專利名稱：拍攝裝置及其自動對焦方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種拍攝裝置及其自動對焦方法。
背景技術：
多數現(xiàn)有的拍攝裝置，都具有自動對焦系統(tǒng)，同時自動對焦系統(tǒng)的自動對焦速度直接影 響著所述拍攝裝置的拍攝速度。
人們喜歡使用拍攝裝置如數碼相機或數碼攝像機等來拍攝生活中有意義的時刻或某一個 精彩的瞬間。然而，由于生活中的精彩瞬間是不可重現(xiàn)的，這就要求拍攝裝置能夠快速的自 動對焦并進行拍攝。

發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種能夠快速自動對焦的拍攝裝置及其自動對焦方法。 一種拍攝裝置，其能夠自動對焦，該拍攝裝置包括一個鏡頭模組、 一個馬達、 一個馬達 驅動電路和一個自動對焦控制單元，所述馬達在驅動所述鏡頭模組從無窮遠到近距離自動對 焦過程中，具有一個第一步長與一個第二步長，所述第一步長小于所述第二步長，并首先采 用所述第一步長進行自動對焦，所述自動對焦控制單元包括馬達控制模塊，用于通過所述 馬達控制電路控制所述馬達驅動所述鏡頭模組；步數記錄模塊，用于記錄所述馬達驅動所述 鏡頭模組的步數，當從無窮遠到近距離自動對焦時，所述步數增加，當從近距離到無窮遠自 動對焦時，所述步數減??；比較模塊，用于將所述記錄的步數與存儲在所述比較模塊中的一 個預設步數比較，當所述記錄的步數大于等于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所 述第二步長，當所述記錄的步數小于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第一步 長。
一種拍攝裝置的自動對焦方法，所述拍攝裝置包括一個鏡頭模組和一個馬達，所述馬達 驅動所述鏡頭模組從無窮遠到近距離自動對焦過程中，具有一個第一步長與一個所述第二步 長，所述第一步長小于所述第二步長，所述拍攝裝置內預設有一個預設步數，所述自動對焦 方法包括控制所述馬達，驅動所述鏡頭模組以第一步長開始自動對焦；獲取所述馬達驅動 鏡頭模組的步數；當所述步數大于等于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第二 步長，當所述記錄的步數小于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第一步長，所 述預設步數為預先設置在所述拍攝裝置內的一個數值。
4與現(xiàn)有技術比較，所述拍攝裝置能夠在從無窮遠到近距離對焦過程中首先采用小步長即所述第一步長進行對焦，在自動對焦初期，對焦距離隨著所述馬達驅動步數的增加變化非常明顯，故采用小步長不會丟失最清晰的焦點位置；當所述馬達驅動所述鏡頭模組達到所述預設步數之后，將所述馬達的步長設置為大步長即所述第二步長，此時對焦距離的變化隨著所述馬達驅動步數的增加趨于緩慢，所以采用大步長能夠提高對焦速度。


圖l是本發(fā)明提供的拍攝裝置的硬件架構圖。
圖2是圖1中拍攝裝置的對焦距離與驅動步數的坐標圖。
圖3是圖1中拍攝裝置的自動對焦控制單元的功能模塊圖。
圖4是圖1中拍攝裝置的自動對焦方法的流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖l，為本發(fā)明提供的拍攝裝置l的硬件架構圖。所述拍攝裝置l能夠自動對焦，其包括一個鏡頭模組2、 一個馬達3、 一個馬達驅動電路4、 一個緩存5和一個自動對焦控制單元10。所述拍攝裝置l可以為數碼相機、數碼攝像機等。在本實施方式中，其為一個數碼相機。
所述馬達3為步進馬達，其用于驅動所述鏡頭模組2進行自動對焦。所述馬達驅動電路4，用于接收所述自動對焦控制單元10的控制信息，來控制所述馬達3。
所述鏡頭模組2為一個能夠自動對焦的鏡頭模組。在本實施方式中，所述鏡頭模組2具有一個影像感測器，其為一個CCD，且該影像感測器具有自動對焦模式，在啟動該自動對焦模式時，所述影像感測器的感光區(qū)的有效感光區(qū)域會減小，這樣來減少自動對焦時的信號處理數量，可以起到加快自動對焦速度的作用。
所述緩存5用于緩存數據，所述緩存5緩存有一個對應于所述影像感測器感測的影像的累加平方和。所述累加平方和為將所述拍攝裝置l感測到的圖像的每一行像素中，相鄰像素的像素值作差后，將差值進行平方，再將該平方后的值進行累加得到每一行的平方和，最后將每一行的平方和再進行累加得到一個累加平方和。
