对焦方法和装置、图像采集设备与流程

本申请涉及一种终端技术领域，特别是涉及一种对焦方法和装置、图像采集设备。

背景技术：

反差检测对焦技术是目前广泛使用的被动式自动对焦技术之一，其主要原理是根据图像采集设备获取的拍摄对象的采样图像的反差数据变化，寻找反差数据较大甚至最大处所对应的对焦位置，作为最佳对焦位置，即合焦位置。

以采样图像的对比度作为反差数据为例，反差检测对焦过程通常依据时分方式多次获取同一对象的图像的反差数据的变化进行，对焦过程例如：沿深度方向移动对焦镜片，随着对焦镜片的移动，图像传感器的成像面获取的图像逐渐清晰、对比度逐渐上升；当图像最清晰、对比度最高时，图像传感器的成像面已经位于合焦深度位置，但图像采集设备并不知道，所以会沿原方向继续移动镜头，当发现图像的对比度下降时，才确定已经错过了合焦深度位置，因此反向移动镜头；如此反复调节多次，直至图像传感器的成像面的位置尽可能接近或等于合焦深度位置。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本申请实施例提供一种对焦方法和装置、图像采集设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种对焦方法，包括：

分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据；

至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据之前，所述方法还包括：控制所述图像采集设备中第一光学元件相对参考方向倾斜一角度，以使目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像相对所述图像传感器倾斜。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且倾斜于所述参考方向。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且垂直于所述参考方向。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备，包括：至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，所述待调元件包括：所述图像采集设备中的任一光学元件或所述图像传感器；根据所述移动信息调整所述待调元件。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，包括：确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，其中，所述反差数据峰值为至少根据所述各成像子区的位置信息以及所述各成像子区对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据；至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述第一光学元件包括第一透镜，所述目标对象经所述第一透镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据所述第一透镜的焦距、所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一透镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第一透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：倾斜所述第一透镜至第一合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述第一透镜后所成的实像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，倾斜所述第一透镜至第一合焦倾斜角度之前，所述方法还包括：根据所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第一透镜的焦距，确定所述第一合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述第一光学元件包括第一平面反光镜，所述图像采集设备包括的光学元件包括所述第一平面反光镜和第二透镜，所述目标对象依次经所述第二透镜和所述第一平面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据所述第二透镜的焦距、所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第二透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：调整所述第一平面反光镜至未倾斜状态、且所述第二透镜至第二合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第一平面反光镜和所述第二透镜后所成的像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，调整所述第二透镜至第二合焦倾斜角度状态之前，所述方法还包括：根据所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第二透镜的焦距，确定所述第二合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述第一光学元件包括曲面反光镜，所述目标对象经所述曲面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据所述曲面反光镜的焦距、所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述曲面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述曲面反光镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：倾斜所述曲面反光镜至第三合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述曲面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述倾斜所述曲面反光镜至第三合焦倾斜角度之前，所述方法还包括：根据所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述曲面反光镜的焦距，确定所述第三合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述第一光学元件包括第二平面反光镜，所述图像采集设备中的光学元件包括：所述第二平面反光镜和第三透镜，所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据确定的所述位置信息和所述第二平面反光镜的倾斜角度，确定所述图像传感器的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据所述第三透镜的焦距、所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第二平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述第三透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：调整所述第二平面反光镜至未倾斜状态、且所述第三透镜至第四合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦方法，可选地，调整所述第三透镜至第四合焦倾斜角度状态之前，所述方法还包括：根据所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、以及所述第三透镜的焦距，确定所述第四合焦倾斜角度。

第二方面，本申请实施例提供了一种对焦装置，包括：

一反差数据获取模块，用于分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据；

一对焦调整模块，用于至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一倾斜控制模块，用于控制所述图像采集设备中第一光学元件相对参考方向倾斜一角度，以使目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像相对所述图像传感器倾斜。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且倾斜于所述参考方向。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且垂直于所述参考方向。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述对焦调整模块包括：一移动信息确定子模块，用于至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，所述待调元件包括：所述图像采集设备中的任一光学元件或所述图像传感器；一对焦调整子模块，用于根据所述移动信息调整所述待调元件。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定子模块包括：一成像子区位置信息确定单元，用于确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，其中，所述反差数据峰值为至少根据所述各成像子区的位置信息以及所述各成像子区对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据；一移动信息确定单元，用于至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述第一光学元件包括第一透镜，所述目标对象经所述第一透镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定单元包括：一第一移动信息确定子单元，用于根据所述第一透镜的焦距、所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一透镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第一透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第一合焦倾斜控制模块，用于倾斜所述第一透镜至第一合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述第一透镜后所成的实像与所述图像传感器平行；一第一成像控制模块，用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第一合焦倾斜角度确定模块，用于根据所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第一透镜的焦距，确定所述第一合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述第一光学元件包括第一平面反光镜，所述图像采集设备包括的光学元件包括所述第一平面反光镜和第二透镜，所述目标对象依次经所述第二透镜和所述第一平面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定单元包括：一第二移动信息确定子单元，用于根据所述第二透镜的焦距、所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第二透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第二合焦倾斜控制模块，用于调整所述第一平面反光镜至未倾斜状态、且所述第二透镜至第二合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第一平面反光镜和所述第二透镜后所成的像与所述图像传感器平行；一第二成像控制模块，用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第二合焦倾斜角度确定模块，用于根据所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第二透镜的焦距，确定所述第二合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述第一光学元件包括曲面反光镜，所述目标对象经所述曲面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定单元包括：一第三移动信息确定子单元，用于根据所述曲面反光镜的焦距、所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述曲面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述曲面反光镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第三合焦倾斜控制模块，用于倾斜所述曲面反光镜至第三合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述曲面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；一第三成像控制模块，用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第三合焦倾斜角度确定模块，用于根据所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述曲面反光镜的焦距，确定所述第三合焦倾斜角度。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述第一光学元件包括第二平面反光镜，所述图像采集设备中的光学元件包括：所述第二平面反光镜和第三透镜，所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后成实像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定单元包括：一第四移动信息确定子单元，用于根据确定的所述位置信息和所述第二平面反光镜的倾斜角度，确定所述图像传感器的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述移动信息确定单元包括：一第五移动信息确定子单元，用于根据所述第三透镜的焦距、所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第二平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述第三透镜的移动信息。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第四合焦倾斜控制模块，用于调整所述第二平面反光镜至未倾斜状态、且所述第三透镜至第四合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；一第四成像控制模块，用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。

