专利名称：拍摄装置及其自动对焦方法
技术领域：
本发明涉及一种拍摄装置及其自动对焦方法。
背景技术：
多数现有的拍摄装置，都具有自动对焦系统，同时自动对焦系统的自动对焦速度直接影 响着所述拍摄装置的拍摄速度。
人们喜欢使用拍摄装置如数码相机或数码摄像机等来拍摄生活中有意义的时刻或某一个 精彩的瞬间。然而，由于生活中的精彩瞬间是不可重现的，这就要求拍摄装置能够快速的自 动对焦并进行拍摄。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够快速自动对焦的拍摄装置及其自动对焦方法。 一种拍摄装置，其能够自动对焦，该拍摄装置包括一个镜头模组、 一个马达、 一个马达 驱动电路和一个自动对焦控制单元，所述马达在驱动所述镜头模组从无穷远到近距离自动对 焦过程中，具有一个第一步长与一个第二步长，所述第一步长小于所述第二步长，并首先采 用所述第一步长进行自动对焦，所述自动对焦控制单元包括马达控制模块，用于通过所述 马达控制电路控制所述马达驱动所述镜头模组；步数记录模块，用于记录所述马达驱动所述 镜头模组的步数，当从无穷远到近距离自动对焦时，所述步数增加，当从近距离到无穷远自 动对焦时，所述步数减小；比较模块，用于将所述记录的步数与存储在所述比较模块中的一 个预设步数比较，当所述记录的步数大于等于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所 述第二步长，当所述记录的步数小于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第一步 长。
一种拍摄装置的自动对焦方法，所述拍摄装置包括一个镜头模组和一个马达，所述马达 驱动所述镜头模组从无穷远到近距离自动对焦过程中，具有一个第一步长与一个所述第二步 长，所述第一步长小于所述第二步长，所述拍摄装置内预设有一个预设步数，所述自动对焦 方法包括控制所述马达，驱动所述镜头模组以第一步长开始自动对焦；获取所述马达驱动 镜头模组的步数；当所述步数大于等于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第二 步长，当所述记录的步数小于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第一步长，所 述预设步数为预先设置在所述拍摄装置内的一个数值。
4与现有技术比较，所述拍摄装置能够在从无穷远到近距离对焦过程中首先采用小步长即所述第一步长进行对焦，在自动对焦初期，对焦距离随着所述马达驱动步数的增加变化非常明显，故采用小步长不会丢失最清晰的焦点位置；当所述马达驱动所述镜头模组达到所述预设步数之后，将所述马达的步长设置为大步长即所述第二步长，此时对焦距离的变化随着所述马达驱动步数的增加趋于缓慢，所以采用大步长能够提高对焦速度。
图l是本发明提供的拍摄装置的硬件架构图。
图2是图1中拍摄装置的对焦距离与驱动步数的坐标图。
图3是图1中拍摄装置的自动对焦控制单元的功能模块图。
图4是图1中拍摄装置的自动对焦方法的流程图。
具体实施例方式
请参阅图l，为本发明提供的拍摄装置l的硬件架构图。所述拍摄装置l能够自动对焦，其包括一个镜头模组2、 一个马达3、 一个马达驱动电路4、 一个缓存5和一个自动对焦控制单元10。所述拍摄装置l可以为数码相机、数码摄像机等。在本实施方式中，其为一个数码相机。
所述马达3为步进马达，其用于驱动所述镜头模组2进行自动对焦。所述马达驱动电路4，用于接收所述自动对焦控制单元10的控制信息，来控制所述马达3。
所述镜头模组2为一个能够自动对焦的镜头模组。在本实施方式中，所述镜头模组2具有一个影像感测器，其为一个CCD，且该影像感测器具有自动对焦模式，在启动该自动对焦模式时，所述影像感测器的感光区的有效感光区域会减小，这样来减少自动对焦时的信号处理数量，可以起到加快自动对焦速度的作用。
所述缓存5用于缓存数据，所述缓存5缓存有一个对应于所述影像感测器感测的影像的累加平方和。所述累加平方和为将所述拍摄装置l感测到的图像的每一行像素中，相邻像素的像素值作差后，将差值进行平方，再将该平方后的值进行累加得到每一行的平方和，最后将每一行的平方和再进行累加得到一个累加平方和。