請一并參閱圖1和圖2。所述鏡頭模組2在制作完成時，均會進行測試，在測試時均會得到一個對焦距離與所述馬達3驅動步數的對應表，根據該表繪制一個坐標圖。如圖2所示，其橫軸表示所述馬達3的驅動步數，其縱軸表示對焦距離。通過圖2會發(fā)現(xiàn)，在開始自動對焦的初期，所述馬達3驅動所述鏡頭模組2的每一步所對應的對焦距離的變化會非常明顯，故需要小步長進行驅動，在自動對焦的末期，所述馬達3驅動所述鏡頭模組2的每一步所對應的對焦
5距離的變化不明顯，故可以將所述馬達3的步長設置較大一些。
針對圖2所示現(xiàn)象，為所述馬達3設置二個步長，分別為第一步長和第二步長，且所述第 一步長小于所述第二步長。在自動對焦初期，所述馬達3的步長采用所述第一步長，而在自 動對焦末期所述馬達3的步長采用所述第二步長，并且在所述自動對焦控制單元10中預設一 個預設步數作為分界點，當所述馬達3以所述第一步長驅動所述鏡頭模組2的步數達到所述預 設步數時，則將所述馬達3的步長改為所述第二步長。
可以理解，所述馬達3的步長還可以設置三個、四個或五個等等，并相應的設置多個預 設步數，但只要其起到的作用與本發(fā)明相同或相似，均應涵蓋于本發(fā)明保護范圍內。
請一并參閱圖1和圖3，圖3為所述自動對焦控制單元10的功能模塊圖。所述自動對焦控 制單元10包括一個馬達控制模塊11、步數記錄模塊12、比較模塊13、圖像獲取模塊14、差值 平方運算模塊15、累加運算模塊16、數據比較模塊17以及一個判斷模塊18。
所述馬達控制模塊ll，用于通過所述馬達控制電路4控制所述馬達3驅動所述鏡頭模組2 移動。所述馬達控制模塊11為所述馬達3的驅動程序，能夠通過控制所述馬達控制電路4，實 現(xiàn)控制所述馬達3。
所述步數記錄模塊12用于記錄所述馬達3驅動所述鏡頭模組2的步數，當從無窮遠到近距 離自動對焦時，所述步數增加，當從近距離到無窮遠自動對焦時，所述步數減小。所述步數 記錄模塊12為一個計數程序，當所述馬達3驅動所述鏡頭模組2每移動一步，所述步數記錄模 塊12會相應的增加計數或減少計數。設所述馬達3驅動所述鏡頭模組2從無窮遠處向近距離自 動對焦時，所述馬達3驅動所述鏡頭模組2移動方向為正向移動，相反則為反向移動。所述馬 達3驅動所述鏡頭模組2正向移動一步，所述步數記錄模塊12便會增加記錄的步數，相反的， 所述馬達3每驅動所述鏡頭模組2反向移動一步，則所述步數記錄模塊12會減少計數。
所述比較模塊13用于將所述記錄的步數與所述預設步數比較，當所述記錄的步數大于等 于所述預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第二步長，當所述記錄的步數小于所述 預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第一步長。所述預設步數為預先存儲在所述比 較模塊13中一個變量，并且在該比較模塊13運行之前或開始運行時進行初始化。所述比較模 塊13獲取所述步數記錄模塊12記錄的計數，并將其與所述預設步數進行比較，當所述計數達 到所述預設步數則改變所述馬達3的步長，具體地，當所述馬達3以所述第一步長驅動所述鏡 頭模組2正向移動時，若達到所述預設步數，所述馬達控制模塊11通過所述馬達驅動電路4控 制所述馬達3，將所述馬達3的步長改為所述第二步長；當所述馬達3以所述第二步長驅動所 述鏡頭模組2反向移動時，此時，所述步數記錄模塊12的計數逐漸減小，當達到所述預設步數時，所述馬達控制模塊11通過所述馬達驅動電路4控制所述馬達3的步長為所述第一步長。
當所述步數記錄模塊12記錄的步數等于所述預設步數時，所述比較模塊13可以保持所述 馬達3的當前步長再驅動所述鏡頭模組2—步之后再做改變。當然，當所述記錄的步長等于所 述預設步長時，還可能有其他的處理方式，比如，再設置一個變量來記錄前一次的步數，通 過將前一次的步數與當前步數的比較，從而判斷步數的變化趨勢，當所述記錄的步長等于所 述預設步長時，直接根據所述變化趨勢來改變此時的步長。
所述圖像獲取模塊14用于獲取所述鏡頭模組2在自動對焦過程中感測到的圖像。 所述差值平方運算模塊15用于求出所述圖像每一行像素中，相鄰像素的像素值差值的平 方和。所述差值平方運算模塊15會求出所述獲取的圖像中，每行相鄰兩個像素的像素值的差 值，再對該差值進行平方后求和，最后得到每一行像素的像素值差值的平方和，從而得到一 組數據，可以將該組數據存儲到一個線性表，如隊列、棧等，將該些差值緩存。
