CN105704380A - 一种摄像头对焦方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，公开了一种摄像头对焦方法及电子设备。应用于包含摄像头模组、测距模组以及处理器的电子设备；摄像头对焦方法包含以下步骤：处理器通过测距模组获取电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；处理器根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取当前拍摄距离对应的对焦焦距；处理器控制摄像头模组调节至当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。本发明实施方式中，能够快速实现摄像头精准对焦。

Description

一种摄像头对焦方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种摄像头对焦方法及电子设备。

背景技术

随着电子技术和图像处理技术的快速发展，终端的照相功能越来越强大。在拍照过程中，为了能够拍得到更好清晰度的照片，需要进行对焦，也就是根据当前的场景来自动调节镜头的位置以达到最高清晰度的照片。现有的对焦方法有以下几种：

传统的手机摄像头，其对焦采用的是反差式对焦***，其原理是根据焦点处画面的对比度变化，寻找对比度最大时的镜头位置，也就是准确对焦的位置。缺点是对焦过程繁琐，需要不断变化对焦位置来确认最佳焦距。

相位检测对焦***所采用的图像传感器有点不一样，感光区域中的部分像素点被牺牲掉，这些像素被称为掩蔽像素(MaskedPixels)，是成对使用的。像素之间的距离、结合它们的相对变化，就可以帮助***决定镜头到底需要为准确对焦而移动多远。其特点是对焦速度快，抓拍或拍摄移动物体时不易失焦，缺点是在光线较暗或画面对比度不高的情况下容易对焦失败。

激光对焦的准确完整描述为红外波段激光自动辅助对焦，它的原理有些像老旁轴相机上的光学测距仪，工作时摄像头四周的激光二极管会向前方发射红外波段的激光，光线碰触到对焦物体后返回，被传感器侦测到，即可计算出精确的距离，整个对焦过程形同光速，极为迅捷。由于其基本原理为通过发射激光反射来测距，因此即便在光线昏暗或画面对比度不高的情况下也能快速对焦。缺点是由于增加了额外的激光发射和接收装置，会在拍摄时带来额外的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像头对焦方法及电子设备，能够快速实现摄像头精准对焦。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种摄像头对焦方法，应用于包含摄像头模组、测距模组以及处理器的电子设备，包含以下步骤：

所述处理器通过所述测距模组获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；

所述处理器根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取所述当前拍摄距离对应的对焦焦距；

所述处理器控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包含：壳体、摄像头模组、测距模组以及处理器；

所述处理器设置于所述壳体内；所述摄像头模组与所述测距模组设置于所述壳体的同一表面；

所述处理器连接于所述摄像头模组与所述测距模组；

其中，所述处理器用于通过所述测距模组获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；用于根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取所述当前拍摄距离对应的对焦焦距；用于控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

本发明实施方式相对于现有技术而言，处理器通过测距模组获取电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离，然后通过拍摄距离与对焦焦距的对应关系，获取当前拍摄距离对应的对焦焦距，最后处理器控制摄像头调节至当前拍摄距离对应的对焦焦距，对焦方法简便易行，受光线因素影响较小，即使在较暗的环境下也可以实现摄像头的快速精准对焦。

作为进一步改进，本发明实施方式中所述测距模组包含高功率红外灯与距离传感器，分别连接于所述处理器；所述电子设备还包含红外灯电源芯片，所述红外灯电源芯片连接于所述高功率红外灯且用于为所述高功率红外灯供电；其中，所述处理器用于计算所述高功率红外灯发射红外发射光线与所述距离传感器接收红外反射光线的时间差；用于根据预设光速与所述时间差计算所述当前拍摄距离；其中，所述红外反射光线由至少部分所述红外发射光线被所述拍摄对象反射形成。本实施方式中，利用红外测距原理实现测距，简单易行，硬件容易实现。

作为进一步改进，所述电子设备包含手机或平板电脑。由于目前的手机或平板电脑基本都包含红外灯与距离感应器(用于通话时控制屏幕亮灭)，因此，本实施方式中仅需将现有技术中的红外灯替换为高功率红外灯，并增加红外灯电源芯片为高功率红外灯供电。即，对现有的手机或平板电脑进行很少的硬件改动，即可实现本发明的技术方案。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的一种摄像头对焦方法流程图；

图2是图1中步骤10的具体流程图；

图3是图1中步骤12的具体流程图；

图4是根据本发明第二实施方式中电子设备的示意图；

图5是根据本发明第二实施方式中电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种摄像头对焦方法，应用于包含摄像头模组、测距模组以及处理器的电子设备，比如为手机、平板电脑等，接下来以手机为例对本发明的实施方式进行说明。

