CN1896860B - 照相机的自动对焦装置及其自动对焦方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照相机自动对焦装置，该照相机自动对焦装置包括：光信号入射其上的镜头部分；图像传感器和ISP部分，其接收入射到所述镜头部分的光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化图像数据；自动对焦DSP，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以便提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N(N为大于2的整数)个区域，通过积分所述预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且计算最大焦距值，同时根据为每一区域计算的焦距值在上下方向移动所述镜头部分的对焦透镜；以及驱动部分，驱动所述镜头部分的对焦透镜。

Description

照相机的自动对焦装置及其自动对焦方法

相关申请

本申请要求于2005年7月11日向韩国工业产权局提出的韩国申请第2005-0062051号的优先权，其披露结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种照相机的自动对焦装置及其自动对焦方法，更具体地说，涉及一种将图像或窗口设定区的中心区域划分成N个区、以便为每个区调节自动对焦、以致可以缩短自动对焦所需时间的自动对焦装置及其自动对焦方法。

背景技术

近来，随着信息技术的快速发展，除了只传输声音的移动通讯终端之外，还需要发展一种具有多项功能的复合移动通讯终端。

因此，正在实现这样的复合移动通讯终端，即其可同时提供接收和传输图像的功能以及接收和传输声音的功能。作为复合的移动通讯终端，提供了在其中具有实现的数字相机功能的相机电话(camera phone)。

当使用者想要保留某一场景时，使用者可以使用相机电话将其拍下并储存在相机电话中。

被拍摄下的照片可以无线传送给另一移动通讯终端。此外，该照片可以输出到PC的屏幕或储存在PC里。

最近，已经出现了移动通讯终端(所谓TV电话)，它可以接收到电视广播节目并输出，可以通过连接至因特网下载因特网信息，并可以显示活动图像。而且，正在开发下一代移动通讯终端，它可以执行上述所有功能。

通用的相机电话的结构由拍摄照片的照相模块、传输声音和图像中任何一种的传输模块以及接收声音和图像中任何一种的接收模块构成。

照相机模块包括镜头子***和图像处理子***。

镜头子***包括由变焦透镜和对焦透镜组成的镜头部分、用于驱动所述镜头部分的变焦透镜或对焦透镜的促动器、以及促动器驱动器。

图像处理子***包括图像传感器和ISP(图像信号处理器)、自动对焦的数字信号处理器(下文称为DSP)等等。

镜头子***将焦距调节在要拍摄的外部景物上，并且使光入射到图像传感器上，光入射到特定区域，该区域的范围由要拍摄的外部景物决定。

图像处理子***的图像传感器，由光电管(当光源在特定吸收阶段入射时电荷被储存在其中)构成，将储存的电荷转换为数字值(像素值)用以输出。

图像处理子***的ISP针对固定的像素(secured pixel)压缩数字值，执行诸如比例缩放图像增强(scaling image enhancement)的图像处理，并将处理过的数字值传输给移动电话主体。

在这种情况下，为了拍到清晰的图像，镜头子***调节镜头的焦距。这时，就使用设置在普通相机或数字相机中的自动对焦装置。下文将对它作简要说明。

在普通相机或数字相机的自动对焦装置中，当使用者针对要拍摄的目标进行构图，并且按下释放按钮时，焦距即自动调节以便执行拍照。

这样的自动对焦装置大致分为主动式和被动式。

主动式自动对焦装置向目标发出红外线或超声波，并且检测从该目标反射和入射的光或波，以便测量与目标间的距离。

不具有发光部分的被动式自动对焦装置通过镜头部分接收来自目标的光线，并且通过利用目标的亮度/暗度差来确定与目标的距离。

换句话说，被动式自动对焦装置为来自图像传感器的图像信号的每个帧探测高频率信号，该高频信号与当亮度信号经过高通滤波器时所获得的对比度成比例。将该获得的对比度与前一帧的对比度作比较，以致对焦透镜朝着对比度变大的方向移动，而且对焦透镜的旋转停在对比度最大的点上。然后自动调节焦距。

在普通的自动对焦照相模块中，通过CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器接收的图像被ISP处理，并且在处理的图像被传递经过高通滤波器(HPF)时为每个画面提取出通过得到的边缘而计算的焦距值，以便传输给中央处理器单元(CPU)。这时，CPU根据计算的焦距值确定移动方向和对焦透镜的距离，并给促动器驱动器发出指令。然后，促动器被驱动以移动镜头，以致焦距被自动调节。