所述累加運算模塊16用于將所述求出的平方和進行累加得到一個累加平方和，具體地， 所述累加運算模塊16得到所述線性表，并逐個讀取數據進行累加。
所述數據比較模塊17用于將所述求得的累加平方和與所述緩存5中存儲的累加平方和進 行比較，當所述累加平方和大于所述緩存的累加平方和時，把所述累加平方和以及對應的馬 達步數緩存。具體地，所述數據比較模塊17將所述求得的累加平方和與所述緩存5中緩存的 累加平方和相比較，并且始終將二者較大的一個以及對應的馬達步數緩存到所述緩存5中， 從而確保所述緩存5中始終緩存的累加平方和是最大的。
所述判斷模塊18用于判斷所述馬達3是否驅動所述鏡頭模組2到達自動對焦范圍的終點， 若到達終點，則通過所述馬達控制模塊ll，控制所述馬達3驅動所述鏡頭模組2到達所述緩存 5的馬達步數。
請一并參閱圖l、圖3和圖4，圖4為所述拍攝裝置1的自動對焦方法的流程圖，所述自動 對焦方法包括以下步驟。
步驟S11:控制所述馬達3，驅動所述鏡頭模組2以第一步長開始自動對焦。在本實施方 式中，所述拍攝裝置l開始自動對焦，所述馬達控制模塊11通過所述馬達控制電路4控制所述 馬達3來驅動所述鏡頭模組2 。
步驟S13:記錄所述馬達3驅動鏡頭模組2的步數。在本實施方式中，當所述馬達3驅動所 述鏡頭模組2每移動一步，所述步數記錄模塊12會相應的增加計數或減少計數。設所述馬達 3驅動所述鏡頭模組2從無窮遠處向近距離自動對焦時，所述馬達3驅動所述鏡頭模組2移動方 向為正向移動，相反則為反向移動。所述馬達3驅動所述鏡頭模組2正向移動一步，所述步數
7記錄模塊12便會增加記錄的步數，相反的，所述馬達3每驅動所述鏡頭模組2反向移動一步， 則所述步數記錄模塊12會減少計數。
步驟S17:當所述記錄的步數大于所述預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第二 步長，當所述記錄的步數小于所述預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第一步長。 在本實施方式中，所述比較模塊13用于將所述記錄的步數與所述預設步數比較，當所述記錄 的步數大于所述預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第二步長，當所述記錄的步數 小于所述預設步數時，將所述馬達3的步長設置為所述第一步長。
步驟S21:當所述馬達3驅動所述鏡頭模組2移動一步，則獲取所述拍攝裝置l感測到的圖 像。在本實施方式中，所述圖像獲取模塊14獲取所述鏡頭模組2感測到的圖像。
步驟S23:求出所述圖像每一行像素中，相鄰像素的像素值差值的平方和。在本實施方 式中，所述差值平方運算模塊15求出所述圖像每一行像素中，相鄰像素的像素值差值的平方 和。
步驟S25:將所述平方和累加，得出一個累加平方和。在本實施方式中，所述累加運算 模塊16將所述平方和累加，得出一個累加平方和。
步驟S29:將所述累加平方和所述緩存的累加平方和進行比較，當所述累加平方和大于 所述緩存5的累加平方和時，緩存所述累加平方和以及對應的馬達步數。
步驟S31:判斷所述馬達3是否驅動所述鏡頭模組2到達自動對焦范圍的終點。在本實施 方式中，所述判斷模塊18判斷所述馬達3是否驅動所述鏡頭模組2到達自動對焦范圍的終點， 若未到達終點，繼續(xù)自動對焦，重新從所述步驟S21開始執(zhí)行。
步驟S37:若到達終點，則控制所述馬達3驅動所述鏡頭模組2為所述緩存的位置。
與現(xiàn)有技術比較，所述拍攝裝置能夠在從無窮遠到近距離對焦過程中首先采用小步長即 所述第一步長進行對焦，在自動對焦初期.對焦距離隨著所述馬達驅動步數的增加變化非常 明顯，故采用小步長不會丟失最清晰的焦點位置；當所述馬達驅動所述鏡頭模組達到所述預 設步數之后，將所述馬達的步長設置為大步長即所述第二步長，此時已達到自動對焦的末期 ，對焦距離的變化隨著所述馬達驅動步數的增加趨于緩慢，所以采用大步長能夠提高對焦速 度。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術效 果，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
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權利要求
