TWI524107B

TWI524107B - 自動對焦方法

Info

Publication number: TWI524107B
Application number: TW101120036A
Authority: TW
Inventors: 林國宏
Original assignee: 鴻海精密工業股份有限公司
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2016-03-01
Also published as: US8730379B2; TW201350955A; US20130321693A1

Description

自動對焦方法

本發明關於一種自動對焦方法，尤其涉及一種快速的自動對焦方法。

數位相機、具有照相功能的手機等電子產品已經是非常普遍的照相設備，該等電子產品必須對焦在正確的物體上已獲得良好的照相品質，故，自動對焦方法是很重要的。

習知技術中已有一些自動對焦的搜尋方法，如，全域搜尋法（global search）。全域搜尋法是記錄鏡頭每移動一步所獲得的影像並計算影像的清晰度，當鏡頭被依序移動到所有搜尋位置並取得影像的清晰度之後，即搜尋完畢，然後再取出具有最大清晰度的影像所對應的鏡頭的位置，並將鏡頭移動到該位置從而完成自動對焦。全域搜尋法的搜尋結果是現有技術中對焦方法中最準確的，惟，所需要的搜尋時間以及移動鏡頭的次數是最多的，所以消耗的時間最多。

有鑑於此，有必要提供一種兼具準確性及耗時較少的自動對焦方法。

一種自動對焦方法，用來判斷鏡頭的對焦位置，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，所述自動對焦方法包括：S1、於所述音圈馬達工作電流範圍內隨機取三個電流值以分別將鏡頭移動到不同位置以取得三幅圖像，計算並記錄所述三幅圖像的清晰度值；S2、以電流值為橫坐標、圖像清晰度值為縱坐標建立坐標系，利用所述三個電流值及其分別對應的三個清晰度值在所述坐標系中獲得三個點以得到同時通過所述三個點的第一曲線，並讀取所述第一曲線最高點對應的電流值；S3、採用所述第一曲線的最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動至相應位置並取得圖像，計算並記錄所述圖像的清晰度值，以所述第一曲線的最高點對應的電流值及其相應位置所得圖像的清晰度值在所述坐標系中獲得第四點，以得到同時通過所述第四點和所述三個點中圖像清晰度值較高的兩個點的第二曲線，並讀出所述第二曲線最高點對應的電流值；S4、比較所述第二曲線最高點對應的電流值與第一曲線最高點對應的電流值並得到兩者的差值，如果所述差值落入預定範圍，則第二曲線最高點對應的電流值為最佳對焦位置，將所述第二曲線最高點對應的電流值輸入所述音圈馬達驅動鏡頭移動到相應位置，對焦完成，如果差值沒有落入所述預定範圍，則以所述第二曲線最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動以重復步驟S3、S4，直至第（N+1）曲線最高點對應的電流值與第N曲線最高點對應的電流值的差值落入所述預定範圍，其中N為大於等於2的正整數。

相較於先前技術，本發明實施例的自動對焦方法藉由插值搜尋法搜需最佳對焦電流，相對全域搜尋法減少了搜尋次數，降低了搜尋時間，從而使得自動對焦方法兼具準確性及耗時較少之特點。

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自動對焦方法用來在相機、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。

請一同參閱圖1及圖2，自動對焦方法包括如下步驟：

S1，於音圈馬達工作電流範圍內隨機取三個電流值以分別將鏡頭移動到不同位置以取得三幅圖像，計算並記錄三幅圖像的清晰度值。

具體地，於音圈馬達工作電流範圍內隨機取三個電流值（例如10毫安至60毫安之間）輸入音圈馬達驅動鏡頭移動到三個位置並取得三幅影像，然後內置的處理器計算並記錄相應的清晰度值，從而得到圖2中的i1、i2及i3三個點。

清晰度可以利用影像的灰階直方圖求得，公式如下MTF=(H-L)/(H+L)，其中，H、L的取值如下，H=Ave+0.6(Max-Ave)，L=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。

S2，以電流值為橫坐標、圖像清晰度值為縱坐標建立坐標系，利用所述三個電流值及其分別對應的清晰度值在所述坐標系中獲得三個點以得到同時通過所述三個點的第一曲線，並讀取所述第一曲線最高點對應的電流值。

具體地，根據i1、i2及i3三個點，以電流值為橫坐標、圖像清晰度值為縱坐標建立坐標系，利用描點法得到同時通過i1、i2及i3三個點的第一曲線P，並讀出第一曲線P的最高點對應的電流值I1。

