TWI588557B - 自動對焦方法 - Google Patents

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Description

自動對焦方法
本發明涉及一種對焦技術，特別涉及一種自動對焦方法。
傳統的自動對焦方法，如，爬坡法，已廣泛運用在安裝有對焦鏡頭的電子裝置中。爬坡法是指驅動對焦鏡頭中的對焦鏡片以較大的搜尋間距沿特定方向步進移動並逐步計算對焦鏡頭的解析度，未達峰值前，解析度呈上升的趨勢，當發生下降趨勢時，則改變對焦鏡片的搜尋方向，並同時縮小搜尋間距以重新計算反映解析度的模量傳遞函數值(module transfer function,MTF值)；反復上述步驟，直到MTF值越過的峰值的狀況不再發生改變時，則完成自動對焦功能。然而，如果在對焦的過程中，對焦曲線出現輕微的振盪，則容易獲得區域峰值的搜尋結果，但是區域峰值並不是全域峰值，導致對焦不準確。
有鑑於此，有必要提供一種能精確搜尋到最佳對焦點的自動對焦方法。
一種自動對焦方法，用於一對焦模組，該對焦模組包括一對焦鏡片，其包括以下步驟：將該對焦鏡片移動的搜尋邊界InitL，InitR對應賦值於L，R，同時獲取該對焦鏡片位於搜尋邊界時該對焦模組的解析度f(L)，f(R)；其中，L，R為變數，InitL，InitR為常量；f(x)為該對焦鏡片搜尋至x位置處該對焦模組的解析度；x為變數，x為InitL與InitR之間的一個數值； 採用黃金分割法設定該對焦鏡片的對焦點x1，x2，其中，x1=L+(1-τ)×(R-L)，x2=L+τ×(R-L)，τ=0.618，並獲取f(x1)，f(x2)；其中，x1，x2為變數；判斷f(x1)是否大於f(x2)；當f(x1)<f(x2)時，L=x1，x1=x2，x2=L+τ×(R-L)，其分別表示x1賦值於L，x2賦值於x1，根據黃金分割法採用重新賦值後的L計算x2；當f(x1)>f(x2)時，R=x2，x2=x1，x1=L+(1-τ)×(R-L)，其分別表示x2賦值於R，x1賦值於x2，根據黃金分割法採用重新賦值後的R計算x1；判斷L≠InitL且R≠InitR是否成立；當L≠InitL且R≠InitR成立時，獲取對焦點L，x1，x2及R，及該對焦鏡片在上述對焦點時該對焦模組的解析度f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)；及根據對焦點L，x1，x2及R，及各對焦點的解析度值f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)估測該對焦鏡片的最佳對焦點所在的電流值。
本發明提供的自動對焦方法中通過採用黃金分割法使搜尋邊界朝向最佳對焦點夾擠並使用最終所獲取的邊界值和最終所獲取的對焦點估測最佳對焦點所在的電流值，使得採用該自動對焦方法能更精確、更快的搜尋到全域峰值。
S11-S18,S181-S182‧‧‧自動對焦方法
圖1為本發明實施方式提供的自動對焦方法的流程示意圖。
圖2是圖1中的自動對焦方法中計算最佳對焦點的流程圖。
圖3是使用圖1中的自動對焦方法的解析度和電流值的示意圖。
下面將結合附圖與實施例對本技術方案作進一步詳細說明。
如圖1-3所示，為本發明實施方式提供的一種自動對焦方法。本發明實施方式提供的自動對焦方法運用在相機、手機等電子裝置中的一對焦模組。電子裝置中的馬達在自動對焦方法的控制下驅動該對焦模組中的一對焦鏡 片沿光軸方向移動以搜尋最佳對焦點，輸入至所述馬達的電流值不同，所述對焦鏡片的位移量也不同，所述對焦模組所獲取的影像的解析度也不同。
所述自動對焦方法採用程式語言編碼，所述程式語言存儲在一記憶體中，並通過一處理器執行。所述自動對焦方法包括以下步驟：
S11：將該對焦鏡片移動的搜尋邊界InitL，InitR對應賦值於L，R，同時獲取該對焦鏡片位於搜尋邊界時該對焦模組的解析度f(L)，f(R)；其中，L，R為變數，InitL，InitR為常量；f(x)為該對焦鏡片搜尋至x位置處該對焦模組的解析度；x為變數，x為InitL與InitR之間的一個數值。所述搜尋邊界根據對焦模組的設計要求而確定。本實施方式中，L=InitL=0.2A，R=InitR=2A，f(L)=0.07，f(R)=0.07。
S12：採用黃金分割法設定該對焦鏡片的對焦點x1，x2，其中，x1=L+(1-τ)×(R-L)，x2=L+τ×(R-L)，τ=0.618，並獲取f(x1)，f(x2)；其中，x1，x2為變數。本實施方式中，x1=0.8696，x2=1.3124，f(x1)=0.19，f(x2)=0.15，由於f(x1)>f(x2)，直接運行步驟S15。
S13：判斷f(x1)是否大於f(x2)。
S14：當f(x1)<f(x2)時，L=x1，x1=x2，x2=L+τ×(R-L)，其分別表示x1賦值於L，x2賦值於x1，根據黃金分割法採用重新賦值後的L計算x2。
S15：當f(x1)>f(x2)時，R=x2，x2=x1，x1=L+(1-τ)×(R-L)，其分別表示x2賦值於R，x1賦值於x2，根據黃金分割法採用重新賦值後的R計算x1。本實施方式中，R=1.3124，x2=0.8696，x1=0.6138。
S16：判斷L≠InitL且R≠InitR是否成立；當L≠InitL且R≠InitR不成立時，返回步驟S13。由於L的值沒有變化，所以L≠InitL且R≠InitR不成立，需返回至S13中比較x1=0.6138，x2=0.8696時的f(x1)與f(x2)之間的大小。
S17：當L≠InitL且R≠InitR成立時，獲取對焦點L，x1，x2及R，及該對焦鏡片在上述對焦點時該對焦模組的解析度f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)。可以理解，要使L≠InitL且R≠InitR成立，步驟S14和S15至少要經過一次。
S18：根據對焦點L，x1，x2及R，及各對焦點的解析度值f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)估測該對焦鏡片的最佳對焦點所在的電流值，其包括以下步驟：
S181：依序從上述4組對焦點和解析度值中取出3組，並代入抛物線方程式以求出頂點座標(xn1，f(n1))，(xn2，f(n2))，(xn3，f(n3))，(xn4，f(n4))。
S182：獲得最佳對焦點xp=(L*f(L)+x1*f(x1)+x2*f(x2)+R*f(R)+xn1*f(n1)+xn2*f(n2)+xn3*f(n3)+xn4*f(n4))/(L+x1+x2+R+xn1+xn2+xn3+xn4)。
可以理解，在步驟S18也可以採用其他的方法獲取最佳對焦點，例如xp=(L*f(L)+x1*f(x1)+x2*f(x2)+R*f(R))/(L+x1+x2+R)或者xp=(xn1*f(n1)+xn2*f(n2)+xn3*f(n3)+xn4*f(n4))/(xn1+xn2+xn3+xn4)。
本發明提供的自動對焦方法中通過採用黃金分割法使搜尋邊界朝向最佳對焦點夾擠並使用最終所獲取的邊界值和最終採用黃金分割法所獲取的對焦點估測最佳對焦點所在的電流值，使得採用該自動對焦方法能更精確、更快的搜尋到全域峰值。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明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。
S11-S18‧‧‧自動對焦方法

