自动对焦方法以及使用该方法的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自动对焦方法以及使用该方法的电子装置。所述自动对焦方法，设定一驱动马达的行走步长与一对焦轨道的长度，并且提供一储存介质。令该驱动马达移动至一初始位置并且清空该储存介质。该驱动马达以该行走步长驱动一对焦镜片依序移动至多个取样位置，并且将一欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值以及对应该对焦评价值的多个行走步长记录于该储存介质中。根据记录于该储存介质中的该对焦评价值与该行走步长，利用一统计公式计算取得一加权平均值，并且该驱动马达根据该加权平均值驱动该对焦镜片至一对焦位置。本发明专利技术可实现快速、准确的自动对焦过程。

【技术实现步骤摘要】
自动对焦方法以及使用该方法的电子装置
本专利技术是有关于一种自动对焦方法，且特别有关于一种利用对焦评价值评估焦点位置以缩短对焦时间的方法。
技术介绍
为控制照相机的镜头的自动对焦，现有的对焦方法是利用根据影像信号所产生的评价值以作为自动对焦判断的依据，其需多次往复移动镜片组进行全程的粗扫瞄及后续的细扫描等程序以取得各对焦位置的评价值。接着再依对焦模式进行分析、比对找出聚焦的位置，然后移动镜片组到聚焦位置。由于需反复驱动马达移动镜片组，相当的耗费时间，且会增加马达及传动构件的磨耗率。若该聚焦的影像非为欲拍摄的影像，则需重复执行对焦动作，又会浪费对焦时间。前述评价值的产生是藉由影像通过带通滤波器或高通滤波器产生高频分量(High Frequency Component，HFC)而得。当对焦透镜移动时，在评价值曲线上存在有一相对最大(或最小)评价值，则对应该评价值的对焦位置即为对焦点。现有技术在取得评价值与对应的焦点方面，由于评价曲线斜率不够大，使得评价值易因外在因素变化的影响而不易取得该相对最大评价值，故无法取得最佳对焦位置。在实际的变焦镜头场合中，不同的变焦比率(zoom ratio)，其评价值分布差异大。当变焦镜头的位置从标准位置变为望远或广角时，若对焦区域的窗口大小固定不变，则有下列问题产生。其一，当变焦镜头的位置从标准推向望远时，其评价值将如图1A与图1B所示，形成一很窄的峰值。其二，当变焦镜头的位置从标准推向广角时，-->其评价值将如图1C与图1D所示，形成一很平坦而几近无峰值的曲线。目前所采用的其中一种解决方法是设计特殊滤波器，以建构出一特殊的硬件架构，如中国台湾专利号第172155专利案。此一先前专利案中，即是在窗口大小固定不变的状况下，以多组高频滤波器求出影像的高频分量，利用不同的高频滤波器，以固定评价曲线的斜率而达到对焦的目的。另外，亦可利用两组对焦控制回路，第一组控制回路先驱动至一最大值位置(可能不是相对最大值)，接着由第二组控制回路配合变焦的位置，以较小的间距寻找相对最大值的位置，如美国专利号第4,903,134号专利所揭露的技术。或是以评价值曲线斜率，来回切换几组不同的滤波器，配合亮度的判定，以切换两组固定的窗口，如美国专利号第5,235,428号专利案所揭露的技术。在该专利案中，预先设定两个不同大小的窗口，其必须配置数个高频滤波器来求出影像的高频分量，而在对焦方面，利用评价值的增加率降低而切换不同的高频滤波器来达到对焦的目的。图2是显示登山式对焦方法的曲线示意图。“登山式对焦方法”是利用渐进逼进法找到曲线的峰值，其利用不同焦距上同一张影像上的高频分量累加值(即所谓的评价值)，便能获得如图2的曲线，而曲线上评价值最大的峰值处，即为正确的聚焦点。对焦的清晰与否，端赖是否能找到曲线上的最高点。而在寻找的过程中，若发生前文所述的极窄或极平坦的峰值的情况，将使得寻找峰值的时间变长，甚至无法找到峰值。以下简述登山式对焦方法。参考图2，横轴为对焦位置，纵轴为影像的高频分量。假设对焦起始位置为A点，驱动对焦马达至B点(假设此时马达移动方向为顺向)若B点的高频分量大于A点，则再顺向推动马达至C点。若C点的高频分量大于B点，则-->再顺向推动马达至D点。根据图2所示，此时D点的高频分量小于C点，表示在D点对焦取得的影像较C点模糊，故需逆向推动对焦马达到E点。