图1是示出在画面100中窗口101的示意图。如图1所示，屏幕的中心部分通常设置为窗口101。这是因为大多数拍照片的使用者都注意屏幕的中间部分

此外，来自自动对焦DSP的窗口101的起始位置和终端位置被传送，以设定画面100中的窗口101，由积分器累加(accumulate)以这种方式设定的窗口101的高通滤波器的输出。

累加的焦距值成为在照相模块中调节焦距的参考。对于静止图像的情况，镜头被移动以调节焦距。甚至在同一个图像中，当相机处于完全对焦时，得到高焦距值。此外，当相机不在对焦状态时，得到低焦距值。一般来说，基于大多数使用者都注意的中心区调节相机的焦距。

用于寻找焦距值的算法是由CPU在自动对焦DSP中执行的。CPU决定朝哪个方向移动镜头以便通过促动器驱动器驱动促动器。

图2是示出根据镜头移动距离的焦距值的曲线图。

尽管将同一个图像输入相机，当相机未处于对焦状态时，得到例如在A点的低焦距值。这时，镜头的移动方向确定在B点，以便将镜头朝方向C移动。当朝方向C移动的镜头经过具有最大焦距值的E点时，镜头朝着与方向C相反的方向D移动，并且在E点固定，这样找到最大值。

在现有技术中，为每一个画面计算焦距值。这是因为使用者感兴趣的窗口的边缘成分(edge component)的总值是由画面输出。

因此，在找到最大值的传统方法中，重复下面的步骤。分别计算画面的焦距值，根据计算的焦距值确定方向，朝该方向移动镜头。

因此，帧频越快，自动对焦时间越短，帧频是指每一单位时间内显示画面的速度。

同时，作为可以用在传统的便携式摄像机或数字照相机中的图像传感器，设置有CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。

这里，其中在硅片上安装有多个微型金属电极的CCD图像传感器由若干光二极管组成。当光作用在CCD图像传感器上时，光能转换成电。借助使用高电位差，将由设置在每一像素中的光电二极管产生的电荷通过垂直传输CCD和水平传输CCD传送到放大器。由此，尽管CCD图像传感器的能量消耗很大，但CCD图像传感器对于干扰噪声也是足够强的，以致均匀地实现放大。

另一方面，CMOS图像传感器(其中在每一像素中安装有光电二极管和放大器)具有较低的能耗，并且比CCD图像传感器的尺寸小。然而，CMOS图像传感器的画面质量低。

因此，在传统的便携式摄像机或数字相机中，经常使用CCD图像传感器，其对噪声很强，并具有高的画面质量。由于CCD图像传感器具有快的帧频，其中每秒显示50至60次VAG(640x480)或SD(720x48)画面，能够在相当短的时间内找到最大值。

然而，由于CMOS图像传感器的图像质量被改善，具有低能耗且有利于小型化的CMOS图像传感器逐渐用于移动电话、智能电话、PDA等等中。因此，用于找到最大焦距值的时间，即自动对焦时间被加长。

换句话说，CMOS图像传感器的帧频慢到每秒30个画面，而使用者需要更高清晰度的图像质量。因此CMOS图像传感器的帧频变得慢了很多，以致自动对焦时间被延长了许多。

发明内容

本发明的优点在于提供一种自动对焦装置及其自动对焦方法，其将画面的中心区域或窗口设定区域划分成N个区域，以便为每一个区域调整自动对焦，以致可以缩短自动对焦所需要的时间。

本发明总的发明思想的其它方面和优点一部分将在随后的描述中陈述，而一部分通过这些描述而变得显而易见，或者可通过实践总的发明思想而获知。

根据本发明的一个方面，照相机的自动对焦装置包括：光信号入射其上的镜头部分；图像传感器和ISP部分，其接收入射到所述镜头部分的光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；自动对焦DSP，其接收来自图像传感器和ISP部分的图像数据，以便提取预定的图像成分(component)，将画面的中心区域划分成N(N是大于2的整数)个区域，通过积分该预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且在根据为每一区域计算的焦距值在与光轴平行的方向(上下方向)移动所述镜头部分的对焦透镜的同时，计算最大焦距值；以及驱动部分，其驱动所述镜头部分的对焦透镜。

