TWI544249B

TWI544249B - 對焦位置搜尋方法

Info

Publication number: TWI544249B
Application number: TW101121841A
Authority: TW
Inventors: 林國宏
Original assignee: 鴻海精密工業股份有限公司
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2016-08-01
Also published as: US8885088B2; US20130335620A1; TW201400912A

Description

對焦位置搜尋方法

本發明關於一種對焦位置搜尋方法。

具備自動對焦功能的相機模組是利用音圈馬達驅動鏡頭以改變與感測元件之間的相對位置，以使相機模組得到清晰之影像，而常用的影像解析力分析函數為調製傳遞函數(modulation transfer function，MTF)。

由於有效的MTF值計算需要在最佳對焦位置時才是有效且客觀的，故，當尋焦位置的時間過久將導致生產效率過低。目前採用全域搜尋方式搜尋最佳對焦位置，全域搜尋方式為預定的電流間距進行搜尋，並計算不同電流時的MFT值，最後會發現有一個電流值可以使MTF值最大。當搜尋間距愈小時，全域搜尋法將無法使產線獲得較佳的生產效率；反之，若搜尋間距過大，則對焦效果不佳。

為了改良上述全域搜尋方式，先以較大的搜尋間距的逐一計算MTF值，發現MTF值越過峰值時，則改變搜尋方向，並同時縮小搜尋間距以重新計算MTF值；反覆上述步驟，直到MTF值越過的峰值不再發生改變時，則完成自動對焦功能，但當MTF曲線呈現些許振盪時，則容易落入區域峰值的搜尋結果，不是全域峰值。

有鑑於此，有必要提供一種搜尋結果避免落入區域峰值的對焦位置搜尋方法。

一種對焦位置搜尋方法，用來搜尋鏡頭的對焦位置，所述鏡頭被一音圈馬達所驅動，所述音圈馬達根據輸入的電流值而驅動所述鏡頭移動，所述對焦位置搜尋方法包括：S1，於音圈馬達的工作電流範圍內初步選定電流值的左邊界L、右邊界R並預設一允許差值，R>L且所述初步選定的左右邊界差值大於所述允許差值，取兩個種子點，左種子點的電流值滿足x1=L+(1-τ)(R-L)，右種子點的電流值滿足x2=L+τ(R-L)，τ為黃金比例值0.618；S2，分別採用左種子點和右種子點的電流值驅動鏡頭移動到相應位置並取得圖像，計算並記錄圖像的清晰度，比較左種子點對應圖像的清晰度和右種子點對應圖像的清晰度，根據清晰度的關係進行步驟a或b；a，如果左種子點對應的清晰度小於等於右種子點對應的清晰度，左邊界被重新選定為左種子點，右種子點被重新選定為新的左種子點，並且依據重新選定的左邊界及所述右種子點的電流值公式x2=L+τ(R-L)獲取新的右種子點，採用新的右種子點和前一個右種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的右種子點和前一個右種子點的電流值差值小於等於所述允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的右種子點為最佳對焦位置；b，在右種子點對應的清晰度小於左種子點對應的清晰度的情況下，右邊界被重新選定為右種子點，左種子點被重新選定為新的右種子點，並且依據重新選定的右邊界及所述左種子點的電流值公式x1=L+(1-τ)(R-L)獲取新的左種子點，採用新的左種子點和前一個左種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的左種子點和前一個左種子點的電流值差值小於等於允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的左種子點為最佳對焦位置。

相較於先前技術，本發明實施例的對焦位置搜尋方法利用黃金分割法及疊代特性，將左邊界和右邊界不斷向右移動和向左移動，以使搜尋邊界朝向期望值夾擠，可避免搜尋結果落入區域峰值。

圖1是本發明實施對焦位置搜尋方法的流程圖。

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步詳細說明。

本發明實施例提供的對焦位置搜尋方法用來在相機、手機等電子裝置中判斷並確定鏡頭的位置，鏡頭被音圈馬達所驅動，輸入音圈馬達的電流值不同，鏡頭的位移量也不同，換言之，鏡頭根據輸入的電流值而被移動到不同的位置以得到圖像。

請參閱圖1，對焦位置搜尋方法如下：

S1，定義電流的搜尋邊界和電流允許差異，左邊界記作L、右邊界記作R、允許差異記作δ，其中，R大於L且R-L大於δ，設定兩個種子電流，分別記作左種子點和右種子點，其中，左種子點的電流取值為x1=L+(1-τ)(R-L)，右種子點的電流取值為x2=L+τ(R-L)，τ為黃金比例值0.618。

有幾點需要說明，之一，左種子點和右種子點是相對而言，靠近左邊界的點稱為左種子點，靠近右邊界的點稱為右種子點；之二，δ的取值小於等於0.05，優選地，小於等於0.01；之三，搜尋邊界應該於音圈馬達允許輸入的電流範圍內設定。

