中，还包含了判断镜头是否移动到远焦点或者近焦点处的判断逻辑，即通过边界检测算法，即镜头移动到远焦点或者近焦点时，镜头上金属片将远焦点或近焦点处设置的触点(包括一对金属片)导通，主控芯片会接收到与触点中的一个金属片连接的GPIO接口电平被拉低的电信号，以此来检测镜头移动到远焦点或者近焦点处。

步骤S404、获取镜头的当前位置和镜头对焦的目标位置。本步骤中的当前位置即可为上述步骤S403镜头初始化后的位置，即镜头对焦行程的远焦点或者近焦点位置。上述镜头对焦的目标位置是通过高通平台下发的，是通过图像分析获得的目标位置，本步骤与上述步骤S31一致，在此不再赘述。

步骤S405、根据当前位置和目标位置，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的位移。本步骤与上述步骤S32一致，在此不再赘述。

步骤S406、根据位移，以及步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的步数。

步骤S407、根据步数控制步进电机旋转相应的步数，以驱动镜头移动相应的位移。

步骤S408、判断对焦是否完成，若是，则执行步骤S409；否则，执行步骤S410。

本步骤通过接收镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果，以及未对焦完成时镜头对焦的新目标位置，来判断对焦是否完成。即接收对焦是否完成的结果，对焦是否完成即高通平台对在移动后的实际位置采集的图像数据进行图像分析，以此来判断对焦是否完成。

步骤S409、控制步进电机锁定镜头。本步骤根据对焦完成的结果，控制步进电机锁定镜头，即对焦完成，驱动芯片失能。

步骤S410、根据未对焦完成的结果、实际位置和新目标位置，再次计算步进电机驱动镜头从实际位置到新目标位置的新位移，并根据新位移控制步进电机驱动镜头移动相应的新位移。

步骤S411、根据新位移，以及步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数控制步进电机旋转。本步骤执行完毕之后，需要返回步骤S408继续接收上位控制机制(高通平台)下发的是否对焦完成以及对焦未完成时新的目标位置。

步骤S412、检测镜头是否接触对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；若是，则执行步骤S413，否则，判定不存在偏差，执行步骤S409。

步骤S413、判定目标位置与镜头接触触点的当前位置存在偏差；并以镜头接触触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数控制步进电机旋转。本步骤执行完毕之后，会返回步骤S412继续检测，只到检测到镜头不再处于远焦点或者近焦点为止。

结束之后，镜头系统失能，当然，也可以接收下一次的目标位置，以便实现下一次对焦。

本发明实施例中提供的上述对焦方法，对步进电机的控制机制进行了镜头对焦行程内移动的最大步数限制控制，以及驱动镜头移动到对焦行程的边界时的边界检测校正的优化，对于镜头系统的自动对焦的实现更加精准，效果更优。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种对上述镜头系统的对焦装置，参照图5所示，该装置可以包括：获取模块51、计算模块52以及控制模块53，其工作原理如下：

获取模块51用于获取镜头的当前位置和镜头对焦的目标位置。

计算模块52用于根据当前位置和目标位置，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的位移。

控制模块53用于根据位移控制步进电机驱动镜头移动相应的位移。

在一个可选的实施例中，上述计算模块52具体根据位移，以及步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算步进电机驱动镜头从当前位置到目标位置的步数；相应的，控制模块53根据步数控制步进电机旋转相应的步数，以驱动镜头移动相应的位移。

在一个可选的实施例中，参照图5所示，还包括：检测模块54，检测模块54用于检测镜头是否接触对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；若是，检测模块54，判定目标位置与镜头接触触点的当前位置存在偏差；计算模块52以镜头接触触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，控制模块53根据该步数控制步进电机旋转；否则，检测模块54判定不存在偏差，控制模块53控制步进电机锁定镜头。

在另一个可选的实施例中，上述控制模块53还用于控制步进电机于镜头系统启动时，驱动镜头从当前位置到远焦点或近焦点。

在另一个可选的实施例中，参照图5所示，获取模块51还用于接收所述镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果，以及未对焦完成时所述镜头对焦的新目标位置；控制模块53用于根据对焦完成的结果，控制所述步进电机锁定所述镜头；计算模块52用于根据未对焦完成的结果、所述实际位置和所述新目标位置，再次计算所述步进电机驱动所述镜头从实际位置到新目标位置的新位移，控制模块53根据所述新位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的新位移。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种电子设备，参照图6所示，该电子设备包括：设备主体2和上述镜头系统1；镜头系统1安装于设备主体2上。

需要说明的是，本发明实施例中的上述电子设备可以是望远镜，也可以是可变焦监控摄像头等，当然也可以是智能手机、平板电脑等，本发明实施例对此并不作具体限定。

在一个可选的实施例中，还参照图6所示，该电子设备还可以包括：处理器3；处理器3用于对镜头系统1采集的图像数据进行图像分析，以确定镜头对焦的目标位置；并将镜头对焦的目标位置发送给主控芯片。