结合流程图1所示，详细介绍本发明第一实施方式的实现方法：

步骤10，处理器获取当前拍摄距离。具体地说，处理器可以通过测距模组获取电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离。

值得说明的是，本发明实施方式在具体实现时，所述测距模组可以包含高功率红外灯与距离传感器。利用高功率红外灯与距离传感器测量当前拍摄距离的具体实现方法可以结合流程图2所示的内容。步骤10包含以下子步骤：

子步骤101，处理器记录高功率红外灯发射红外发射光线的时刻T1。

子步骤102，处理器记录距离传感器接收红外反射光线的时刻T2。

子步骤103，处理器计算两个时刻的时间差。

子步骤104，处理器根据计算的两个时刻的时间差，计算当前拍摄距离。即所述处理器根据预设光速与所述时间差T＝T2-T1，计算所述当前拍摄距离，计算公式为L＝C*T/2，其中，C为预设光速(C＝299792458m/s)。

值得说明的是，所述红外发射光线具有集中性强不易扩散的特性，因而可以保证所述红外反射光线由至少部分所述红外发射光线被所述拍摄对象反射形成，使得处理器根据高功率红外灯发射红外发射光线与所述距离传感器接收红外反射光线的时间差，测得的拍摄距离更加准确。

不限于此，在具体实施时，测距模组还可以为超声波传感器。利用超声波实现测距，本实施方式在此不做具体限定。

结合图1，处理器通过测距模组获取电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离之后，执行步骤11。

步骤11，获取当前拍摄距离对应的对焦焦距。具体地说，本步骤的内容在具体实现时，可以将拍摄距离与对焦焦距的对应关系预设在电子设备内部，以方便处理器根据当前拍摄距离快速查找到对应的对焦焦距，可以节省时间，提高处理器的处理效率。

在具体实施时，拍摄距离与对焦焦距的对应关系可以通过多种方法获得，本实施方式中以多次试验的方式获得，即分别选取多个拍摄距离，并且在当前选取的拍摄距离下调试焦距，记录画面最清晰时对应的摄像头的焦距。举例来说：设定已知的拍摄距离(例如为1米)，不断调试摄像头的焦距，记录拍摄画面最清晰时的摄像头的焦距；以同样的方法，记录拍摄距离与焦距的多组数据，不同的拍摄距离可以是以预设间隔递增或递减。其中，拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系可以以函数的形式表示，即利用记录的多组数据进行曲线拟合以得出拍摄距离与焦距的相关函数表达式；或者，也可以以对照表的形式表示，即直接根据记录的拍摄距离与焦距的多组数据建立拍摄距离-焦距对照表。

步骤12，控制摄像头模组调节至当前拍摄距离对应的对焦焦距。具体地说，所述处理器控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

在具体实现时，所述摄像头模组可以包含摄像头本体、透镜以及透镜驱动单元，所述摄像头本体固定于所述壳体，所述透镜可移动地设置于所述摄像头本体，所述透镜驱动单元电性连接于所述处理器且机械连接于所述透镜。本步骤的具体内容可以结合流程图3所示。步骤12包含如下子步骤：

子步骤120，处理器产生当前对焦信号。具体地说，所述处理器根据所述当前拍摄距离对应的对焦焦距产生当前对焦信号。

子步骤121，将当前对焦信号发送至透镜驱动单元。具体地说，处理器产生当前对焦信号之后，将所述当前对焦信号发送至所述透镜驱动单元。

子步骤122，透镜驱动单元驱动透镜移动至对焦焦距处。具体地说，所述透镜驱动单元根据所述当前对焦信号驱动所述透镜移动至所述摄像头本体的所述对焦焦距处。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过测距模组获取电子设备相对于拍摄对象的当前距离，并且根据拍摄距离与对焦焦距的对应关系，获取当前拍摄距离对应的对焦焦距，然后控制摄像头模组调节至对应的对焦焦距，能够快速实现自动对焦，且对焦方式简单，硬件易于实现，对焦效果也更为精确。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第二实施方式涉及一种电子设备，所述电子设备可以为手机、平板电脑或者智能相机等，本实施方式中以手机为例进行说明，如图4所示，包含：壳体、摄像头模组40、测距模组43以及处理器。其中，所述处理器设置于所述壳体内，所述摄像头模组40与所述测距模组43设置于所述壳体的同一表面；所述处理器连接于所述摄像头模组40与所述测距模组43。其中，所述处理器用于通过所述测距模组43获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；用于根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取所述当前拍摄距离对应的对焦焦距；用于控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

另外，值得说明的是，结合图5所示，本实施方式中，所述测距模组43还可以包含高功率红外灯与距离感应器，分别连接于所述处理器；所述电子设备还包含红外灯电源芯片，所述红外灯电源芯片连接于所述高功率红外灯且用于为所述高功率红外灯供电，以保证高功率红外灯可以正常工作。并且，所述电子设备还包含供电电池；所述供电电池连接于所述红外灯电源芯片，以通过所述红外灯电源芯片直接为高功率红外灯供电。

