移动终端及其基于相机对焦功能实现测量距离的方法
【专利摘要】本发明提供了一种移动终端及其基于移动终端相机对焦功能实现测量距离的方法，该方法包括：确定待测物体或者待测区域；对待测物体或者待测区域进行对焦；获取对焦过程中镜头的移动距离；根据镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到待测物体或者待测区域与相机之间的距离。相对于现有技术，本发明提供的移动终端及其基于移动终端相机对焦功能实现测量距离的方法，利用移动终端相机对焦动作获取镜头的移动距离，并结合相机固有焦距信息，即可计算得到待测物体或者待测区域与相机之间的距离，可以在不额外增加硬件装置的条件下，实现测量待测物体或者待测区域与相机之间的距离的目的。为用户提供一种快捷便利的测距方案。
【专利说明】
移动终端及其基于相机对焦功能实现测量距离的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及距离测量的技术领域，具体是涉及一种移动终端及其基于移动终端相 机对焦功能实现测量距离的方法。
【背景技术】
[0002] 如今智能手机、平板电脑等移动设备搭载各种传感器，使得其无所不能。移动设备 上也有增设各种测量距离的传感器，譬如:设有激光传感器，利用激光传感器向目标物体射 出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定光束从发射到接收的 时间，进而计算出激光传感器到目标物体的距离。虽然上述方法可以达到测距的目的，但都 要增加硬件成本。
[0003] 相机作为一种移动设备常设置的结构，在不增加其他硬件成本情况下如何实现测 量距离的功能，是本发明的技术要点。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种移动终端及其基于移动终端相机对焦功能实现测量距离 的方法，以解决现有技术中移动设备测距不便或者测距功能需要增加额外成本的技术问 题。
[0005] 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于相机对焦功能实现测量距离的方 法，所述方法包括：
[0006] 确定待测物体或者待测区域；
[0007]对所述待测物体或者待测区域进行对焦；
[0008] 获取对焦过程中镜头的移动距离；
[0009] 根据所述镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到所述待测物体或者待测 区域与相机之间的距离。
[0010] 根据本发明一优选实施例，所述根据所述镜头的移动距离以及相机的有效焦距计 算得到所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离的步骤中，满足如下公式：
，其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米；
[0012] LP为镜头的移动距离，单位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距 离，单位为厘米。
[0013] 根据本发明一优选实施例，对所述待测物体或者待测区域进行对焦的步骤具体 为:控制电路向通过弹簧固定在镜头支架内的音圈马达输入控制电流，使所述音圈马达在 控制电流的作用下带动所述镜头移动。
[0014] 根据本发明一优选实施例，所述音圈马达在控制电流的作用下带动所述镜头移动 时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为控制电流值，k为弹簧的弹 力系数，x为镜头移动的距尚。
[0015] 根据本发明一优选实施例，所述方法还包括将测得的所述待测物体或者待测区域 与相机之间的距离信息通过显示装置显示给用户。
[0016] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种设有相机的移动终端，所述移动终端包 括:确定模块、对焦模块、获取模块以及计算模块;其中，确定模块用于确定待测物体或者待 测区域;对焦模块用于控制相机对所述待测物体或者待测区域进行对焦;获取模块用于获 取对焦过程中镜头的移动距离;计算模块用于根据所述镜头的移动距离以及相机的有效焦 距计算得到所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离。
[0017] 根据本发明一优选实施例，所述计算模块在根据所述镜头的移动距离以及相机的 有效焦距计算得到所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离时，满足如下公式：
其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米；
[0019] LP为镜头的移动距离，单位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距 离，单位为厘米。
[0020] 根据本发明一优选实施例，所述对焦模块在控制相机对所述待测物体或者待测区 域进行对焦时，具体用于控制电路向通过弹簧固定在镜头支架内的音圈马达输入控制电 流，使所述音圈马达在控制电流的作用下带动所述镜头移动。
[0021] 根据本发明一优选实施例，所述音圈马达在控制电流的作用下带动所述镜头移动 时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流值，k为所述弹簧 的弹力系数，x为镜头移动的距离。
[0022]根据本发明一优选实施例，所述移动终端还包括显示模块，所述显示模块用于将 测得的所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离信息显示给用户。
[0023] 相对于现有技术，本发明提供的移动终端及其基于移动终端相机对焦功能实现测 量距离的方法，利用移动终端相机对焦动作获取镜头的移动距离，并结合相机固有焦距信 息，即可计算得到待测物体或者待测区域与相机之间的距离，可以在不额外增加硬件装置 的条件下，实现测量待测物体或者待测区域与相机之间的距离的目的。为用户提供一种快 捷便利的测距方案。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0025] 图1是本发明基于相机对焦功能实现测量距离的方法一优选实施例的流程示意 图；