结合本申请实施例提供的任一种对焦装置，可选地，所述装置还包括：一第四合焦倾斜角度确定模块，用于根据所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、以及所述第三透镜的焦距，确定所述第四合焦倾斜角度。

第三方面，本申请实施例提供了一种图像采集设备，包括：

一图像传感器、一处理器、一通信接口、一存储器以及一通信总线；所述处理器、所述通信接口、所述存储器以及所述图像传感器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一指令；所述指令使所述处理器执行以下操作：

分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据；

至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

本申请实施例提供的技术方案充分利用图像传感器不同位置的成像子区分别采集的反差数据呈现类正态分布的规律，可分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据，再根据已知的具有类正态分布的反差数据分布规律，并对图像采集设备进行相应调整，以使得所述图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。可见，本申请实施例正是充分利用实像和图像传感器不平行的情形下图像传感器不同位置的成像子区分别获得的各反差数据的分布规律，可实现反差对焦检测的空分对焦，有利于提高反差对焦的效率。

通过以下结合附图对本申请的可选实施例的详细说明，本申请的这些以及其它的优点将更加明显。

附图说明

本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本申请的可选实施例和解释本申请的原理和优点。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种对焦方法流程图；

图2a为本申请实施例提供的可选光路结构示意图一；

图2b为本申请实施例提供的图像传感器的成像子区划分示例一；

图2c为本申请实施例提供的图像传感器的成像子区划分示例二；

图3a-图3b为本申请实施例提供的反差数据曲线的可选示例；

图4为本申请实施例提供的可选光路结构示意图二；

图5为本申请实施例提供的可选光路结构示意图三；

图6为本申请实施例提供的可选光路结构示意图四；

图7为本申请实施例提供的第一种对焦装置的逻辑框图；

图8为本申请实施例提供的第二种对焦装置的逻辑框图；

图9为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图。

本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本申请实施例的理解。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本申请的示范性实施例进行详细描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图和说明中仅仅描述了与根据本申请的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了对与本申请关系不大的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

下面结合附图(若干附图中相同的标号表示相同的元素)和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

图像采集设备中光学元件、图像传感器等元件位于光路中的某一对焦位置时，图像传感器的成像面可接收某目标对象的光线以采集到该对象的图像，所述图像传感器采集到的图像的反差数据，可包括但不限于图像的对比度(Contrast)数据、频率(Frequency)数据、频谱(Spectrum)数据或锐度(Sharpness)数据等。图像采集设备为了获取目标对象较高的成像质量，其通常都具有一较为理想的合焦位置。

在反差检测自动对焦过程中，合焦位置是预先不可知的，但通常可以在对焦过程中慢慢收敛得到或推导得到。在目标对象经光学元件所成的实像所在的平面与图像传感器所在的平面不平行的情形下，图像传感器中不同位置的成像子区所采集到的图像的反差数据因实像到成像子区的距离不同而有所差异，不同成像子区的反差数据的变化规律遵循类正态分布规律，反差数据随成像子区位置的变化规律曲线具有单一的峰值，该峰值对应目标对象经光学元件后所成实像与图像传感器共面部分最大位置的反差数据，可选地，该峰值对应目标对象的待摄平面经光学元件后所成实像与图像传感器共面部分最大位置的反差数据，所述待摄平面为根据所述目标对象中的多个期望对焦点确定的平面，可选地，各所述期望对焦点到确定的所述待摄平面的各距离的最小二乘值最小，所述期望对焦点可根据用户的选择信息确定，或者，可由图像采集设备确定，在此并不限制。确定好该峰值对应的成像子区的位置信息后，可根据确定的所述成像子区的位置信息调整图像采集设备至尽可能接近甚至达到合焦位置，使得所述图像采集设备处于合焦状态。

所述反差数据分布规律在曲线上表现为具有单一峰值，其可以通过事先对类似场景的历史数据进行多次测试(测量过程例如可改变移轴相机中透镜相对其初始光轴的倾斜角度，目标对象经透镜所成实像相对图像传感器的倾斜角度也随之发生变化，可获取图像传感器上不同位置的成像子区所采集到的图像的反差数据，等等)再平均来得到；或者，也可以通过事先对类似场景的历史数据进行机器学习，例如通过深度学习算法来得到曲线的规律关系，即使用历史数据作为训练数据，通过神经网络训练算法对多层神经网络进行训练，得到各层神经网络节点的参数值，从而建立曲线规律关系模型，之后可以将实际测量得到的倾斜角度与对应的反差数据作为神经网络的输入而直接得到该曲线的峰值对应的对焦调整参数(所述对焦调整参数可包括但不限于以下至少之一：反差数据峰值对应的成像子区的位置信息、光学元件的移动信息、图像传感器的移动信息等)的输出结果；等等。

图1为本申请实施例提供的一种对焦方法流程图。本申请实施例提供的对焦方法的执行主体可为某一对焦装置。所述对焦装置的设备表现形式不受限制，例如所述对焦装置可为某一独立的部件；或者，所述对焦装置可作为某一功能模块集成在一具有图像采集功能的设备(即图像采集设备)中，所述图像采集设备可包括但不限于相机、眼底相机、摄像机、手机、平板电脑、具有拍照或摄像功能的其他电子设备等，本申请实施例对此并不限制。具体如图1所示，本申请实施例提供的一种对焦方法包括：

S101：分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据。

图像采集设备中的光学元件可包括但不限于透镜、平面反光镜、曲面反光镜等等，目标对象(如目标对象整体或目标对象的待摄平面等)经光学元件成实像，该实像所在的平面与图像传感器所在的平面可能平行，也可能不平行。在实像与图像传感器不平行的情形，相当于实像与图像传感器存在一定的倾斜角，实像到达图像传感器不同位置的成像子区的距离有所不同，这导致图像传感器不同位置的成像子区所采集到的图像的反差数据有所不同，因此，可分别获取图像传感器不同位置的至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据。

S102：至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

目标对象的光线或反射光线至少经图像采集设备的光学元件后可被图像采集设备中的图像传感器采集到，在图像采集设备处于非合焦状态下，图像传感器所采集到的图像通常并非目标对象经光学元件所成的实像；如果实像与图像传感器不平行，则图像传感器采集到的图像的反差数据的大小和图像传感器的成像子区的位置信息有关，对图像传感器不同位置的成像子区可获取一反差数据，对应不同位置的成像子区的各反差数据呈现类正态分布的规律，如果用曲线来表示对应不同位置的成像子区的反差数据的分布规律，则反差数据分布规律表示为具有单一峰值的曲线，曲线的横坐标为成像子区的位置信息、纵坐标为目标对象经光学元件后在图像传感器的相应成像子区的反差数据的幅值。