N个区域中的每个区域包括：提取和积分线区域，其提取预定的图像成分，并积分这些提取的预定图像成分；算法操作线区域(algorithm operation line region)，其根据所述预定图像成分的积分值计算焦距值；以及镜头驱动线区域，其根据计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动所述镜头部分的对焦透镜。

提取和积分线区域由基于8的倍数的线构成，其提取预定的图像成分并积分该提取的预定图像成分。

自动对焦DSP包括：光学检测模块，其接收来自图像传感器和ISP部分的图像数据，以提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，然后通过积分该预定的图像成分，为每个区域计算焦距值；以及中心处理单元，其接收来自光学检测模块的焦距值，并在根据该焦距值在与光轴平行的方向驱动所述镜头部分的对焦透镜(自动对焦算法)的同时，计算所述最大焦距值。

光学检测模块包括：高通滤波器，其接收来自图像传感器和ISP部分的图像数据，以提取预定的图像成分；积分器，其接收从高通滤波器提取的预定图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，并积分每个区域的预定图像成分，以输出；以及中心区域设置部分，其传输画面中心区域的开始和终止的地址，开始和终止的地址在积分器中设置。

预的定图像成分之一是边缘成分。

预定的图像成分之一是Y成分。

预定的图像成分之一是具有最大值的Y成分。

画面的中心区域是窗口区域。

图像传感器是CMOS图像传感器。

根据本发明的另一方面，照相机自动对焦方法包括：接收入射到镜头部分的光信号，以便转换成电信号，然后输出该数字化的图像数据；接收该输出图像数据，以便提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域(N是大于2的整数)，并通过积分预定的图像成分为每一区域计算焦距值；在根据计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动透镜部分的对焦透镜的同时，计算最大焦距值。

计算焦距值和计算最大焦距值的步骤在构成N区域中每一区域的多条线中进行。

计算焦距值的步骤包括：接收图像数据以便提取预定图像成分；将画面的中心区域分成N个区域，并且传输每一区域的起始和终止地址；以及通过为N个区域中的每一区域积分所述预定的图像成分，计算焦距值。

对基于8的倍数的线执行提取和积分预定的图像成分的步骤。

预定的图像成分之一是边缘成分。

预定的图像成分之一是Y成分。

预定的图像成分之一是具有最大值的Y成分。

画面的中心区域被设成窗口区域。

图像传感器是CMOS图像传感器。

附图说明

从下面与附图相结合的对具体实施方式的描述，本发明总体思想的这些和/或其他方面和优势将变得明显和易于理解，其中：

图1是示出在画面中的窗口区域的示意图；

图2是示出根据镜头移动距离的焦距值的曲线图；

图3是示出根据本发明的自动对焦装置的构造的示意图；

图4A是示出图3中的自动对焦DSP的结构的示意图；

图4B是示出根据本发明第一实施例的光学检测模块的内部方块图；

图4C是示出根据本发明第二实施例的光学检测模块的内部方块图；

图5A是示出根据本发明第一实施例的VGA(640x480)-质画面的示意图；

图5B是示出根据本发明第一实施例的N个区域中的一个区的示意图

图6A是示出用作根据本发明的画面的同步信号的信号的示意图；

图6B是示出在根据本发明的N个区域中的一个区域的自动对焦时间的示意图；

图7A是示出根据本发明第二实施例的VGA(640x480)-质画面的示意图；

图7B是示出根据本发明第一实施例的N个区域中的一个区域的示意图；

图8A是示出根据本发明第一实施例的照相机的自动对焦方法的流程图；

图8B是示出根据本发明第二实施例的照相机的自动对焦方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细介绍本总体发明思想的具体实施方式，其实施例被图示在附图中，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。下面结合附图描述这些具体实施方式，以解释本发明的总体思想。

下面将结合附图详细描述本发明的优选实施方式。

[第一实施例]