S2，分別採用左種子點和右種子點的電流值驅動鏡頭移動到相應位置並取得圖像，計算並記錄圖像的清晰度，比較左種子點對應圖像的清晰度和右種子點對應圖像的清晰度，根據清晰度的關係進行步驟a或b。

本實施方式中，圖像的清晰度採用下面的函數MTF=(High-Low)/(High+Low)得出，其中，High=Ave+0.6(Max-Ave)，Low=Ave-0.6(Ave-Min)，Ave為灰階度的平均值，Max為灰階度的最大值，Min為灰階度的最小值。灰階度可以為紅、綠、藍中任意一種。

a，如果左種子點對應的清晰度小於等於右種子點對應的清晰度，左邊界被重新選定為左種子點，右種子點被重新選定為新的左種子點，並且依據重新選定的左邊界及所述右種子點的電流值公式x2=L+τ(R-L)獲取新的右種子點，採用新的右種子點和前一個右種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的右種子點和前一個右種子點的電流值差值小於等於所述允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的右種子點為最佳對焦位置。

b，在右種子點對應的清晰度小於左種子點對應的清晰度的情況下，右邊界被重新選定為右種子點，左種子點被重新選定為新的右種子點，並且依據重新選定的右邊界及所述左種子點的電流值公式x1=L+(1-τ)(R-L)獲取新的左種子點，採用新的左種子點和前一個左種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的左種子點和前一個左種子點的電流值差值小於等於允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的左種子點為最佳對焦位置。

採用上述對焦位置搜尋方法，以搜尋近景的清晰度為例，在10,000次的實驗中均可找到目標值，而且每一次實驗所花費的搜尋次僅約在12~15次的範圍內，且與目標值的誤差均在0.05以下。

採用上述對焦位置搜尋方法，以搜尋近景的清晰度並將近景的清晰度加入20%的雜訊為例，在10,000次的實驗中，與目標值的差值中，有將近9,885次在0.1以下的誤差內，而每一次實驗花費的搜尋次數僅約在12~15次的範圍內。

本發明實施例的對焦位置搜尋方法利用黃金分割法及疊代特性，將左邊界和右邊界不斷向右移動和向左移動，以使搜尋邊界朝向期望值夾擠，可避免搜尋結果落入區域峰值。綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims

一種對焦位置搜尋方法，用來判斷鏡頭的最佳對焦位置，所述鏡頭被一音圈馬達所驅動，所述音圈馬達根據輸入的電流值而驅動所述鏡頭移動，所述對焦位置搜尋方法包括：S1，在馬達的工作電流範圍內初步選定電流值的左邊界L、右邊界R並預設一允許差值，R>L且所述初步選定的左右邊界差值大於所述允許差值，取兩個種子點，左種子點的電流值滿足x1=L+(1-τ)(R-L)，右種子點的電流值滿足x2=L+τ(R-L)，τ為黃金比例值0.618；S2，分別採用左種子點和右種子點的電流值驅動鏡頭移動到相應位置並取得圖像，計算並記錄圖像的清晰度，比較左種子點對應圖像的清晰度和右種子點對應圖像的清晰度，根據清晰度的關係進行步驟a或b；a，如果左種子點對應的清晰度小於等於右種子點對應的清晰度，左邊界被重新選定為左種子點，右種子點被重新選定為新的左種子點，並且依據重新選定的左邊界及所述右種子點的電流值公式x2=L+τ(R-L)獲取新的右種子點，採用新的右種子點和前一個右種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的右種子點和前一個右種子點的電流值差值小於等於所述允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的右種子點為最佳對焦位置；b，在右種子點對應的清晰度小於左種子點對應的清晰度的情況下，右邊界被重新選定為右種子點，左種子點被重新選定為新的右種子點，並且依據重新選定的右邊界及所述左種子點的電流值公式x1=L+(1-τ)(R-L)獲取新的左種子點，採用新的左種子點和前一個左種子點的電流值重複步驟S2，直到最新的左種子點和前一個左種子點的電流值差值小於等於允許差值，則停止搜尋，取圖像清晰度大的左種子點為最佳對焦位置。
如請求項1所述之對焦位置搜尋方法，其中，所述允許差值為小於等於0.05。
如請求項2所述之對焦位置搜尋方法，其中，所述允許差值為小於等於0.01。
如請求項1所述之對焦位置搜尋方法，其中，所述清晰度採用下列公式計算得出：(High-Low)/(High+Low)，High=Ave+0.6(Max-Ave)，Low=Ave-0.6(Ave-Min)，Ave為灰階度的平均值，Max為灰階度的最大值，Min為灰階度的最小值。