[0026]图2是图1实施例中距离测量方法的成像原理示意图；
[0027] 图3是本发明设有相机移动终端的结构组成框图；以及
[0028] 图4是本发明移动终端一实体装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施 例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部 分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所 有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 请参阅图1，图1是本发明基于相机对焦功能实现测量距离的方法一优选实施例的 流程示意图，该方法包括但不限于以下步骤。
[0031 ]步骤S100,确定待测物体或者待测区域。
[0032] 在步骤S100中，用户可以进入相机界面，通过触控点击待测物体或者待测区域。该 方法用于移动终端，移动终端具体可以是智能手机、平板电脑等具有摄像镜头(相机）的摄 像设备。待测物体具体可以是人、动物、植物以及生活中所存在的实体。
[0033] 步骤S110,对待测物体或者待测区域进行对焦。
[0034] 在步骤S110中，对待测物体或者待测区域进行对焦的步骤具体为:控制电路向通 过弹簧固定在镜头支架内的音圈马达输入控制电流，使音圈马达在控制电流的作用下带动 镜头移动。音圈马达(Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor)，是一种将电能转化为机 械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体 产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。相机通过控制电流值控制音圈 马达进而移动镜头，所以控制电流值与镜头的位置是一一对应的。当每次对焦成功时，获取 到对焦成功时的控制电流值。通过音圈马达中控制电流值与音圈马达位移的线性关系就可 以计算出镜头的位移距离。
[0035]步骤S120,获取对焦过程中镜头的移动距离。
[0036]在步骤S120中，音圈马达在控制电流的作用下带动镜头移动时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为控制电流值，k为弹簧的弹力系数，x为镜头移动 的距离。请参阅图2,图2是图1实施例中距离测量方法的成像原理示意图。
[0037]步骤S130,根据镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到待测物体或者待测 区域与相机之间的距离。
[0038]在步骤S130中，计算待测物体或者待测区域与相机之间的距离时，满足如下公式：
，其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米;LP为镜头的移 动距离，单位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距离，单位为厘米。
[0039]控制相机对待测物体或者待测区域进行对焦的操作，确定对焦操作后的镜头与移 动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距，即相机的有效焦距EFL。其中，对焦是个 光学概念，镜头可以视作一个凸透镜。光线通过凸透镜会折射，折射率是固定的，因此相同 角度的光线通过透镜就汇聚到同一个点，从而成像。对焦操作就是根据景物的距离不同，调 整透镜的位置，从而使得成像点位于感光元件上，即成像点位于移动终端的感光芯片上。像 距是像到平面镜(或透镜的光心）之间的距离，即，目标物体折射出的物体图像距离摄像镜 头的之间的距离。
[0040]在相机模组设计完成时，模组的图像传感器、镜头、光学系统等就已经固定下来 了，这些参数在手机等设备上一般不能改变。所以移动终端的相机有效焦距都是固定大小 的，通过获取硬件信息就能获得到这些信息。根据像距、镜头的移动距离以及上述公式，即 可计算出待测物体或者待测区域与相机之间的距离。
[0041 ]进一步地，该方法还包括将测得的待测物体或者待测区域与相机之间的距离信息 通过显示装置显示给用户的步骤，该步骤在本领域技术人员能够理解的范围之内，此处不 再赘述。
[0042]相对于现有技术，本发明提供的基于移动终端相机对焦功能实现测量距离的方 法，利用移动终端相机对焦动作获取镜头的移动距离，并结合相机固有焦距信息，即可计算 得到待测物体或者待测区域与相机之间的距离，可以在不额外增加硬件装置的条件下，实 现测量待测物体或者待测区域与相机之间的距离的目的。为用户提供一种快捷便利的测距 方案。
[0043]请参阅图3,图3是本发明设有相机移动终端的结构组成框图，该移动终端包括但 不限于以下组成模块:确定模块210、对焦模块220、获取模块230、计算模块240以及显示模 块250。
[0044]具体而言，该确定模块210、对焦模块220、获取模块230、计算模块240以及显示模 块250相互连接。确定模块210用于确定待测物体或者待测区域。用户可以进入相机界面，通 过触控点击待测物体或者待测区域。移动终端具体可以是智能手机、平板电脑等具有摄像 镜头(相机)的摄像设备。待测物体具体可以是人、动物、植物以及生活中所存在的实体。 [0045]对焦模块220用于对待测物体或者待测区域进行对焦。对焦模块220对待测物体或 者待测区域进行对焦的过程具体为:控制电路（图中未标示）向通过弹簧固定在镜头支架内 的音圈马达输入控制电流，使音圈马达在控制电流的作用下带动镜头移动。音圈马达 (Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor)，是一种将电能转化为机械能的装置，并实现 直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间 的相互作用产生有规律的运动的装置。相机通过控制电流值控制音圈马达进而移动镜头， 所以控制电流值与镜头的位置是一一对应的。当每次对焦成功时，获取到对焦成功时的控 制电流值。通过音圈马达中控制电流值与音圈马达位移的线性关系就可以计算出镜头的位 移距离。