图3是示出根据本发明的自动对焦装置300的构造的示意图。

如图3所示，自动对焦装置300包括：光信号入射其上的镜头部分301；图像传感器和ISP部分302，其接收入射到镜头部分301的光信号以转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；自动对焦数字信号处理器303(以下称为自动对焦DSP)，其接收来自图像传感器和ISP部分302的图像数据，以提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N(N为大于2的整数)个区域，以便通过积分预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且在根据为每一区域计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动镜头部分301的对焦透镜的同时，计算最大焦距值；以及驱动部分304，包括驱动所述镜头部分301的对焦透镜的促动器304b和驱动促动器304b的促动器驱动器304a。

镜头部分301由变焦透镜和对焦透镜组成。变焦透镜的作用是放大图像，而对焦透镜的作用是调节图像的焦距。

图像传感器和ISP(图像信号处理器)部分302由图像传感器和ISP组成。作为图像传感器，使用CCD图像传感器或CMOS图像传感器，其将光信号转换成电信号。在本发明中，优选使用其中使用CMOS图像传感器的照相模块，以便减少自动对焦时间。

ISP执行自动白平衡、自动曝光、亮度校正等，以提高图像质量，以致根据外景的感应转换图像数据。此外ISP输出具有提高的图像质量的图像数据。

由于提供了各种CCD图像传感器或CMOS图像传感器，用于ISP的界面和特征因每一制造者而有所不同。因此根据每种图像传感器的类型而制造不同的ISP。

这里，ISP进行例如色彩滤波阵列内插、色彩矩阵、色彩校正、色彩增强等等的图像处理。

处理的数据转换成CCIR656或CCIR601格式(YUV空间)。然后，ISP接收来自移动电话主机305的主时钟，以输出Y/Cb/Cr或R/G/B数据，以及垂直同步信号、水平同步信号和像素时钟信号(pixel clock signal)。

图4A是示出图3中的自动对焦DSP的结构的示意图。图4B是示出根据本发明第一实施例的光学检测模块的内部框图。

如图4A所示，自动对焦DSP 303包括：光学检测模块401，其接收来自图像传感器和ISP部分302的图像数据，以提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，并且通过积分每个区域的预定图像成分计算焦距值；中心处理单元402，其接收来自光学检测模块401的焦距值，并在根据该焦距值在与光轴平行的方向驱动镜头部分301的对焦透镜的同时，计算最大焦距值。也就是说，中心处理单元402执行自动对焦算法。

如图4B所示，光学检测模块401包括：高通滤波器401a，其接收来自图像传感器和ISP部分302的图像数据，以提取预定的图像成分；积分器401b，其接收从高通滤波器401a提取的预定图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，并且为每个区域积分预定的用于输出的图像成分；以及中心区域设定部分401c，其传输画面中心区域的起始和终止地址，该起始和终止地址设在积分器401b中。

如果从图像传感器和ISP部分302传来的图像数据输入到自动对焦DSP 303，然后传递通过高通滤波器401a，只有图像的预定成分被提取。作为该被提取的预定的成分，有具有边缘成分、Y成分、以及具有最大值的Y成分。

如果中心区域设定部分401c传输中心区域在画面中的起始和终止位置，通过高通滤波器401a提取的成分被积分器401b累加。以这种方式累加的焦距值设成用于调节照相模块中的焦距的参考数据。

对于静止图像的情况，通过移动镜头301来调节焦距。甚至在同一个图像中，焦距被调节时，焦距值很高，而当焦距没被调节时，焦距值很低。因此，为了找到最大焦距值，在通过促动器驱动器304a驱动促动器304b以移动镜头301的同时，必须找到焦距值是最大的位置。

上述找到焦距值的算法由中心处理单元402执行的。在这种情况下，中心处理单元402确定移动镜头301的方向，以便控制由促动器驱动器304a和促动器304b构成的驱动部分304。

图5A是示出根据本发明第一实施例的VGA(640x480)-质量的画面500的示意图，而图5B是示出在画面500中心区域的N个区域中的一个区501的示意图。

如图5A所示，画面的中心区域分成N个区域(这里是501至505的五个区域)，其中每个区域有其自己的焦距值。

画面的中心区域是指，当画面相对于其中心线路被划分成上部和下部时，从中心线到表示该上部的一半的线之间的区域，与从中心线到表示该下部的一半的线之间的区域合在一起的区域。

如图5B所示，N个区域中的每一个包括：提取和积分线区域501a，其提取边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分，并积分这些提取的成分；算法操作线区域501b，其根据成分的积分值计算焦距值；以及镜头驱动线区域501c，其根据计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动镜头部分的对焦透镜。