本申请实施例提供的技术方案中，在某些情形下(如目标对象经光学元件所成的实像和图像传感器不平行等情形下)，图像传感器不同位置的成像子区分别采集的反差数据呈现类正态分布的规律，本申请分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据，再根据已知的具有类正态分布的反差数据分布规律，可对图像采集设备进行相应调整，以使得所述图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。本申请实施例正是充分利用实像和图像传感器不平行的情形下图像传感器不同位置的成像子区分别获得的各反差数据的分布规律，实现反差对焦检测的空分对焦，有利于提高反差对焦的效率。

本申请实施例提供的任一种技术方案中，如果目标对象经图像采集设备的光学元件后所成的实像与图像传感器不平行，则可通过图1所示的方法进行所述图像采集设备的对焦调整；如果所述实像和所述图像传感器平行，则可至少通过倾斜第一光学元件的方式来改变目标对象的成像光路，使得目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像与所述图像传感器不平行，例如，可控制所述图像采集设备中第一光学元件相对参考方向倾斜一角度，以使目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像相对所述图像传感器倾斜，其中，所述第一光学元件为所述图像采集设备中影响目标对象成像的至少一光学元件，如所述第一光学元件可为图像采集设备中影响目标对象成像的透镜、平面反光镜、和/或曲面反光镜，等等；所述参考方向为垂直于深度方向的某一方向，如所述参考方向为垂直于深度方向的水平方向，或者，所述参考方向为垂直于深度方向的竖直方向，等等。该方案通过倾斜第一光学元件的方式来调整目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像与图像传感器的倾斜状态，方案简单、便于控制。

可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且倾斜于所述参考方向。该方案将图像传感器的整体成像面划分为彼此平行且倾斜于所述参考方向的至少二个成像子区，所述成像子区的宽窄可根据实际需要确定，如根据实像和图像传感器之间的倾斜状态确定等，以使得不同成像子区所采集到图像的反差数据呈现一定规律的差异。进一步可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且垂直于所述参考方向。成像子区的划分示例可参见图2b-图2c所示。该方案将图像传感器的整体成像面划分为彼此平行且垂直于所述参考方向的至少二个成像子区，使得各成像子区的边界线平行于目标对象所在平面或目标对象的待摄平面，且不同位置的成像子区所采集到的图像的反差数据差异最大，即反差数据规律曲线的幅值变化程度最大化，有利于减小误差，提高对焦效率。

本申请实施例提供的任一种技术方案中，如果至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，可确定所述图像采集设备当前所处的状态即为合焦状态，则无需对图像采集设备进行合焦调整；如果至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定所述图像采集设备当前所处的状态即为非合焦状态，则需对图像采集设备进行合焦调整。

可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备，包括：至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，所述待调元件包括：所述图像采集设备中的任一光学元件或所述图像传感器；根据所述移动信息调整所述待调元件。该方案有利于提高反差对焦的效率。实际使用中，可以输入至少二个不同成像子区的位置信息与其对应的反差数据，通过该神经网络得到空分对焦的最大反差所对应的成像子区的位置信息，基于该成像子区的位置信息再确定出图像采集设备中待调元件的调节信息。

进一步可选地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，包括：确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，其中，所述反差数据峰值为至少根据所述各成像子区的位置信息以及所述各成像子区对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据；至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息。

该方案可至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定(如采用估算或曲线拟合等方式确定)出反差数据峰值对应的成像子区的位置信息(所述反差数据峰值为根据所述各倾斜角度以及与所述各成像子区的位置信息所对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据，所述拟合分布可采用但不限于拟合曲线或基于机器学习的分布数据等方式表示)，之后再根据成像公式以及光路几何关系等原理确定该成像区域的位置信息所对应的待调元件在深度方向上的等效移动方向和移动距离(即待调元件的移动信息)，并据此在深度方向上对待调元件进行相应调整，使得图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。该方案简单易实现，有利于提高反差对焦的效率。

本申请实施例提供的技术方案应用广泛，下面不妨结合几种典型的光路结构进一步说明。

(一)一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第一透镜，所述目标对象经所述第一透镜后成实像。

不妨将第一透镜的光心作为坐标轴的原点，深度方向(即成像光轴方向，如第一透镜的光心与图像传感器的中心的连线)为Z轴，与Z轴垂直的水平方向和竖直方向分别称为X轴和Y轴；倾斜的角度不妨定义顺时针倾斜的角度为正值、逆时针倾斜的角度为负值(本申请其他实施例光学元件的倾斜角度的符号也遵循顺时针倾斜的角度位正值、逆时针倾斜的角度为负值的定义，以下不再赘述)。可选地，如图2a所示，图像采集设备包括沿深度方向(Z轴)依次设置的第一透镜和图像传感器，目标对象经第一透镜后成实像，该实像所在的位置可能与图像传感器重合或不重合，通过反差对焦检测和调整，可使得图像传感器的位置尽可能接近甚至重合于该实像的位置，可选地，通过反差对焦检测和调整，可使得图像传感器在Z轴的投影位置尽可能接近甚至重合于该实像与Z轴的交点(该交点以下不妨称为合焦位置)。

以X轴为轴旋转第一透镜，控制第一透镜相对Y轴倾斜一倾斜角度B'，此时，目标对象经所述第一透镜后所成的实像与图像传感器也相应倾斜一定角度。将图像传感器的整体成像面沿分别垂直于Y轴和Z轴的方向(即平行X轴)划分为多个成像子区。不妨将图像传感器的中心作为坐标系的原点，各成像子区的位置信息可通过成像子区的中心在Y轴上投影表示，位于原点上方的Y轴投影值为正值，位于原点下方的Y轴投影值为负值。不同成像子区所采集到的图像的反差数据随着成像子区的位置信息的不同而不同。可获得不同位置的至少二个成像子区所采集到的图像的反差数据，这样就得到了至少二组数据(每组数据包括成像子区的位置信息及其相应的成像子区所采集到的图像的反差数据)，将得到的至少二组数据结合已知的反差数据分布规律，可估计或推算出反差数据峰值所对应的成像子区的位置信息。例如，反差数据分布规律具有类正态分布规律，表现为具有单一峰值的曲线，根据所述反差数据分布规律以及各组数据(每组数据包括成像子区的位置信息及其相应的成像子区所采集到的图像的反差数据)，可拟合一条反差数据曲线，其中，一种可能的曲线拟合方法为最小二乘法，通过沿成像子区位置信息变化的方向前后滑动已知的反差数据分布曲线，计算某成像子区的位置信息在该反差数据分布曲线上对应的反差数据与该成像子区的位置信息对应的实际测量的反差数据的最小二乘结果，利用牛顿法等经典优化算法可以快速得到最符合的曲线，从而完成反差数据曲线的拟合。根据拟合得到的该反差数据曲线，可确定反差数据峰值所对应的成像子区的位置信息。