请一并参阅图1和图2。所述镜头模组2在制作完成时，均会进行测试，在测试时均会得到一个对焦距离与所述马达3驱动步数的对应表，根据该表绘制一个坐标图。如图2所示，其横轴表示所述马达3的驱动步数，其纵轴表示对焦距离。通过图2会发现，在开始自动对焦的初期，所述马达3驱动所述镜头模组2的每一步所对应的对焦距离的变化会非常明显，故需要小步长进行驱动，在自动对焦的末期，所述马达3驱动所述镜头模组2的每一步所对应的对焦
5距离的变化不明显，故可以将所述马达3的步长设置较大一些。
针对图2所示现象，为所述马达3设置二个步长，分别为第一步长和第二步长，且所述第 一步长小于所述第二步长。在自动对焦初期，所述马达3的步长采用所述第一步长，而在自 动对焦末期所述马达3的步长采用所述第二步长，并且在所述自动对焦控制单元10中预设一 个预设步数作为分界点，当所述马达3以所述第一步长驱动所述镜头模组2的步数达到所述预 设步数时，则将所述马达3的步长改为所述第二步长。
可以理解，所述马达3的步长还可以设置三个、四个或五个等等，并相应的设置多个预 设步数，但只要其起到的作用与本发明相同或相似，均应涵盖于本发明保护范围内。
请一并参阅图1和图3，图3为所述自动对焦控制单元10的功能模块图。所述自动对焦控 制单元10包括一个马达控制模块11、步数记录模块12、比较模块13、图像获取模块14、差值 平方运算模块15、累加运算模块16、数据比较模块17以及一个判断模块18。
所述马达控制模块ll，用于通过所述马达控制电路4控制所述马达3驱动所述镜头模组2 移动。所述马达控制模块11为所述马达3的驱动程序，能够通过控制所述马达控制电路4，实 现控制所述马达3。
所述步数记录模块12用于记录所述马达3驱动所述镜头模组2的步数，当从无穷远到近距 离自动对焦时，所述步数增加，当从近距离到无穷远自动对焦时，所述步数减小。所述步数 记录模块12为一个计数程序，当所述马达3驱动所述镜头模组2每移动一步，所述步数记录模 块12会相应的增加计数或减少计数。设所述马达3驱动所述镜头模组2从无穷远处向近距离自 动对焦时，所述马达3驱动所述镜头模组2移动方向为正向移动，相反则为反向移动。所述马 达3驱动所述镜头模组2正向移动一步，所述步数记录模块12便会增加记录的步数，相反的， 所述马达3每驱动所述镜头模组2反向移动一步，则所述步数记录模块12会减少计数。
所述比较模块13用于将所述记录的步数与所述预设步数比较，当所述记录的步数大于等 于所述预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第二步长，当所述记录的步数小于所述 预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第一步长。所述预设步数为预先存储在所述比 较模块13中一个变量，并且在该比较模块13运行之前或开始运行时进行初始化。所述比较模 块13获取所述步数记录模块12记录的计数，并将其与所述预设步数进行比较，当所述计数达 到所述预设步数则改变所述马达3的步长，具体地，当所述马达3以所述第一步长驱动所述镜 头模组2正向移动时，若达到所述预设步数，所述马达控制模块11通过所述马达驱动电路4控 制所述马达3，将所述马达3的步长改为所述第二步长；当所述马达3以所述第二步长驱动所 述镜头模组2反向移动时，此时，所述步数记录模块12的计数逐渐减小，当达到所述预设步数时，所述马达控制模块11通过所述马达驱动电路4控制所述马达3的步长为所述第一步长。
当所述步数记录模块12记录的步数等于所述预设步数时，所述比较模块13可以保持所述 马达3的当前步长再驱动所述镜头模组2—步之后再做改变。当然，当所述记录的步长等于所 述预设步长时，还可能有其他的处理方式，比如，再设置一个变量来记录前一次的步数，通 过将前一次的步数与当前步数的比较，从而判断步数的变化趋势，当所述记录的步长等于所 述预设步长时，直接根据所述变化趋势来改变此时的步长。
所述图像获取模块14用于获取所述镜头模组2在自动对焦过程中感测到的图像。 所述差值平方运算模块15用于求出所述图像每一行像素中，相邻像素的像素值差值的平 方和。所述差值平方运算模块15会求出所述获取的图像中，每行相邻两个像素的像素值的差 值，再对该差值进行平方后求和，最后得到每一行像素的像素值差值的平方和，从而得到一 组数据，可以将该组数据存储到一个线性表，如队列、栈等，将该些差值缓存。