提取和积分线区域501a由基于8的倍数的线构成，其提取边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分，并积分这些提取的成分。下面解释其理由。

包括自动对焦装置的照相模块包括压缩模块(未示出)，其压缩从图像传感器和ISP部分输入的图像数据。压缩模块按照由恒定数量的像素构成的单元区域将图像数据按块记录(block)在8x8的单元区域，输出该分块的图像数据，并通过离散余弦变换(DCT)频率转换该分块的图像数据，以便按照每一块输出频率成分。因此，由于具有8x 8像素的单元块成为编码该输入的图像数据的基本单元，所以，提取和积分线区域501a(其提取边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分，并积分这些提取的成分)优选由基于8的倍数的线构成。

在本发明中，如图5A和5B所示，一个画面分成N个区域，为每一区域计算焦距值，并根据计算的焦距值通过移动镜头来搜索最大的焦距值。因此可以发现，为每一画面，镜头的移动被执行N次。因此，即使在使用帧频相当低的CMOS图像传感器的照相模块中，也能期望快的自动对焦时间。

图6A是示出用作根据本发明的画面的同步信号的信号的示意图，如图6A所示，用作画面同步信号的信号由报告画面起始的垂直同步信号S1、报告出现在画面中的线图像的激活态的水平同步信号S2，以及报告各自像素数据的同步性的像素时钟信号(未示出)组成。

图6B是示出在根据本发明N个区域之一中的自动对焦时间T的示意图。

如图6B所示，如果相应于N个区域之一的垂直同步信号S1和水平同步信号S2’被施加给N个区域中的一个，在N个区域之一中的自动对焦时间T可以表示成T1、T2和T3的总和。这里，T1是指边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分被提取和积分的时间，T2是指自动对焦DSP根据这些成分的积分值执行算法，以计算焦距值的时间，而T3是指根据该计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动镜头部分的对焦透镜的时间。

因此，在画面的第121至136条线中，边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分被提取和积分。在第136至137条线中，根据这些成分的积分值执行算法，以计算焦距值。在第138至168条线中，根据计算的焦距值驱动镜头部分的对焦透镜。

图8A是示出根据本发明第一实施例的照相机的自动对焦方法的流程图。如图8A所示，该自动对焦方法可以分为五个步骤。

首先，图像传感器和ISP部分将光信号转换成用以输出的数字信号(S801a)。

下一步，自动对焦DSP从图像数据中提取预定的图像成分(边缘、Y成分、和具有最大值的Y成分)(S801b)。

下一步，自动对焦DSP将画面的中心区域划分成N个区域，并传输每一区域的起始和终止地址(S801c)。

下一步，自动对焦DSP为每一区域积分该预定的图像成分(边缘、Y成分、和具有最大值的Y成分)，以计算焦距值(S801d)。

最后，在移动镜头的同时，自动对焦DSP计算最大焦距值，(S801e)。

[第二实施例]

根据本发明的第二实施例的照相机的自动对焦装置的结构与图3、4A和4B所示的第一实施例几乎相同。然而在第二实施例中，在画面内的窗口设定区域被分成N个区域，为每一区域积分预定的图像成分，以计算焦距值，并且在根据为每一区域计算的焦距值上下驱动镜头部分301的对焦透镜的同时计算出最大值。因此，构成自动对焦DSP 303的光学检测模块401的结构稍微与第一实施例有所不同。

图4C是示出根据本发明第二实施例的光学检测模块401的示意图。如图4C所示，光学检测模块401包括：高通滤波器401d，其从图像传感器和ISP部分302接收图像数据，用来提取预定的图像成分；积分器401e，其接收从高通量滤波器401d中提取的预定的图像成分，将窗口设定区域分成N个区域，并为每一区域积分该预定的图像成分，用以输出；以及窗口区域设定部分401f，其传输该窗口区域的起始和终止地址，该起始和终止地址被设在积分器401e中。