根据确定的所述成像子区的位置信息可进一步确定所述第一透镜或者所述图像传感器在深度方向上的移动方向和移动距离，并据此相应调整所述第一透镜或所述图像传感器，由此提高反差对焦的效率。可选地，所述至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息，包括：根据所述第一透镜的焦距f、所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程P、所述目标对象的等效倾斜角度A、确定的所述成像子区的位置信息h/4、所述第一透镜相对所述参考方向的倾斜角度B，确定所述待调元件的移动信息(如确定所述图像传感器或所述第一透镜的移动方向和移动距离)，由此提高移动信息确定的方便性和准确性。

具体而言，可根据反差数据曲线变化规律，确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，通过下述公式可确定目标对象经第一透镜后所成的实像相对Y轴的倾斜角度C，从而进一步确定实像与Z轴的交点(即合焦位置)，并沿Z轴移动图像传感器(或移动第一透镜)至相应的合焦位置。

根据正弦定理可得：

及

根据余弦定理可得：

以及薄透镜成像公式：

上述各式中：f表示第一透镜的焦距；u表示物距，可用目标对象与Z轴的交点到第一透镜的光心之间的距离表示；v表示像距，可用第一透镜的光心到目标对象经第一透镜后所成的实像与Z轴的交点之间的距离表示；B表示所述第一透镜的倾斜角度，所述第一透镜倾斜角度B后，目标对象经所述第一透镜后所成的实像与图像传感器不平行；A表示目标对象相对Y轴的等效倾斜角度，该等效倾斜角度可为目标对象相对Y轴的实际测量的倾斜角度，也可根据一定参考信息估算或推导的倾斜角度；a表示目标对象到合焦状态下的沙伊姆弗勒交点的距离，可用目标对象与Z轴的交点到第一透镜相对Y轴倾斜角度B时对应的沙伊姆弗勒(Scheimpflug)交点(为便于描述，以下称为第一沙伊姆弗勒交点，即目标对象所在平面的延长面、第一透镜倾斜后所在平面的延长面、目标对象经第一透镜后所成的实像的延长面的交线上的点)的距离表示；b表示第一透镜相对Y轴倾斜角度B时目标对象经相对Y轴倾斜角度B的第一透镜所成的实像(为便于描述，以下称为第一实像)到第一沙伊姆弗勒交点的距离，可用第一实像与Z轴的交点到第一沙伊姆弗勒交点的距离表示。

由于通常目标对象(如目标对象的整体或目标对象的待摄平面等)经第一透镜后所成的实像与图像传感器的交点所在的成像子区的反差最大，因此，参考图2a可以得到图像传感器到合焦位置的距离d与夹角C的关系为：

其中，d表示图像传感器的中心到合焦位置的距离，C表示第一实像与图像传感器之间的夹角，表示确定的所述反差数据峰值对应的成像子区距离坐标原点的Y轴坐标，即所述确定的成像子区的位置信息。

结合上述各公式可得以下方程组：

其中：p表示图像传感器的中心到第一透镜的光心之间的距离。

可选地，可通过求解方程组(6)，得到图像传感器到合焦位置的移动信息：

其中：d表示图像传感器到合焦位置的移动信息，其中，符号“±”可以通过第一透镜的倾斜角度和第一合焦倾斜角度之间的相对大小关系确定，其中，所述第一合焦倾斜角度为实现所述目标对象经所述第一透镜后所成的实像与所述图像传感器平行时所述第一透镜相对参考方向的倾斜角度。所述第一合焦倾斜角度可通过实际测量获取；或者，也可根据成像原理和光路几何关系等信息确定，例如，可根据所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第一透镜的焦距，确定所述第一合焦倾斜角度，由此提高所述第一合焦倾斜角度获取的方便性。具体而言，参考沙伊姆弗勒定律(Scheimpflug principle)，当目标对象所在平面的延长面、第一透镜所在平面的延长面、目标对象经所述第一透镜后所成实像的平面的延长面，相交于一直线时，所述实像中清晰成像的部分最大，成像质量最佳。所述第一透镜相对Y轴倾斜，可使得实像也相应倾斜，当第一透镜倾斜到某一角度(不妨称为第一合焦倾斜角度)，可相应倾斜实像使之与图像传感器所在的平面平行，即实像相对Y轴的倾斜角度C＝0；经过反差对焦调整，可使得图像传感器在Z轴上的位置与实像在Z轴上的位置尽可能接近甚至重合，即d＝0且p＝v，因此，在第一透镜倾斜第一合焦倾斜角度时，目标对象所在平面的延长面、第一透镜所在平面的延长面、图像传感器所在平面的延长面，可相交于一直线，从某个平面角度来看，三者相当于相交于一点，该点不妨称为合焦状态下的沙伊姆弗勒交点，参考如图2a所示的光学几何关系并结合公式(7)，可得：

其中：B0表示第一透镜的第一合焦倾斜角度，p表示所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程，A表示所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度，f表示所述第一透镜的焦距。

确定好所述第一透镜的第一合焦倾斜角度B0之后，可将所述第一透镜的倾斜角度B和所述第一合焦倾斜角度B0进行比较，根据比较结果和h的符号来确定d的取值符号，具体而言：当h>0且B>B0或h<0且B<B0，d的取值符号为“-”；当h>0且B<B0或h<0且B>B0，d的取值符号为“+”，如图3a和图3b所示。采用该方案可确定图像传感器的移动信息，所述图像传感器的移动信息包括所述图像传感器在Z轴的移动方向和移动距离，根据图像传感器的移动信息调整所述图像传感器至合焦位置，由此完成空分的反差对焦，提高反差对焦的效率。

或者，也可确定所述第一透镜的移动信息，通过相应调整第一透镜来使得图像采集设备处于合焦状态。如果通过移动第一透镜来进行反差对焦，则所述第一透镜的移动信息可通过下述公式确定：