[0046]获取模块230用于获取对焦过程中镜头的移动距离。音圈马达在控制电流的作用 下带动镜头移动时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为控制电流 值，k为弹簧的弹力系数，x为镜头移动的距离。
[0047]计算模块240用于根据镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到待测物体或 者待测区域与相机之间的距离。在计算模块240计算待测物体或者待测区域与相机之间的 距离时，满足如下公式：
，其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位 为毫米;LP为镜头的移动距离，单位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距离， 单位为厘米。
[0048]控制相机对待测物体或者待测区域进行对焦的操作，确定对焦操作后的镜头与移 动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距，即相机的有效焦距EFL。其中，对焦是个 光学概念，镜头可以视作一个凸透镜。光线通过凸透镜会折射，折射率是固定的，因此相同 角度的光线通过透镜就汇聚到同一个点，从而成像。对焦操作就是根据景物的距离不同，调 整透镜的位置，从而使得成像点位于感光元件上，即成像点位于移动终端的感光芯片上。像 距是像到平面镜(或透镜的光心）之间的距离，即，目标物体折射出的物体图像距离摄像镜 头的之间的距离。
[0049] 在相机模组设计完成时，模组的图像传感器、镜头、光学系统等就已经固定下来 了，这些参数在手机等设备上一般不能改变。所以移动终端的相机有效焦距都是固定大小 的，通过获取硬件信息就能获得到这些信息。根据像距、镜头的移动距离以及上述公式，即 可计算出待测物体或者待测区域与相机之间的距离。
[0050] 显示模块250则用于将测得的所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离信息 显示给用户，关于显示模块250具体的结构及功能技术特征，在本领域技术人员能够理解的 范围之内，此处不再赘述。以上是对移动终端各功能模块的简单介绍，关于各功能模块的详 细工作过程，请参阅上述实施例中的相关描述。
[0051] 相对于现有技术，本发明提供的设有相机的移动终端，利用移动终端相机对焦动 作获取镜头的移动距离，并结合相机固有焦距信息，即可计算得到待测物体或者待测区域 与相机之间的距离，可以在不额外增加硬件装置的条件下，实现测量待测物体或者待测区 域与相机之间的距离的目的。为用户提供一种快捷便利的测距设备。
[0052] 请参阅图4,图4是本发明移动终端一实体装置的结构示意图，本实施方式的装置 可以执行上述方法中的步骤，相关内容请参见上述方法中的详细说明，在此不再赘述。 [0053] 该移动终端包括处理器11、与处理器11耦合的存储器12。
[0054]存储器12用于存储操作系统、设置的程序、第一矢量化数据。
[0055]处理器11用于确定待测物体或者待测区域;对待测物体或者待测区域进行对焦； 获取对焦过程中镜头的移动距离;并根据镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到待 测物体或者待测区域与相机之间的距离。
[0056] 处理器11具体用于通过触控点击待测物体或者待测区域。该方法用于移动终端， 移动终端具体可以是智能手机、平板电脑等具有摄像镜头(相机）的摄像设备。待测物体具 体可以是人、动物、植物以及生活中所存在的实体。
[0057]控制电路向通过弹簧固定在镜头支架内的音圈马达输入控制电流，使音圈马达在 控制电流的作用下带动镜头移动。音圈马达(Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor)， 是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢 的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。相机通 过控制电流值控制音圈马达进而移动镜头，所以控制电流值与镜头的位置是一一对应的。 当每次对焦成功时，获取到对焦成功时的控制电流值。通过音圈马达中控制电流值与音圈 马达位移的线性关系就可以计算出镜头的位移距离。
[0058]音圈马达在控制电流的作用下带动镜头移动时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中， K为常数，B为磁场强度，I为控制电流值，k为弹簧的弹力系数，x为镜头移动的距离。
[0059]计算待测物体或者待测区域与相机之间的距离时，满足如下公式：
其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米;LP为镜头的移动距离，单位为微米;L为 待测物体或者待测区域与相机之间的距离，单位为厘米。
[0060]控制相机对待测物体或者待测区域进行对焦的操作，确定对焦操作后的镜头与移 动终端中感光芯片之间的距离，将该距离作为像距，即相机的有效焦距EFL。其中，对焦是个 光学概念，镜头可以视作一个凸透镜。光线通过凸透镜会折射，折射率是固定的，因此相同 角度的光线通过透镜就汇聚到同一个点，从而成像。对焦操作就是根据景物的距离不同，调 整透镜的位置，从而使得成像点位于感光元件上，即成像点位于移动终端的感光芯片上。像 距是像到平面镜(或透镜的光心）之间的距离，即，目标物体折射出的物体图像距离摄像镜 头的之间的距离。
[0061] 在相机模组设计完成时，模组的图像传感器、镜头、光学系统等就已经固定下来 了，这些参数在手机等设备上一般不能改变。所以移动终端的相机有效焦距都是固定大小 的，通过获取硬件信息就能获得到这些信息。根据像距、镜头的移动距离以及上述公式，即 可计算出待测物体或者待测区域与相机之间的距离。
[0062] 处理器11还具体用于将测得的待测物体或者待测区域与相机之间的距离信息通 过显示装置显示给用户，在本领域技术人员能够理解的范围之内，此处不再赘述。