所述累加运算模块16用于将所述求出的平方和进行累加得到一个累加平方和，具体地， 所述累加运算模块16得到所述线性表，并逐个读取数据进行累加。
所述数据比较模块17用于将所述求得的累加平方和与所述缓存5中存储的累加平方和进 行比较，当所述累加平方和大于所述缓存的累加平方和时，把所述累加平方和以及对应的马 达步数缓存。具体地，所述数据比较模块17将所述求得的累加平方和与所述缓存5中缓存的 累加平方和相比较，并且始终将二者较大的一个以及对应的马达步数缓存到所述缓存5中， 从而确保所述缓存5中始终缓存的累加平方和是最大的。
所述判断模块18用于判断所述马达3是否驱动所述镜头模组2到达自动对焦范围的终点， 若到达终点，则通过所述马达控制模块ll，控制所述马达3驱动所述镜头模组2到达所述缓存 5的马达步数。
请一并参阅图l、图3和图4，图4为所述拍摄装置1的自动对焦方法的流程图，所述自动 对焦方法包括以下步骤。
步骤S11:控制所述马达3，驱动所述镜头模组2以第一步长开始自动对焦。在本实施方 式中，所述拍摄装置l开始自动对焦，所述马达控制模块11通过所述马达控制电路4控制所述 马达3来驱动所述镜头模组2 。
步骤S13:记录所述马达3驱动镜头模组2的步数。在本实施方式中，当所述马达3驱动所 述镜头模组2每移动一步，所述步数记录模块12会相应的增加计数或减少计数。设所述马达 3驱动所述镜头模组2从无穷远处向近距离自动对焦时，所述马达3驱动所述镜头模组2移动方 向为正向移动，相反则为反向移动。所述马达3驱动所述镜头模组2正向移动一步，所述步数
7记录模块12便会增加记录的步数，相反的，所述马达3每驱动所述镜头模组2反向移动一步， 则所述步数记录模块12会减少计数。
步骤S17:当所述记录的步数大于所述预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第二 步长，当所述记录的步数小于所述预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第一步长。 在本实施方式中，所述比较模块13用于将所述记录的步数与所述预设步数比较，当所述记录 的步数大于所述预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第二步长，当所述记录的步数 小于所述预设步数时，将所述马达3的步长设置为所述第一步长。
步骤S21:当所述马达3驱动所述镜头模组2移动一步，则获取所述拍摄装置l感测到的图 像。在本实施方式中，所述图像获取模块14获取所述镜头模组2感测到的图像。
步骤S23:求出所述图像每一行像素中，相邻像素的像素值差值的平方和。在本实施方 式中，所述差值平方运算模块15求出所述图像每一行像素中，相邻像素的像素值差值的平方 和。
步骤S25:将所述平方和累加，得出一个累加平方和。在本实施方式中，所述累加运算 模块16将所述平方和累加，得出一个累加平方和。
步骤S29:将所述累加平方和所述缓存的累加平方和进行比较，当所述累加平方和大于 所述缓存5的累加平方和时，缓存所述累加平方和以及对应的马达步数。
步骤S31:判断所述马达3是否驱动所述镜头模组2到达自动对焦范围的终点。在本实施 方式中，所述判断模块18判断所述马达3是否驱动所述镜头模组2到达自动对焦范围的终点， 若未到达终点，继续自动对焦，重新从所述步骤S21开始执行。
步骤S37:若到达终点，则控制所述马达3驱动所述镜头模组2为所述缓存的位置。
与现有技术比较，所述拍摄装置能够在从无穷远到近距离对焦过程中首先采用小步长即 所述第一步长进行对焦，在自动对焦初期.对焦距离随着所述马达驱动步数的增加变化非常 明显，故采用小步长不会丢失最清晰的焦点位置；当所述马达驱动所述镜头模组达到所述预 设步数之后，将所述马达的步长设置为大步长即所述第二步长，此时已达到自动对焦的末期 ，对焦距离的变化随着所述马达驱动步数的增加趋于缓慢，所以采用大步长能够提高对焦速 度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效 果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
8
权利要求