解方程(9)可得到：

而：

u＝f(p-d)/(p-d-f)………………………………(11)

其中：l表示第一透镜的移动信息，结合公式(7)、(10)和(11)求解l，具体而言，由于目标对象经第一透镜之后成实像，即v>0,u>0,f>0，因此v>f；由于

(u-p)²-(u+p)(u+p-4f)＝-df²/(v-f)……………(12)

则进一步可得：

当d>0时，l会得到正负两个解，此时需要取负值解，表示将第一透镜沿Z轴的负方向移动l绝对值大小的距离；

当d<0时，l会得到两个均为正值的解，此时需要取较小的解，表示将第一透镜沿Z轴的正方向移动l绝对值大小的距离。

该方案通过第一透镜的移动改变了目标对象的成像光路，且通过第一透镜的移动，可调整目标对象经所述第一透镜后所成的实像的位置，如此调整后实像的位置和图像传感器的位置尽可能接近甚至重合，使得图像采集设备处于合焦状态，提高了空分反差对焦的效率。

进一步地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：倾斜所述第一透镜至第一合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述第一透镜后所成的实像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像，由此提高成像质量。具体而言，可将图像采集设备调整至尽可能接近甚至恰好位于合焦状态，再将所述第一透镜倾斜所述第一合焦倾斜角度，则目标对象经所述第一透镜后所成的实像与图像传感器平行、且所述实像所在的平面与图像传感器所在的平面重合，最后经图像采集设备获取目标对象的图像，则所述图像传感器采集到的图像的成像质量高。

(二)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第一平面反光镜，所述图像采集设备包括的光学元件包括所述第一平面反光镜和第二透镜，所述目标对象依次经所述第二透镜和所述第一平面反光镜后成实像。

可选地，所述图像采集设备可包括但不限于眼底相机，不妨以眼底相机为例进行说明，如图4所示，眼底(如视网膜)依次经人眼等效透镜、第一平面反光镜、第二透镜后成实像，该实像所在的位置可能与图像传感器重合或不重合，通过反差对焦检测和调整，可使得图像传感器的位置尽可能接近甚至重合于该实像的位置，该情形下可称为所述图像传感器位于合焦位置。

实际应用过程中，可将所述第二透镜倾斜第二合焦倾斜角度，以使如眼底等目标对象经所述第一平面反光镜和所述第二透镜所成的实像与所述图像传感器平行之后，再通过倾斜所述第一平面反光镜的方式进行反差检测对焦。所述第二合焦倾斜角度可通过实际测量获取；或者，也可根据成像原理和光路几何关系等信息确定，例如，可根据所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第二透镜的焦距，确定所述第二合焦倾斜角度，由此提高所述第二合焦倾斜角度确定的方便性和准确性。可选地，所述第二合焦倾斜角度可采用如下公式确定：

其中：B1表示所述第二透镜的第二合焦倾斜角度；f1表示所述第二透镜的焦距；p1表示所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程；A1表示目标对象相对参考方向(如Y轴)的等效倾斜角度。

控制所述第一平面反光镜相对参考方向(如Y轴)倾斜一倾斜角度，使得目标对象依次经所述第二透镜和所回溯第一平面反光镜后所成的实像与图像传感器不平行，分别获取图像传感器的至少二个成像子区(如Y轴位置不同的至少二个成像子区)采集的图像的反差数据，至少根据各成像子区的位置信息(如各成像子区在Y轴的投影坐标)、各反差数据以及反差数据分布规律，确定反差数据峰值所对应的成像子区的位置信息，其反差数据峰值的含义、反差数据峰值对应的成像子区的位置信息的确定方式和实现原理与图2a对应的实施例相似，在此不再赘述。

确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息之后，可根据所述第二透镜的焦距f、所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程P、所述目标对象的等效倾斜角度A、确定的所述成像子区的位置信息h/4、所述第一平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度B，确定所述图像传感器或所述第二透镜的移动信息。

由于所述第一平面反光镜在所述第二透镜的左侧，因此，倾斜所述第一平面反光镜对光路的影响，相对所述第二透镜而言，等效于改变目标对象相对参考方向的倾斜角度。而当所述第二透镜倾斜第二合焦倾斜角度时，实像与图像传感器平行，即实像与图像传感器之间的夹角C＝0，根据基本平面反光镜成像原理，目标对象的等效倾斜角度与平面反光镜的倾斜角度满足：

A1＝A0+2D1……………………………………………………(15)

其中：A0表示目标对象相对参考方向的实际倾斜角度；D1表示合焦位置所对应的所述第一平面反光镜的倾斜角度；A1表示目标对象的等效倾斜角度。

确定好所述目标对象的等效倾斜角度之后，可采用下式确定所述图像传感器到合焦位置的移动信息：

其中：p1表示所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程；表示确定的所述反差数据峰值对应的成像子区距离坐标原点的Y轴坐标，即所述确定的成像子区的位置信息；f1表示所述第二透镜的焦距；d1表示图像传感器到合焦位置的移动信息，其中，符号“±”可可结合确定的所述成像子区的位置信息的符号和所述第一平面反光镜的倾斜角度D1的符号确定，具体而言，如果为“+”，则d1与D1符号相反，如果为“-”，则d1与D1符号相同。

采用该方案可确定图像传感器的移动信息，所述图像传感器的移动信息包括所述图像传感器在Z轴的移动方向和移动距离，根据图像传感器的移动信息调整所述图像传感器至合焦位置，由此完成空分的反差对焦，提高反差对焦的效率。

或者，确定好所述目标对象的等效倾斜角度之后，也可确定所述第二透镜的移动信息，通过相应调整第二透镜来使得图像采集设备处于合焦状态。如果通过移动第二透镜来进行反差对焦，则所述第二透镜的移动信息可通过下述公式确定：

而：

u1＝f1(p1-d1)/(p1-d1-f1)………………………………(18)

其中，l1表示第二透镜的移动信息，结合公式(16)、(17)和(18)，可求解l1，求解后l1可能存在多个解，多个l1解的取舍规则与图2a对应的实施例相似，在此不再赘述。

该方案通过第二透镜的移动改变了目标对象的成像光路，且通过第二透镜的移动，可调整目标对象经所述第一平面反光镜、所述第一透镜后所成的实像的位置，如此调整后实像的位置和图像传感器的位置尽可能接近甚至重合，使得图像采集设备处于合焦状态，提高了空分反差对焦的效率。