本实施方式中，所述摄像头模组包含摄像头本体、透镜以及透镜驱动单元；所述摄像头本体固定于所述壳体；所述透镜可移动地设置于所述摄像头本体；所述透镜驱动单元电性连接于所述处理器且机械连接于所述透镜。

另外，所述处理器用于根据所述当前拍摄距离对应的对焦焦距产生当前对焦信号，并将所述当前对焦信号发送至所述透镜驱动单元；用于根据所述当前对焦信号驱动所述透镜移动至所述摄像头本体的所述对焦焦距处。

本发明实施方式中，所述表面为所述壳体的前表面，由于目前的手机或平板电脑基本都包含红外灯与距离感应器(用于通话时控制屏幕亮灭)，因此，本实施方式中仅需将现有技术中的红外灯替换为高功率红外灯，并增加红外灯电源芯片为高功率红外灯供电。即，对现有的手机或平板电脑进行很少的硬件改动，即可实现本发明的技术方案。

另外，测距模组中的高功率红外灯和距离传感器和前置摄像头一样位于手机的前表面，可以保证距离传感器和高功率红外灯与被拍物体和摄像头与被拍物体的距离都是一致的，所以处理器获得的拍摄距离也更精准。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的***实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种摄像头对焦方法，其特征在于，应用于包含摄像头模组、测距模组以及处理器的电子设备；所述摄像头对焦方法包含以下步骤：

所述处理器通过所述测距模组获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；

所述处理器根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取所述当前拍摄距离对应的对焦焦距；

所述处理器控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

2.根据权利要求1所述的摄像头对焦方法，其特征在于，所述测距模组包含高功率红外灯与距离传感器；

所述处理器通过所述测距模组获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离的步骤，包含以下子步骤：

所述处理器计算所述高功率红外灯发射红外发射光线与所述距离传感器接收红外反射光线的时间差；其中，所述红外反射光线由至少部分所述红外发射光线被所述拍摄对象反射形成；

所述处理器根据预设光速与所述时间差计算所述当前拍摄距离。

3.根据权利要求1所述的摄像头对焦方法，其特征在于，所述拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系以函数形式表示。

4.根据权利要求1所述的摄像头对焦方法，其特征在于，所述摄像头模组包含摄像头本体、透镜以及透镜驱动单元；

所述处理器控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦的步骤，包含以下子步骤：

所述处理器根据所述当前拍摄距离对应的对焦焦距产生当前对焦信号，并将所述当前对焦信号发送至所述透镜驱动单元；

所述透镜驱动单元根据所述当前对焦信号驱动所述透镜移动至所述摄像头本体的所述对焦焦距处。

5.一种电子设备，其特征在于，包含：壳体、摄像头模组、测距模组以及处理器；

所述处理器设置于所述壳体内；所述摄像头模组与所述测距模组设置于所述壳体的同一表面；

所述处理器连接于所述摄像头模组与所述测距模组；

其中，所述处理器用于通过所述测距模组获取所述电子设备相对于拍摄对象的当前拍摄距离；用于根据拍摄距离与对焦焦距的预设对应关系，获取所述当前拍摄距离对应的对焦焦距；用于控制所述摄像头模组调节至所述当前拍摄距离对应的对焦焦距，以实现对焦。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述测距模组包含高功率红外灯与距离感应器，分别连接于所述处理器；

所述电子设备还包含红外灯电源芯片，所述红外灯电源芯片连接于所述高功率红外灯且用于为所述高功率红外灯供电；

其中，所述处理器用于计算所述高功率红外灯发射红外发射光线与所述距离传感器接收红外反射光线的时间差；用于根据预设光速与所述时间差计算所述当前拍摄距离；

其中，所述红外反射光线由至少部分所述红外发射光线被所述拍摄对象反射形成。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包含供电电池；所述供电电池连接于所述红外灯电源芯片。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述摄像头模组包含摄像头本体、透镜以及透镜驱动单元；

所述摄像头本体固定于所述壳体；所述透镜可移动地设置于所述摄像头本体；

所述透镜驱动单元电性连接于所述处理器且机械连接于所述透镜；

其中，所述处理器用于根据所述当前拍摄距离对应的对焦焦距产生当前对焦信号，并将所述当前对焦信号发送至所述透镜驱动单元；用于根据所述当前对焦信号驱动所述透镜移动至所述摄像头本体的所述对焦焦距处。

9.根据权利要求5至8中任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包含手机或平板电脑。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述表面为所述壳体的前表面。