因此，如果窗口区域设定部分401f传输窗口区域的起始和终止位置，那么积分器401e就累加通过高通滤波器401d提取的成分。

图7A是示出根据本发明第二实施例的VGA(640x480)质画面700的示意图。图7B是示出窗口区域700a的N个区域中的一个区域的示意图。

如图7A所示，窗口区域701a分成N个区域(这里是701至705的五个区域)，其中每个区域被设置成具有其自己的焦距值。

窗口区域701a是指大多数使用者拍照时所注意的那一部分。一般来说，屏幕的中心部分被设成窗口区域701a。

如图7B所示，N个区域中的每一个包括：提取和积分线区域701a，其提取边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分，并积分这些提取的成分；算法操作线区域701b，其根据成分的积分值计算焦距值；以及镜头驱动线区域701c，其根据计算的焦距值在与光轴平行的方向驱动镜头部分的对焦透镜。

与第一实施例类似，提取和积分线区域701a由基于8的倍数的线构成，其提取边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分，并积分这些提取的成分。

在本发明的第二实施例中，与第一实施例相似，在一个画面内的窗口设定区域被分成N个区域，为每一区域计算焦距值，并根据该计算的焦距值通过移动镜头来搜索最大焦距值。因此可以发现，为每一画面，镜头的移动被执行N次。因此，即使在使用其帧频相当低的CMOS图像传感器的照相模块中，也期望快的自动对焦时间。

在根据本发明第二实施例的窗口区域的N个区域之一中的画面的同步信号和自动对焦时间T与图6A和6B所示的第一实施例中的相同。然而，由于构成窗口区域的N个区域之一的像素数目小于构成画面内中心区域中一个区域的像素数目，第二实施例中的自动对焦时间相对于第一实施例的时间被缩短。

图8B是示出根据本发明第二实施例的照相机的自动对焦方法的流程图。

首先，图像传感器和ISP部分将光信号转换成用以输出的数字信号(S802a)。

下一步，自动对焦DSP从图像数据中提取预定的图像成分(边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分)(S802b)。

下一步，自动对焦DSP将窗口设定区域划分成N个区域，并传输每一区域的起始和终止地址(S802c)。

下一步，自动对焦DSP为每一区域积分该预定的图像成分(边缘成分、Y成分、和具有最大值的Y成分)，以计算焦距值(S802d)。

最后，在移动镜头的同时，自动对焦DSP计算最大焦距值(S802e)。

根据上述照相机的自动对焦装置和自动对焦方法，画面的中心区域或窗口设定区域被分成N个区域，以致为每一区域执行自动对焦，这能让自动对焦时间缩短。

最近，随着CMOS图像传感器的图像质量的提高，具有低能耗且对小型化有利的CMOS图像传感器被用于移动电话、智能(smart)电话机、PDA等等。因此，本发明比现有技术具有更为重要的优势，即能够防止因CMOS图像传感器的低帧频而使自动对焦时间变长。

尽管已经图示说明了本发明总体思想的几个具体实施例，本领域技术人员应该明了，在不偏离本总体发明思想的情况下，可以对这些实施例作些变化，本发明思想的范围由所附的权利要求及其等效替换所限定。

Claims (19)

1.一种照相机的自动对焦装置，包括：

光信号入射其上的镜头部分；

图像传感器和ISP部分，其接收入射到所述镜头部分的所述光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；

自动对焦数字信号处理器，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以便提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，通过积分所述预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且在根据为每一个区域计算的焦距值在与光轴平行的方向移动所述镜头部分的对焦透镜的同时计算最大焦距值，其中，N为大于2的整数；以及

驱动部分，驱动所述镜头部分的对焦透镜，

其中，所述自动对焦数字信号处理器根据每个区域的焦距值使所述对焦透镜移动，从而对于所述画面，所述对焦透镜的移动被执行N次。

2.一种照相机自动对焦装置，包括：

光信号入射其上的镜头部分；

图像传感器和ISP部分，其接收入射到所述镜头部分的所述光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；

自动对焦数字信号处理器，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以便提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，通过积分所述预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且在根据为每一个区域计算的焦距值在与光轴平行的方向移动所述镜头部分的对焦透镜的同时计算最大焦距值，其中，N为大于2的整数；以及

驱动部分，驱动所述镜头部分的对焦透镜，

其中，所述N个区域中的每个区域包括：提取和积分线区域，其提取预定的图像成分，并积分这些提取的预定图像成分；算法操作线区域，其根据所述预定图像成分的积分值计算焦距值；以及镜头驱动线区域，其根据计算出的焦距值在与光轴平行的方向驱动所述镜头部分的对焦透镜。