S3，採用所述第一曲線的最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動至相應位置並取得圖像，計算並記錄所述圖像的清晰度值，以所述第一曲線的最高點對應的電流值及其相應位置所獲得圖像的清晰度值在所述坐標系中獲得第四點，以得到同時通過所述第四點和所述三個點中圖像清晰度值較高的兩個點的第二曲線，並讀出所述第二曲線最高點對應的電流值。

具體地，假定電流值I1時，圖像清晰度值為M，那麼，橫坐標I1、縱坐標M在坐標系中確定一個點i4。選取i1、i2及i3三個點中清晰度值較高的兩個點並結合i4，即i2、i3及i4得到第二曲線Q，讀出第二曲線Q的最高點對應的電流值I2。

S4，比較所述第二曲線最高點對應的電流值與第一曲線最高點對應的電流值並得到兩者的差值，如果所述差值落入預定範圍，則第二曲線最高點對應的電流值為最佳對焦位置，將所述第二曲線最高點對應的電流值輸入所述音圈馬達驅動鏡頭移動到相應位置，對焦完成；如果差值沒有落入所述預定範圍，則以所述第二曲線最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動以重復步驟S3、S4，直至第（N+1）曲線最高點對應的電流值與第N曲線最高點對應的電流值的差值落入所述預定範圍，其中N為大於等於2的正整數。

具體地，比較I1與I2的差值，即，如果差值小於等於0.005，則自動對焦搜尋完畢，第二曲線Q的最高點對應的電流值為最佳對焦位置的電流值，此時將第二曲線的最高點對應的電流值輸入音圈馬達以使鏡頭移動到對焦位置，對焦完成；如果差值大於0.005，則重復步驟S3、S4直至下次的電流值與當前的電流值的差值小於等於0.005。

優選地，電流的差值小於等於0.001。

本發明實施例的自動對焦方法採用插值搜尋法搜需最佳對焦電流，相對全域搜尋法減少了搜尋次數，降低了搜尋時間，從而使得自動對焦方法兼具準確性及耗時較少之特點。

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。

圖1是本發明實施例自動對焦方法的流程圖。

圖2是本發明實施例清晰度與電流值的曲線圖。

Claims

一種自動對焦方法，用來判斷鏡頭的對焦位置，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，所述自動對焦方法包括：
S1、於所述音圈馬達工作電流範圍內隨機取三個電流值以分別將鏡頭移動到不同位置以取得三幅圖像，計算並記錄所述三幅圖像的清晰度值；
S2、以電流值為橫坐標、圖像清晰度值為縱坐標建立坐標系，利用所述三個電流值及其分別對應的三個清晰度值在所述坐標系中獲得三個點以得到同時通過所述三個點的第一曲線，並讀取所述第一曲線最高點對應的電流值；
S3、採用所述第一曲線的最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動至相應位置並取得圖像，計算並記錄所述圖像的清晰度值，以所述第一曲線的最高點對應的電流值及其相應位置所得圖像的清晰度值在所述坐標系中獲得第四點，以得到同時通過所述第四點和所述三個點中圖像清晰度值較高的兩個點的第二曲線，並讀出所述第二曲線最高點對應的電流值；
S4、比較所述第二曲線最高點對應的電流值與第一曲線最高點對應的電流值並得到兩者的差值，如果所述差值落入預定範圍，則第二曲線最高點對應的電流值為最佳對焦位置，將所述第二曲線最高點對應的電流值輸入所述音圈馬達驅動鏡頭移動到相應位置，對焦完成，如果差值沒有落入所述預定範圍，則以所述第二曲線最高點對應的電流值驅動所述鏡頭移動以重復步驟S3、S4，直至第（N+1）曲線最高點對應的電流值與第N曲線最高點對應的電流值的差值落入所述預定範圍，其中N為大於等於2的正整數。
如申請專利範圍第1項所述之自動對焦方法，其中，所述預定範圍為小於等於0.005。
如申請專利範圍第2項所述之自動對焦方法，其中，所述預定範圍為小於等於0.001。
如申請專利範圍第1項所述之自動對焦方法，其中，所述電流值在10毫安至60毫安之間。
如申請專利範圍第1項所述之自動對焦方法，其中，清晰度值採用下列公式計算得出：清晰度=(H-L)/(H+L)，H=Ave+0.6(Max-Ave)，L=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。