进一步地，所述至少根据各倾斜角度、与各倾斜角度对应的各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还可包括：调整所述第一平面反光镜至未倾斜状态、且所述第二透镜至第二合焦倾斜角度B1状态，以使所述目标对象依次经所述第一平面反光镜和所述第二透镜后所成的像与所述图像传感器平行；再经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。采用该方案，所述图像传感器获取的目标对象的图像的成像质量高。

(三)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括曲面反光镜，所述目标对象经所述曲面反光镜后成实像。

可选地，所述图像采集设备可包括但不限于眼底相机，不妨以眼底相机为例进行说明，如图5所示，眼底(如视网膜)依次经人眼等效透镜、曲面反光镜后成实像，该实像所在的位置可能与图像传感器重合或不重合，通过反差对焦检测和调整，可使得图像传感器的位置尽可能接近甚至重合于该实像的位置，该情形下可称为所述图像传感器位于合焦位置。

实际应用中，可将所述曲面反光镜相对参考方向(如Y轴)倾斜一倾斜角度，使得目标对象经曲面反光镜后所成的实像与图像传感器不平行；再分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据，至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，至少根据成像子区的位置信息确定所述图像传感器或所述曲面反光镜的移动信息，例如，根据所述曲面反光镜的焦距f、所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程P、所述目标对象的等效倾斜角度A、确定的所述成像子区的位置信息h/4、所述曲面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度B，确定所述图像传感器或所述曲面反光镜的移动信息。

可选地，曲面反光镜可包括但不限于球面反光镜，球面反光镜可包括平面反光镜和等效透镜二个部分。目标对象的等效倾斜角度与曲面反光镜的倾斜角度满足：

A2＝A0+2D2……………………………………………………(19)

其中：A0表示目标对象相对参考方向的实际倾斜角度；D2表示合焦位置所对应的所述曲面反光镜的倾斜角度；A2表示目标对象的等效倾斜角度。

至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息之后，可采用下式确定所述图像传感器到合焦位置的移动信息：

其中：p2表示所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程；表示确定的所述反差数据峰值对应的成像子区距离坐标原点的Y轴坐标，即所述确定的成像子区的位置信息；f2表示所述曲面反光镜的焦距；d2表示图像传感器到合焦位置的移动信息，其中，符号“±”可以通过所述曲面反光镜透镜的倾斜角度和第三合焦倾斜角度之间的相对大小关系以及h的符号确定，其中，所述第三合焦倾斜角度为实现所述目标对象经所述曲面反光镜后所成的实像与所述图像传感器平行时所述曲面反光镜相对参考方向的倾斜角度。采用该方案可确定图像传感器的移动信息，所述图像传感器的移动信息包括所述图像传感器在Z轴的移动方向和移动距离，根据图像传感器的移动信息调整所述图像传感器至合焦位置，由此完成空分的反差对焦，提高反差对焦的效率。所述第三合焦倾斜角度可通过实际测量获取；或者，也可根据成像原理和光路几何关系等信息确定，可选地，可根据所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述曲面反光镜的焦距，确定所述第三合焦倾斜角度，例如，所述第三合焦倾斜角度可通过下面公式计算得到解析解，也可直接由数值计算方法得到：

其中：D0表示曲面反光镜的第三合焦倾斜角度，在所述曲面反光镜处于相对参考方向倾斜所述第三合焦倾斜角度的状态时，目标对象经所述曲面反光镜所成的实像与所述图像传感器近似平行甚至完全平行。采用该方案确定所述第三合焦倾斜角度简单易实现。

或者，至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息之后，也可确定所述曲面反光镜的移动信息，通过相应调整曲面反光镜来使得图像采集设备处于合焦状态。如果通过移动曲面反光镜来进行反差对焦，则所述曲面反光镜的移动信息可通过下述公式确定：

而：

u2＝f2(p2-d2)/(p2-d2-f2)………………………………(23)

其中，l2表示曲面反光镜的移动信息，结合公式(20)、(22)和(23)，可求解l2，求解后l2可能存在多个解，多个l2解的取舍规则与图2a对应的实施例相似，在此不再赘述。

该方案通过曲面反光镜的移动改变了目标对象的成像光路，且通过曲面反光镜的移动，可调整目标对象经所述曲面反光镜后所成的实像的位置，如此调整后实像的位置和图像传感器的位置尽可能接近甚至重合，使得图像采集设备处于合焦状态，提高了空分反差对焦的效率。

进一步地，所述至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还包括：

倾斜所述曲面反光镜至第三合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述曲面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。采用该方案，所述图像传感器获取的目标对象的图像的成像质量高。

(四)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第二平面反光镜，所述图像采集设备中的光学元件包括：所述第二平面反光镜和第三透镜，所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后成实像。

可选地，如图6所示，所述图像采集设备包括第三透镜和图像传感器，所述第三透镜和所述图像传感器之间还设置有第二平面反光镜，目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后成实像，该实像所在的位置可能与图像传感器重合或不重合，通过反差对焦检测和调整，可使得图像传感器的位置尽可能接近甚至重合于该实像的位置，该情形下可称为所述图像传感器位于合焦位置。

实际应用过程中，可将所述第三透镜倾斜第四合焦倾斜角度，以使目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的实像与所述图像传感器平行之后，再通过倾斜所述第二平面反光镜的方式进行反差检测对焦。所述第四合焦倾斜角度可通过实际测量获取；或者，也可根据成像原理和光路几何关系等信息确定，例如，可根据所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、以及所述第三透镜的焦距，确定所述第四合焦倾斜角度，由此提高所述第四合焦倾斜角度确定的方便性和准确性。可选地，所述第四合焦倾斜角度可采用如下公式确定：

其中：B2表示所述第三透镜的第四合焦倾斜角度；f3表示所述第三透镜的焦距；p3表示所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程；A3表示目标对象相对参考方向(如Y轴)的等效倾斜角度，该等效倾斜角度可为目标对象的实际倾斜角度，该等效倾斜角度可为目标对象相对Y轴的实际测量的倾斜角度，也可根据一定参考信息估算或推导的倾斜角度，如可根据人眼的视线方向估算或推导眼底的倾斜角度等。

控制所述第二平面反光镜相对参考方向(如Y轴)倾斜一倾斜角度，使得目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的实像与图像传感器不平行，再分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据，至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，至少根据成像子区的位置信息确定所述图像传感器或所述第三透镜的移动信息，并对所述图像传感器或所述第三透镜进行相应的调整，以使所述图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。