3.一种照相机的自动对焦装置，包括：

光信号入射其上的镜头部分；

图像传感器和ISP部分，其接收入射到所述镜头部分的所述光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；

自动对焦数字信号处理器，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以便提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，通过积分所述预定的图像成分为每个区域计算焦距值，并且在根据为每一个区域计算的焦距值在与光轴平行的方向移动所述镜头部分的对焦透镜的同时计算最大焦距值，其中，N为大于2的整数；以及

驱动部分，驱动所述镜头部分的对焦透镜，

其中，所述N个区域中的每个区域包括：提取和积分线区域，其提取预定的图像成分，并积分这些提取的预定图像成分；算法操作线区域，其根据所述预定图像成分的积分值计算焦距值；以及镜头驱动线区域，其根据计算出的焦距值在与光轴平行的方向驱动所述镜头部分的对焦透镜，

其中，提取预定图像成分并积分该提取的预定图像成分的所述提取和积分线区域由基于8的倍数的线构成。

4.根据权利要求1所述的照相机自动对焦装置，

其中，所述自动对焦数字信号处理器包括：

光学检测模块，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以提取预定的图像成分，将画面的中心区域划分成N个区域，然后通过积分所述预定图像成分，为每个区域计算焦距值；以及

中心处理单元，其接收来自所述光学检测模块的焦距值，并在根据该焦距值在与光轴平行的方向驱动所述镜头部分的对焦透镜的同时计算所述最大焦距值。

5.根据权利要求4所述的照相机自动对焦装置，

其中，所述光学检测模块包括：

高通滤波器，其接收来自所述图像传感器和ISP部分的图像数据，以提取所述预定图像成分；

积分器，其接收从所述高通滤波器提取的所述预定图像成分，将画面的所述中心区域划分成N个区域，并且为每个区域积分所述预定图像成分用以输出；以及

中心区域设定部分，其传输所述画面的所述中心区域的起始和终止地址，所述起始和终止地址在所述积分器中设定。

6.根据权利要求1至5任一项所述的照相机的自动对焦装置，其中，所述预定图像成分之一是边缘成分。

7.根据权利要求1至5任一项所述的照相机的自动对焦装置，其中，所述预定图像成分之一是Y成分。

8.根据权利要求1至5任一项所述的照相机的自动对焦装置其中，所述预定图像成分之一是具有最大值的Y成分。

9.根据权利要求1至5任一项所述的照相机的自动对焦装置，其中，所述画面的中心区域是窗口区域。

10.根据权利要求1至5任一项所述的照相机的自动对焦装置其中，所述图像传感器是CMOS图像传感器。

11.一种照相机的自动对焦方法，包括：

接收入射到镜头部分的光信号，以便转换成电信号，然后输出数字化的图像数据；

接收输出的图像数据，以便提取预定的图像成分；

将画面的中心区域划分成N个区域，并通过积分所述预定图像成分为每一区域计算焦距值，其中，N为大于2的整数；

在根据计算的所述焦距值在与光轴平行的方向驱动所述透镜部分的对焦透镜的同时计算最大焦距值，

其中，根据每个区域的焦距值使所述对焦透镜移动，从而对于所述画面，所述对焦透镜的移动被执行N次。

12.根据权利要求11所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述计算焦距值和计算最大焦距值的步骤在构成N个区域中的每个区域的多条线中执行。

13.根据权利要求12所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述计算焦距值的步骤包括：

接收图像数据以便提取预定图像成分；

将画面的所述中心区域分成N个区域，并且传输每一区域的起始和终止地址；以及

通过为N个区域中的每一区域积分所述预定图像成分，计算焦距值。

14.根据权利要求13所述的照相机的自动对焦方法，

其中，对基于8的倍数的线执行提取和积分预定图像成分的步骤。

15.根据权利要求11至14任一项所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述预定图像成分之一是边缘成分。

16.根据权利要求11至14任一项所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述预定的图像成分之一是Y成分。

17.根据权利要求11至14任一项所述的照相机自动对焦方法，

其中所述预定的图像成分之一是具有最大值的Y成分。

18.根据权利要求11至14任一项所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述画面的中心区域被设成窗口区域。

19.根据权利要求11至14任一项所述的照相机的自动对焦方法，

其中所述图像传感器是CMOS图像传感器。

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