若E点的高频分量大于C点，则再逆向驱动马达至F点。若F点的高频分量小于E点，则顺向驱动马达至G点。如此反复驱动马达并慢慢逼近高频分量以找到曲线上相对的最高点，亦即最大高频分量。在逼近的过程中，假设图2的曲线像图1B或图1D般陡峭或平坦，除非马达移动的步数很小，否则很难找到其最高点。此外，若马达移动的步数变小，则对焦时间便相对的增加。此外，另一种对焦方法称为“大步搜寻法”，其是驱动马达以每7步为一个单位移动变焦镜头，并且在每一单位距离内取得对应的高频分量(或对比度)，当取得所有单位距离内的高频分量后，再针对其中包含最大高频分量的单位距离进行单步搜寻，以找出实际的最大高频分量。然而其缺点为要将整段距离走完后方可根据其中一段距离再进行搜寻，相当的浪费时间。与大步搜寻法及其它以硬件方式进行对焦的方法比起来，登山式对焦方法较简单且快速地达到对焦目的。然而，现有的登山式对焦方法必须往返驱动马达以取得焦点位置，其仍须耗费较长的对焦时间，故本专利技术提供一种自动对焦方法，以更快速且准确的对焦。以上所述的现有对焦方法是皆以最大对焦评价值所在位置作为最佳的对焦位置，但在一般状况下，由于像场弯曲等镜头像差的存在，当影像中心对焦准确时，四周就有可能变得模糊，因此上述现有自动调焦方法(搜索影像中心位置的最大对焦评价值)存在着一定的局限性。-->
技术实现思路
本专利技术所述自动对焦方法以及使用该方法(求透镜位置的加权平均值)的电子装置的专利技术目的在于，较佳地解决上述问题，并获得较佳的对焦影像。基于上述目的，本专利技术提供一种自动对焦方法。设定一驱动马达的行走步长与一对焦轨道的长度，并且提供一储存介质。令该驱动马达移动至一初始位置并且清空该储存介质。该驱动马达以该行走步长驱动一对焦镜片依序移动至多个取样位置，并且将一欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值以及对应该对焦评价值的多个行走步长记录于该储存介质中。根据记录于该储存介质中的该对焦评价值与该行走步长，利用一统计公式计算取得一加权平均值，并且该驱动马达根据该加权平均值驱动该对焦镜片至一对焦位置。本专利技术所述的自动对焦方法，驱动上述对焦镜片依序移动至上述取样位置的步骤更包括下列步骤：上述驱动马达以上述行走步长驱动上述对焦镜片至一第一取样位置，并且将上述欲拍摄影像对应上述第一取样位置的一第一对焦评价值以及根据上述行走步长所得的一第一行走步长记录于上述储存介质中；判断上述对焦镜片的总移动距离是否小于上述对焦轨道的长度；若上述对焦镜片的总移动距离小于上述对焦轨道的长度，则上述驱动马达以上述行走步长驱动上述对焦镜片移动至下一位置，并且将上述欲拍摄影像对应上述下一位置的一下一对焦评价值以及根据上述行走步长所得的下一行走步长记录于上述储存介质中；若上述对焦镜片的总移动距离不小于上述对焦轨道的长度，则根据记录于上述储存介质中的多个对焦评价值与对应的多个行走步长，利用上述统计公式计算取得上述加权平均值。本专利技术所述的自动对焦方法，上述记录对焦评价值与计算加-->权平均值的步骤更包括下列步骤：将上述欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值记录于上述储存介质中；根据一最大对焦评价值，选取其对应的取样位置前后各一既定数量个位置点的多个对焦评价值与多个行走步长；以及根据所选取的上述对焦评价值与上述行走步长，利用上述统计公式计算取得上述加权平均值。本专利技术另提供一种自动对焦装置，包括一储存介质、一镜头模块、一驱动马达、一影像感测器以及一数字信号处理单元。该驱动马达以一既定步长驱动该镜头模块于一对焦轨道上移动至多个对焦取样位置。