权利要求1一种拍摄装置，其能够自动对焦，该拍摄装置包括一个镜头模组、一个马达、一个马达驱动电路和一个自动对焦控制单元，所述马达在驱动所述镜头模组从无穷远到近距离自动对焦过程中，具有一个第一步长与一个第二步长，所述第一步长小于所述第二步长，并首先采用所述第一步长进行自动对焦，所述自动对焦控制单元包括马达控制模块，用于通过所述马达控制电路控制所述马达驱动所述镜头模组；步数记录模块，用于记录所述马达驱动所述镜头模组的步数，当从无穷远到近距离自动对焦时，所述步数增加，当从近距离到无穷远自动对焦时，所述步数减小；比较模块，用于将所述记录的步数与存储在所述比较模块中的一个预设步数比较，当所述记录的步数大于等于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第二步长，当所述记录的步数小于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第一步长。
2.如权利要求l所述拍摄装置，其特征在于所述拍摄装置还包括一 个缓存，所述缓存中缓存有一个累加平方和，所述自动对焦控制单元还包括图像获取模块，用于获取所述镜头模组感测到的图像；差值平方运算模块，用于求出所述图像每一行像素中，相邻像素的像素值差值的平方和；累加运算模块，用于将所述平方和累加，得出一个累加平方和；数据比较模块，用于将所述累加平方和与所述缓存的累加平方和进行比较，当所述累 加平方和大于所述缓存的累加平方和时，缓存所述累加平方和以及对应的马达步数；判断模块，用于判断所述马达是否驱动所述镜头模组到达自动对焦范围的终点，若到 达终点，则通过所述马达驱动电路控制所述马达驱动所述镜头模组为所述缓存的马达步数。
3.如权利要求l所述拍摄装置，其特征在于所述镜头模组具有一个 影像感测器，所述影像感测器具有一个自动对焦模式，该自动对焦模式中减小所述影像感测 器的感测区的有效感光区域，以减少自动对焦过程中处理的信号。
4.一种拍摄装置的自动对焦方法，所述拍摄装置包括一个镜头模组和一个马达，所述马达驱动所述镜头模组从无穷远到近距离自动对焦过程中，具有一个第一 步长与一个所述第二步长，所述第一步长小于所述第二步长，所述拍摄装置内预设有一个预 设步数，所述自动对焦方法包括控制所述马达，驱动所述镜头模组以第一步长开始自动对焦；获取所述马达驱动镜头模组的步数；当所述步数大于等于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第二步长，当所 述记录的步数小于所述预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第一步长，所述预设步数 为预先设置在所述拍摄装置内的一个数值。
5.如权利要求4所述拍摄装置的自动对焦方法，其特征在于所述拍 摄装置具有一个缓存，所述缓存中缓存有一个累加平方和，在以第一步长开始自动对焦的步 骤之后，还包括以下步骤当所述马达驱动所述镜头模组移动一步，则获取所述拍摄装置感测到的图像；求出所述图像每一行像素中，相邻像素的像素值差值的平方和；将所述平方和累加，得出一个累加平方和；将所述累加平方和所述缓存的累加平方和进行比较，当所述累加平方和大于所述缓存 的累加平方和时，缓存所述累加平方和以及对应的马达步数；判断所述马达是否驱动所述镜头模组到达自动对焦范围的终点； 若到达终点，则控制所述马达驱动所述镜头模组为所述缓存的位置。
全文摘要
本发明提供一种拍摄装置，该拍摄装置包括一个镜头模组、一个马达、一个马达驱动电路和一个自动对焦控制单元。该马达驱动具有一个第一步长与一个第二步长，该第一步长小于第二步长，并首先采用第一步长进行自动对焦。该自动对焦控制单元包括马达控制模块用于通过该马达控制电路控制该马达驱动所述镜头模组；步数记录模块用于记录该马达驱动该镜头模组的步数；比较模块用于将该记录的步数与存储在所述比较模块的一个预设步数比较，当该记录的步数大于等于该预设步数时，将该马达的步长设置为所述第二步长，当该记录的步数小于该预设步数时，将所述马达的步长设置为所述第一步长。另，本发明还提供一种自动对焦方法。
文档编号G03B13/36GK101470326SQ20071020350
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者文志辉 申请人:佛山普立华科技有限公司;鸿海精密工业股份有限公司