可选地，可根据确定的所述位置信息和所述第二平面反光镜的倾斜角度，确定所述图像传感器的移动信息。由于所述第二平面分光镜位于所述第三透镜的右侧，倾斜所述第二平面分光镜，会导致目标对象经所述第三透镜后所成的实像发生相应的倾斜，根据基本平面反光镜成像原理，该情形下，实像的倾斜角度的变化量与第二平面反光镜的倾斜角度成2倍关系，即：

C1＝C0+2D3……………………………………………………(25)

其中：C1表示第三透镜相对参考方向处于倾斜角B2、且第二平面反光镜相对参考方向处于倾斜角D3时，目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的实像与图像传感器之间的夹角；C0表示第三透镜相对参考方向处于倾斜角B2、且第二平面反光镜相对参考方向未倾斜时，目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的实像与图像传感器之间的夹角，该情形下，实像与图像传感器近似平行甚至完全平行，因此，C0＝0，由此可得：

C1＝2D3……………………………………………………(26)

之后，可采用以下公式确定所述图像传感器的移动信息：

其中：d3表示图像传感器在深度方向(Z轴)上的移动信息，根据公式(27)计算而得的d3可能为正值或负值，d3值的大小表示图像传感器在深度方向上的移动距离，d3值的正负表示图像传感器在深度方向上的移动方向，如d3为正值时，表示图像传感器沿增加深度的方向(Z轴正方向)移动，如d3为负值时，表示图像传感器沿减小深度的方向(Z轴负方向)移动；表示确定的所述反差数据峰值对应的成像子区距离坐标原点的Y轴坐标，即所述确定的成像子区的位置信息。采用该方案确定所述图像传感器的移动信息方案简单易实现。

可选地，也可根据所述第三透镜的焦距f、所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程P、所述目标对象的等效倾斜角度A、确定的所述成像子区的位置信息h/4、所述第二平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度B，确定所述第三透镜的移动信息。所述第三透镜的移动信息可通过下述公式确定：

而：

其中：p3表示所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程；表示确定的所述反差数据峰值对应的成像子区距离坐标原点的Y轴坐标，即所述确定的成像子区的位置信息；f3表示所述第三透镜的焦距；l3表示第三透镜的移动信息，结合公式(27)、(28)和(29)，可求解l3，求解后l3可能存在多个解，多个l3解的取舍规则与图2a对应的实施例相似，在此不再赘述。

该方案通过第三透镜的移动改变了目标对象的成像光路，且通过第三透镜的移动，可调整目标对象经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的实像的位置，如此调整后实像的位置和图像传感器的位置尽可能接近甚至重合，使得图像采集设备处于合焦状态，提高了空分反差对焦的效率。

进一步地，所述至少根据各倾斜角度、与各倾斜角度对应的各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备之后，所述方法还可包括：调整所述第二平面反光镜至未倾斜状态、且所述第三透镜至第四合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。采用该方案，所述图像传感器获取的目标对象的图像的成像质量高。

本领域技术人员可以理解，在本申请具体实施方式的上述任一方法中，各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。

图7为本申请实施例提供的一种对焦装置的结构框图。如图7所示，本申请实施例提供的一种对焦装置包括：一反差数据获取模块71和一对焦调整模块72。

反差数据获取模块71用于分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据。

对焦调整模块72用于至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

本申请实施例提供的技术方案中，在某些情形下(如目标对象经光学元件所成的实像和图像传感器不平行等情形下)，图像传感器不同位置的成像子区分别采集的反差数据呈现类正态分布的规律，本申请分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据，再根据已知的具有类正态分布的反差数据分布规律，可对图像采集设备进行相应调整，以使得所述图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。本申请实施例正是充分利用实像和图像传感器不平行的情形下图像传感器不同位置的成像子区分别获得的各反差数据的分布规律，实现反差对焦检测的空分对焦，有利于提高反差对焦的效率。

所述对焦装置的设备表现形式不受限制，例如所述对焦装置可为某一独立的部件；或者，所述对焦装置可作为某一功能模块集成在一具有图像采集功能的设备(即图像采集设备)中，所述图像采集设备可包括但不限于相机、眼底相机、摄像机、手机、平板电脑、具有拍照或摄像功能的其他电子设备等，本申请实施例对此并不限制。

可选地，如图8所示，所述对焦装置还可包括：一倾斜控制模块73。倾斜控制模块73用于控制所述图像采集设备中第一光学元件相对参考方向倾斜一角度，以使目标对象至少经所述第一光学元件后所成的实像相对所述图像传感器倾斜。

可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且倾斜于所述参考方向。进一步可选地，所述至少二个成像子区中各成像子区彼此平行且垂直于所述参考方向。该方案将图像传感器的整体成像面划分为彼此平行且倾斜于所述参考方向的至少二个成像子区，所述成像子区的宽窄可根据实际需要确定，如根据实像和图像传感器之间的倾斜状态确定等，以使得不同成像子区所采集到图像的反差数据呈现一定规律的差异，有利于提高空分对焦效率。

可选地，所述对焦调整模块72包括：一移动信息确定子模块721和一对焦调整子模块722。移动信息确定子模块721用于至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定待调元件的移动信息，所述待调元件包括：所述图像采集设备中的任一光学元件或所述图像传感器；对焦调整子模块722用于根据所述移动信息调整所述待调元件。该方案简单易实现，有利于提高反差对焦的效率。

可选地，所述移动信息确定子模块721包括：一成像子区位置信息确定单元7211和一移动信息确定单元7212。成像子区位置信息确定单元7211用于确定反差数据峰值对应的成像子区的位置信息，其中，所述反差数据峰值为至少根据所述各成像子区的位置信息以及所述各成像子区对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据。移动信息确定单元7212用于至少根据确定的所述位置信息确定所述待调元件的移动信息。该方案可至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，确定(如采用估算或曲线拟合等方式确定)出反差数据峰值对应的成像子区的位置信息(所述反差数据峰值为根据所述各倾斜角度以及与所述各成像子区的位置信息所对应的反差数据确定的符合所述反差数据分布规律的拟合分布中的最大反差数据，所述拟合分布可采用但不限于拟合曲线或基于机器学习的分布数据等方式表示)，之后再根据成像公式以及光路几何关系等原理确定该成像区域的位置信息所对应的待调元件在深度方向上的等效移动方向和移动距离(即待调元件的移动信息)，并据此在深度方向上对待调元件进行相应调整，使得图像采集设备尽可能接近甚至恰好处于合焦状态。该方案简单易实现，有利于提高反差对焦的效率。