[0063] 在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可 以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或 单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元 或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所 显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的 间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0064]作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络 单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目 的。
[0065] 另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可 以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的 单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0066] 集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可 以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现 出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施 方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(R0M， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种 可以存储程序代码的介质。
[0067] 以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用 本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关 的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于相机对焦功能实现测量距离的方法，其特征在于，所述方法包括： 确定待测物体或者待测区域； 对所述待测物体或者待测区域进行对焦； 获取对焦过程中镜头的移动距离； 根据所述镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到所述待测物体或者待测区域 与相机之间的距离。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述镜头的移动距离以及相机的 有效焦距计算得到所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离的步骤中，满足如下公 式： 其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米； LP为镜头的栘动跟离，早位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距离，单 位为厘米。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述待测物体或者待测区域进行对焦的 步骤具体为:控制电路向通过弹簧固定在镜头支架内的音圈马达输入控制电流，使所述音 圈马达在控制电流的作用下带动所述镜头移动。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述音圈马达在控制电流的作用下带动所 述镜头移动时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为控制电流值，k 为弹簧的弹力系数，X为镜头移动的距离。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将测得的所述待测物体或 者待测区域与相机之间的距离信息通过显示装置显示给用户。6. -种设有相机的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括： 确定模块，用于确定待测物体或者待测区域； 对焦模块，用于控制相机对所述待测物体或者待测区域进行对焦； 获取模块，用于获取对焦过程中镜头的移动距离； 计算模块，用于根据所述镜头的移动距离以及相机的有效焦距计算得到所述待测物体 或者待测区域与相机之间的距离。7. 根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述计算模块在根据所述镜头的移动 距离以及相机的有效焦距计算得到所述待测物体或者待测区域与相机之间的距离时，满足其中，EFL为相机的有效焦距，即像距，单位为毫米； LP为镜头的移动距离，单位为微米;L为待测物体或者待测区域与相机之间的距离，单 位为厘米。8. 根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述对焦模块在控制相机对所述待测 物体或者待测区域进行对焦时，具体用于控制电路向通过弹簧固定在镜头支架内的音圈马 达输入控制电流，使所述音圈马达在控制电流的作用下带动所述镜头移动。9. 根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述音圈马达在控制电流的作用下带 动所述镜头移动时，满足如下公式:x = K*BI/k;其中，K为常数，B为磁场强度，I为所述电流
【文档编号】G01S11/12GK105891813SQ201610194236
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】陈龙, 宋文强, 刘义君
【申请人】惠州Tcl移动通信有限公司