權利要求1一種拍攝裝置，其能夠自動對焦，該拍攝裝置包括一個鏡頭模組、一個馬達、一個馬達驅動電路和一個自動對焦控制單元，所述馬達在驅動所述鏡頭模組從無窮遠到近距離自動對焦過程中，具有一個第一步長與一個第二步長，所述第一步長小于所述第二步長，并首先采用所述第一步長進行自動對焦，所述自動對焦控制單元包括馬達控制模塊，用于通過所述馬達控制電路控制所述馬達驅動所述鏡頭模組；步數記錄模塊，用于記錄所述馬達驅動所述鏡頭模組的步數，當從無窮遠到近距離自動對焦時，所述步數增加，當從近距離到無窮遠自動對焦時，所述步數減??；比較模塊，用于將所述記錄的步數與存儲在所述比較模塊中的一個預設步數比較，當所述記錄的步數大于等于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第二步長，當所述記錄的步數小于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第一步長。
2.如權利要求l所述拍攝裝置，其特征在于所述拍攝裝置還包括一 個緩存，所述緩存中緩存有一個累加平方和，所述自動對焦控制單元還包括圖像獲取模塊，用于獲取所述鏡頭模組感測到的圖像；差值平方運算模塊，用于求出所述圖像每一行像素中，相鄰像素的像素值差值的平方和；累加運算模塊，用于將所述平方和累加，得出一個累加平方和；數據比較模塊，用于將所述累加平方和與所述緩存的累加平方和進行比較，當所述累 加平方和大于所述緩存的累加平方和時，緩存所述累加平方和以及對應的馬達步數；判斷模塊，用于判斷所述馬達是否驅動所述鏡頭模組到達自動對焦范圍的終點，若到 達終點，則通過所述馬達驅動電路控制所述馬達驅動所述鏡頭模組為所述緩存的馬達步數。
3.如權利要求l所述拍攝裝置，其特征在于所述鏡頭模組具有一個 影像感測器，所述影像感測器具有一個自動對焦模式，該自動對焦模式中減小所述影像感測 器的感測區(qū)的有效感光區(qū)域，以減少自動對焦過程中處理的信號。
4.一種拍攝裝置的自動對焦方法，所述拍攝裝置包括一個鏡頭模組和一個馬達，所述馬達驅動所述鏡頭模組從無窮遠到近距離自動對焦過程中，具有一個第一 步長與一個所述第二步長，所述第一步長小于所述第二步長，所述拍攝裝置內預設有一個預 設步數，所述自動對焦方法包括控制所述馬達，驅動所述鏡頭模組以第一步長開始自動對焦；獲取所述馬達驅動鏡頭模組的步數；當所述步數大于等于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第二步長，當所 述記錄的步數小于所述預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第一步長，所述預設步數 為預先設置在所述拍攝裝置內的一個數值。
5.如權利要求4所述拍攝裝置的自動對焦方法，其特征在于所述拍 攝裝置具有一個緩存，所述緩存中緩存有一個累加平方和，在以第一步長開始自動對焦的步 驟之后，還包括以下步驟當所述馬達驅動所述鏡頭模組移動一步，則獲取所述拍攝裝置感測到的圖像；求出所述圖像每一行像素中，相鄰像素的像素值差值的平方和；將所述平方和累加，得出一個累加平方和；將所述累加平方和所述緩存的累加平方和進行比較，當所述累加平方和大于所述緩存 的累加平方和時，緩存所述累加平方和以及對應的馬達步數；判斷所述馬達是否驅動所述鏡頭模組到達自動對焦范圍的終點； 若到達終點，則控制所述馬達驅動所述鏡頭模組為所述緩存的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種拍攝裝置，該拍攝裝置包括一個鏡頭模組、一個馬達、一個馬達驅動電路和一個自動對焦控制單元。該馬達驅動具有一個第一步長與一個第二步長，該第一步長小于第二步長，并首先采用第一步長進行自動對焦。該自動對焦控制單元包括馬達控制模塊用于通過該馬達控制電路控制該馬達驅動所述鏡頭模組；步數記錄模塊用于記錄該馬達驅動該鏡頭模組的步數；比較模塊用于將該記錄的步數與存儲在所述比較模塊的一個預設步數比較，當該記錄的步數大于等于該預設步數時，將該馬達的步長設置為所述第二步長，當該記錄的步數小于該預設步數時，將所述馬達的步長設置為所述第一步長。另，本發(fā)明還提供一種自動對焦方法。
文檔編號G03B13/36GK101470326SQ20071020350
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權日2007年12月28日
發(fā)明者文志輝 申請人:佛山普立華科技有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司