(一)一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第一透镜，所述目标对象经所述第一透镜后成实像。

可选地，所述移动信息确定单元7212包括：一第一移动信息确定子单元72121。第一移动信息确定子单元72121用于根据所述第一透镜的焦距、所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一透镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第一透镜的移动信息。该方案提高了待调节元件移动信息确定的方便性和准确性。

可选地，所述装置还包括：一第一合焦倾斜控制模块741和一第一成像控制模块742。第一合焦倾斜控制模块741用于倾斜所述第一透镜至第一合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述第一透镜后所成的实像与所述图像传感器平行；第一成像控制模块742用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。该方案提高了成像质量。

可选地，所述装置还包括：一第一合焦倾斜角度确定模块743。第一合焦倾斜角度确定模块743用于根据所述第一透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第一透镜的焦距，确定所述第一合焦倾斜角度。采用该方案确定所述第一合焦倾斜角度，简单易实现。

(二)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第一平面反光镜，所述图像采集设备包括的光学元件包括所述第一平面反光镜和第二透镜，所述目标对象依次经所述第二透镜和所述第一平面反光镜后成实像。

可选地，所述移动信息确定单元7212包括：一第二移动信息确定子单元72122。第二移动信息确定子单元72122用于根据所述第二透镜的焦距、所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第一平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述图像传感器或所述第二透镜的移动信息。该方案提高了待调节元件移动信息确定的方便性和准确性。

可选地，所述装置还包括：一第二合焦倾斜控制模块751和一第二成像控制模块752。第二合焦倾斜控制模块751用于调整所述第一平面反光镜至未倾斜状态、且所述第二透镜至第二合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第一平面反光镜和所述第二透镜后所成的像与所述图像传感器平行；第二成像控制模块752用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。该方案提高了成像质量。

可选地，所述装置还包括：一第二合焦倾斜角度确定模块753。第二合焦倾斜角度确定模块753用于根据所述第二透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述第二透镜的焦距，确定所述第二合焦倾斜角度。采用该方案确定所述第二合焦倾斜角度，简单易实现。

(三)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括曲面反光镜，所述目标对象经所述曲面反光镜后成实像。

可选地，所述移动信息确定单元7212包括：一第三移动信息确定子单元72123。第三移动信息确定子单元72123用于至少根据所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、确定的所述曲面反光镜的倾斜角度、所述图像传感器的高度以及所述曲面反光镜的焦距，确定所述图像传感器或所述曲面反光镜的移动方向和移动距离。该方案提高了待调节元件移动信息确定的方便性和准确性。

可选地，所述装置还包括：一第三合焦倾斜控制模块761和一第三成像控制模块762。第三合焦倾斜控制模块761用于倾斜所述曲面反光镜至第三合焦倾斜角度，以使所述目标对象经所述曲面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；第三成像控制模块762用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。该方案提高了成像质量。

可选地，所述装置还包括：一第三合焦倾斜角度确定模块763。第三合焦倾斜角度确定模块763用于根据所述曲面反光镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、所述曲面反光镜的焦距，确定所述第三合焦倾斜角度。采用该方案确定所述第三合焦倾斜角度，简单易实现。

(四)另一种可选的光路结构中，所述第一光学元件包括第二平面反光镜，所述图像采集设备中的光学元件包括：所述第二平面反光镜和第三透镜，所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后成实像。

可选地，所述移动信息确定单元7212包括：一第四移动信息确定子单元72124。第四移动信息确定子单元72124用于根据确定的所述位置信息和所述第二平面反光镜的倾斜角度，确定所述图像传感器的移动信息。该方案提高了图像传感器移动信息确定的方便性和准确性。

可选地，所述移动信息确定单元7212包括：一第五移动信息确定子单元72125。第五移动信息确定子单元72125根据所述第三透镜的焦距、所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象的等效倾斜角度、确定的所述成像子区的位置信息、所述第二平面反光镜相对所述参考方向的倾斜角度，确定所述第三透镜的移动信息。该方案提高了第三透镜移动信息确定的方便性和准确性。

可选地，所述装置还包括：一第四合焦倾斜控制模块771和一第四成像控制模块772。第四合焦倾斜控制模块771用于调整所述第二平面反光镜至未倾斜状态、且所述第三透镜至第四合焦倾斜角度状态，以使所述目标对象依次经所述第三透镜和所述第二平面反光镜后所成的像与所述图像传感器平行；第四成像控制模块772用于经所述图像传感器采集所述目标对象的图像。该方案提高了成像质量。

可选地，所述装置还包括：一第四合焦倾斜角度确定模块773。第四合焦倾斜角度确定模块773用于根据所述第三透镜的光心到所述图像传感器的中心的光程、所述目标对象相对所述参考方向的等效倾斜角度、以及所述第三透镜的焦距，确定所述第四合焦倾斜角度。采用该方案确定所述第四合焦倾斜角度，简单易实现。

图9为本申请实施例提供的图像采集设备的结构示意图，本申请具体实施例并不对图像采集设备900的具体实现方式做限定。如图9所示，图像采集设备900可以包括：

处理器(Processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(Memory)930、通信总线940以及图像传感器950。其中：

处理器910、通信接口920、以及存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。

通信接口920，用于与比如可变形的图像传感器等通信。

处理器910，用于执行程序932，具体可以执行上述任一方法实施例中的相关步骤；

图像传感器950为表面形状至少局部可弯曲的图像传感器，用于获取眼底图像。

例如，程序932可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器910可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器930，用于存放程序932。存储器930可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

例如，在一种可选的实现方式中，处理器910通过执行程序932可执行以下步骤：分别获取图像采集设备中图像传感器至少二个成像子区上所采集到的图像的反差数据；至少根据各成像子区的位置信息、各反差数据以及反差数据分布规律，调整所述图像采集设备。

在其他可选的实现方式中，处理器910通过执行程序932还可执行上述其他任一实施例提及的步骤，在此不再赘述。

程序932中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤、模块、子模块、单元中对应的描述，在此不再赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

在本申请上述各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。有关装置、设备或系统实施例的实施原理或过程的相关描述，可参见相应方法实施例的记载，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所述功能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，本申请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)执行本申请各个实施例所述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(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请的装置、方法、系统等实施例中，显然，各部件(系统、子系统、模块、子模块、单元、子单元等)或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。同时，在上面对本申请具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。