Claims (4)

  1. 一種自動對焦方法，用於一對焦模組，該對焦模組包括一對焦鏡片，其包括以下步驟：將該對焦鏡片移動的搜尋邊界InitL，InitR對應賦值於L，R，同時獲取該對焦鏡片位於搜尋邊界時該對焦模組的解析度f(L)，f(R)；其中，L，R為變數，InitL，InitR為常量；f(x)為該對焦鏡片搜尋至x位置處該對焦模組的解析度；x為變數，x為InitL與InitR之間的一個數值；採用黃金分割法設定該對焦鏡片的對焦點x1，x2，其中，x1=L+(1-τ)×(R-L)，x2=L+τ×(R-L)，τ=0.618，並獲取f(x1)，f(x2)；其中，x1，x2為變數；判斷f(x1)是否大於f(x2)；當f(x1)<f(x2)時，L=x1，x1=x2，x2=L+τ×(R-L)，其分別表示x1賦值於L，x2賦值於x1，根據黃金分割法採用重新賦值後的L計算x2；當f(x1)>f(x2)時，R=x2，x2=x1，x1=L+(1-τ)×(R-L)，其分別表示x2賦值於R，x1賦值於x2，根據黃金分割法採用重新賦值後的R計算x1；判斷L≠InitL且R≠InitR是否成立；當L≠InitL且R≠InitR成立時，獲取對焦點L，x1，x2及R，及該對焦鏡片在上述對焦點時該對焦模組的解析度f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)；當L≠InitL且R≠InitR不成立時，返回判斷f(x1)是否大於f(x2)；及根據對焦點L，x1，x2及R，及各對焦點的解析度值f(L)，f(x1)，f(x2)及f(R)估測該對焦鏡片的最佳對焦點所在的電流值。
  2. 如請求項1所述的自動對焦方法，其中：獲取最佳對焦點所在的電流值包括以下步驟：依序從上述4組對焦點和解析度值中取出3組，並代入抛物線方程式以求出頂點座標(xn1，f(n1))，(xn2，f(n2))，(xn3，f(n3))，(xn4，f(n4))； 獲得最佳對焦點xp=(L*f(L)+x1*f(x1)+x2*f(x2)+R*f(R)+xn1*f(n1)+xn2*f(n2)+xn3*f(n3)+xn4*f(n4))/(L+x1+x2+R+xn1+xn2+xn3+xn4)。
  3. 如請求項1所述的自動對焦方法，其中：獲取最佳對焦點所在的電流值包括以下步驟：獲得最佳對焦點xp=(L*f(L)+x1*f(x1)+x2*f(x2)+R*f(R))/(L+x1+x2+R)。
  4. 如請求項1所述的自動對焦方法，其中；獲取最佳對焦點所在的電流值包括以下步驟：依序從上述4組對焦點和解析度值中取出3組，並代入抛物線方程式以求出頂點座標(xn1，f(n1))，(xn2，f(n2))，(xn3，f(n3))，(xn4，f(n4))；獲得最佳對焦點xp=(xn1*f(n1)+xn2*f(n2)+xn3*f(n3)+xn4*f(n4))/(xn1+xn2+xn3+xn4)。
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