需要说明的是，本实施例中处理器对镜头系统采集的图像数据进行图像分析，包括镜头系统启动时采集的图像数据，该数据并非清晰的图像数据，根据该非清晰图像数据，经过一系列图像算法进行运算之后，可以确定出镜头对焦的目标位置。当然，图像分析还包括了在移动到实际位置之后，也对实际位置采集的图像数据进行图像分析，以此来判断对焦是否完成。本发明实施例中并不对处理器在何时何地对镜头系统采集的图像数据进行图像分析进行具体限定。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述镜头系统的对焦方法。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种主控芯片，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述镜头系统的对焦方法。

本发明实施例中提供的上述镜头的对焦方法、对焦装置、电子设备、计算机可读存储介质以及主控芯片的所解决问题的原理与前述镜头系统相似，因此可以参照上述镜头系统的实施，重复之处不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种镜头系统，其特征在于，包括：摄像头模组、主控芯片和分别与所述主控芯片电连接的两组触点；所述摄像头模组包括：镜头和与所述镜头连接的步进电机；

其中，一组触点包括至少一对金属片；两组所述触点分别位于所述镜头对焦行程的远焦点和近焦点处，用于与所述镜头移动至在所述远焦点或所述近焦点处使所述至少一对金属片导通；

所述主控芯片用于获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置，并根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移，并根据所述位移生成控制指令；以及，用于若检测到所述远焦点或近焦点的金属片导通，确定所述目标位置与所述镜头接触所述触点的当前位置存在偏差，以所述镜头接触所述触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的步数，并根据该步数重新生成控制指令；

所述步进电机用于根据所述控制指令驱动所述镜头移动相应的位移。

2.根据权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述主控芯片具体用于根据所述位移，以及所述步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的步数，并根据所述步数生成控制指令；

所述步进电机用于根据所述控制指令旋转相应的步数，以驱动所述镜头移动相应的位移。

3.根据权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，还包括：分别与所述触点和所述主控芯片连接的电阻，以及GPIO接口；

所述触点中的一个所述金属片通过所述GPIO接口连接所述电阻，另一个所述金属片接地；

所述镜头具有一个金属片，以使所述镜头的金属片与触点的金属片接触后，所述触点一对金属片、所述电阻和所述主控芯片形成通路。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的镜头系统，其特征在于，所述主控芯片还用于：接收所述镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果以及未对焦完成时所述镜头对焦的新目标位置；根据对焦完成的结果，生成控制所述步进电机锁定所述镜头的控制指令，以使所述步进电机锁定所述镜头；根据未对焦完成的结果、所述实际位置和所述新目标位置，再次计算所述步进电机驱动所述镜头从实际位置到新目标位置的位移，并根据所述位移生成再次对焦的控制指令。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的镜头系统，其特征在于，还包括：驱动芯片，所述驱动芯片分别与所述步进电机和所述主控芯片电连接，用于根据所述控制指令控制所述步进电机旋转。

6.一种对如权利要求1～5中任一项所述的镜头系统的对焦方法，其特征在于，包括：

获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置；

根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移；

检测所述镜头是否接触所述对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；若是，则判定所述目标位置与所述镜头接触所述触点的当前位置存在偏差；并以所述镜头接触所述触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的位移；否则，判定不存在偏差，控制所述步进电机锁定所述镜头；

根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移，包括：

根据所述位移，以及所述步进电机与镜头对焦行程的映射关系，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的步数；

根据所述步数控制所述步进电机旋转相应的步数，以驱动所述镜头移动相应的位移。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

控制所述步进电机于所述镜头系统启动时，驱动所述镜头从当前位置到所述远焦点或所述近焦点。

9.根据权利要求6～8中一项所述的方法，其特征在于，还包括：

接收所述镜头移动后的实际位置对焦是否完成的结果，以及未对焦完成时所述镜头对焦的新目标位置；

根据对焦完成的结果，控制所述步进电机锁定所述镜头；

根据未对焦完成的结果、所述实际位置和所述新目标位置，再次计算所述步进电机驱动所述镜头从实际位置到新目标位置的新位移，并根据所述新位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的新位移。

10.一种对如权利要求1～5中任一项所述的镜头系统进行对焦的对焦装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述镜头的当前位置和所述镜头对焦的目标位置；

计算模块，用于根据所述当前位置和所述目标位置，计算所述步进电机驱动所述镜头从当前位置到目标位置的位移；

控制模块，用于根据所述位移控制所述步进电机驱动所述镜头移动相应的位移；

检测模块，用于检测镜头是否接触对焦行程的远焦点或近焦点处的设置触点；若是，检测模块判定目标位置与镜头接触触点的当前位置存在偏差；相应的，计算模块还用于以镜头接触触点的当前位置为起点，重新计算从当前位置到目标位置的位移；否则，检测模块判定不存在偏差，相应的，控制模块还用于控制步进电机锁定镜头。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：设备主体和如权利要求1～5中任一项所述的镜头系统；

所述镜头系统安装于所述设备主体上。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，还包括：处理器；

所述处理器用于对所述镜头系统采集的图像数据进行图像分析，以确定所述镜头对焦的目标位置；并将所述镜头对焦的目标位置发送给所述主控芯片。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求6～9中任一项所述的镜头系统的对焦方法。

14.一种主控芯片，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6～9中任一项所述的镜头系统的对焦方法。