该影像感测器透过该镜头模块感测出对应于欲拍摄影像对焦取样位置的影像数据，该数字信号处理单元控制上述驱动马达移动，以及清空该储存介质，并同时分析处理上述影像数据，将该影像数据中，欲拍摄影像对应每一对焦取样位置的多个对焦评价值以及对应该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对焦方法，其特征在于所述自动对焦方法包括下列步骤：设定一驱动马达的行走步长与一对焦轨道的长度，并且提供一储存介质；令上述驱动马达移动至一初始位置并且清空上述储存介质；上述驱动马达以上述行走步长驱动一对焦镜片依序移动至多个取样位置，并且将一欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值以及对应上述对焦评价值的多个行走步长记录于上述储存介质中；根据记录于上述储存介质中的上述对焦评价值与上述行走步长，利用一统计公式计算取得一加权平均值；以及上述驱动马达根据上述加权平均值驱动上述对焦镜片至一对焦位置。

【技术特征摘要】
1、一种自动对焦方法，其特征在于所述自动对焦方法包括下列步骤：设定一驱动马达的行走步长与一对焦轨道的长度，并且提供一储存介质；令上述驱动马达移动至一初始位置并且清空上述储存介质；上述驱动马达以上述行走步长驱动一对焦镜片依序移动至多个取样位置，并且将一欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值以及对应上述对焦评价值的多个行走步长记录于上述储存介质中；根据记录于上述储存介质中的上述对焦评价值与上述行走步长，利用一统计公式计算取得一加权平均值；以及上述驱动马达根据上述加权平均值驱动上述对焦镜片至一对焦位置。2、根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于：驱动上述对焦镜片依序移动至上述取样位置的步骤更包括下列步骤：上述驱动马达以上述行走步长驱动上述对焦镜片至一第一取样位置，并且将上述欲拍摄影像对应上述第一取样位置的一第一对焦评价值以及根据上述行走步长所得的一第一行走步长记录于上述储存介质中；判断上述对焦镜片的总移动距离是否小于上述对焦轨道的长度；若上述对焦镜片的总移动距离小于上述对焦轨道的长度，则上述驱动马达以上述行走步长驱动上述对焦镜片移动至下一位置，并且将上述欲拍摄影像对应上述下一位置的一下一对焦评价值以及根据上述行走步长所得的下一行走步长记录于上述储存介质中；若上述对焦镜片的总移动距离不小于上述对焦轨道的长度，则根据记录于上述储存介质中的多个对焦评价值与对应的多个行走步长，利用上述统计公式计算取得上述加权平均值。3、根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于：上述记录对焦评价值与计算加权平均值的步骤更包括下列步骤：将上述欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值记录于上述储存介质中；根据一最大对焦评价值，选取其对应的取样位置前后各一既定数量个位置点的多个对焦评价值与多个行走步长；以及根据所选取的上述对焦评价值与上述行走步长，利用上述统计公式计算取得上述加权平均值。4、一种自动对焦装置，其特征在于所述自动对焦装置包括：一储存介质；一镜头模块；一驱动马达，耦接于上述镜头模块，其以一既定步长驱动上述镜头模块于一对焦轨道上移动；一影像感测器，耦接于上述镜头模块，用以透过上述镜头模块取得一欲拍摄影像的对焦评价值；以及一数字信号处理单元，耦接于上述影像感测器与上述驱动马达，用以令上述驱动马达移动至一初始位置并且清空上述储存介质，令上述驱动马达以上述行走步长驱动一对焦镜片依序移动至多个取样位置，并且将一欲拍摄影像对应每一取样位置的多个对焦评价值以及对应上述对焦评价值的多个行走步长记录于上述储存介质中，根据记录于上述储存介质中的上述对焦评价值与上述行走步长，利用一统计公式计算取得一加权平均值，以及令上述驱动马达根据上述加权平均值驱动上述对焦镜片至一对焦位置。5、根据权利要求4所述的自动对焦装置，其特征在于：驱动上述对焦镜片依序移动至上述取样位置的步骤更包括上述数字信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓清源，陈丰庚，
申请(专利权)人：亚洲光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]