专利名称：对焦方法及摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对焦方法及摄像装置，特别是一种快速及精确的对焦方法及摄像装置。
背景技术：
在现有的技术中，相机的SO连续对焦作法是在镜头现在的位置以及稍近和稍远位置分别去计算代表清晰程度的对比值，如果中间位置的对比值最高则认为最清晰的位置在扫瞄的范围内，则采用数学的多项式逼近方法找出最清晰的位置，如果出现在近端或远端则往对比值大的方向移动直到对比值下降，同样采用数学的多项式逼近方法找出最清晰的位置，当找到最清晰的位置后，最清晰位置的对比值会被记录下来以确定场景有没有变化，如果发现变化则重新启动SO连续对焦的程序，如果没有则保持收敛不做动作。然而，以现有的技术无论间距的使用是使用较大的间距或是较小的间距，都有其缺失；较大的间距造成不稳定的晃动感及对焦的精准度会产生问题；较小的间距则会导致慢速的连续对焦，特别是场景由很远处移到非常近端时，由于镜头每一个取样点必须消耗撷取画面帧(frame)的时间，在镜头行程很长的时候，使用较小的间距将消耗许多时间。因此，有必要提供一种对焦方法及摄像装置，以改善先前技术所存在的缺失。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种对焦方法及摄像装置，以达到缩减SO连续对焦的时间的效果。为达到上述的目的，本发明的对焦方法包括下列步骤检测变焦镜头的起始位置； 藉由变焦镜头撷取起始位置的影像信息、第一位置的影像信息以及第二位置的影像信息； 其中第一位置相对于起始位置并远离摄像装置，第二位置相对于起始位置并接近摄像装置；判断起始位置的影像信息、第一位置的影像信息以及第二位置的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高；若起始位置的影像信息的对比值最高，则藉由变焦镜头根据起始位置找出正确对焦位置；若第一位置的影像信息的对比值最高，则藉由变焦镜头以相对于第一位置且以非等距的对焦距离间隔远离摄像装置以找出正确对焦位置；以及若第二位置的影像信息的对比值最高，则藉由变焦镜头以相对于第二位置且以非等距的对焦距离间隔接近摄像装置以找出正确对焦位置。本发明还提供一种对焦方法，用于具有一变焦镜头的一摄像装置，该方法包括下列步骤(a)检测该变焦镜头的一起始位置；(b)藉由该变焦镜头撷取该起始位置的影像信息、一第一位置的影像信息以及一第二位置的影像信息；(C)判断该起始位置的影像信息、 该第一位置的影像信息以及该第二位置的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高； (d)若该起始位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头根据该起始位置找出一正确对焦位置；以及(e)若该第一位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头以相对于该第一位置且以一非等距的对焦距离间隔远离该摄像装置以找出该正确对焦位置。
为达到上述的目的，本发明的摄像装置包括变焦镜头、影像分析模块、对焦距离提供模块以及处理模块；其中变焦镜头用以撷取多个位置的影像信息；影像分析模块用以分析多个位置的影像信息的对比值；对焦距离提供模块用以提供非等距及固定距离的对焦距离间隔；处理模块电性连接变焦镜头、影像分析模块以及对焦距离提供模块；藉此，处理模块控制变焦镜头在进行对焦动作时，变焦镜头先以非等距的对焦距离间隔以撷取多个位置的影像信息，影像分析模块判断当各位置的影像信息的对比值上升后，首先下降的位置的影像信息为概略对焦位置；接着再根据概略对焦位置以等距的对焦距离间隔找出正确对焦位置。本发明可解决对焦距离间隔皆为使用固定间距而产生变焦镜头的对焦时间过久的缺失。
图1为关于本发明的摄像装置的一实施例的架构示意图。图2为本发明的摄像装置的一实施例的示意图。图3及图4为关于本发明的对焦方法的一实施例的步骤流程图。主要组件符号说明摄像装置1起始位置PO变焦镜头10第一位置Pl影像分析模块20第二位置P2对焦距离提供模块30第三位置P3算法模块40第四位置P4处理模块50
具体实施例方式为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。以下请先参考图1，关于本发明的摄像装置的一实施例的架构示意图。如图1所示，本发明的摄像装置1包括变焦镜头10、影像分析模块20、对焦距离提供模块30、算法模块40以及处理模块50 ；其中变焦镜头10用以撷取多个位置的影像信息； 影像分析模块20用以分析多个位置的影像信息的对比值；对焦距离提供模块30用以提供非等距及固定距离的对焦距离间隔；处理模块50电性连接变焦镜头10、影像分析模块20、 对焦距离提供模块30以及算法模块40，且处理模块50用以控制上述各装置或模块的工作。如图2所示，在本发明的一实施例中，本发明的摄像装置1为数码相机，但本发明不以此为限，举例来说，摄像装置1亦可为数码摄像机、照相手机或具有拍照功能的个人数字助理(personal digital assistant, PDA)或其他具有拍照功能的便携式电子装置等。以下即以图1及图2所示的本发明的摄像装置1为例，详细说明本发明的对焦方法的各个步骤，但须注意的是，只要能达到本发明的目的，本发明的方法并不以应用在图1 及图2所示的摄像装置1为限。须注意的是，在本发明的一实施例中，摄像装置1使用SO 连续对焦模式进行对焦动作，但本发明不以应用于连续对焦模式为限。
请一并参考图1至图4，关于本发明的对焦方法的一实施例，其中图3及图4为关于本发明的对焦方法的一实施例的步骤流程图。如图3所示，本发明首先进行步骤S701 判断是否存在正确对焦位置及正确对焦位置是否未改变。在本发明的一实施例中，正确对焦位置是指变焦镜头10可撷取一场景的最清晰影像的对焦位置，在本发明的一实施例中，处理模块50在进行连续对焦模式前，判断变焦镜头10是否已取得场景的正确对焦位置。若不存在正确对焦位置或因摄像装置1移动或是整个场景改变而使正确对焦位置改变，则进行步骤S702 检测变焦镜头的起始位置。如图2所示，在本发明的一实施例中，处理模块50检测变焦镜头10的起始位置 P0，其中起始位置PO是指变焦镜头10在未进行连续对焦模式前的位置。接着进行步骤S703 撷取起始位置的影像信息、第一位置的影像信息以及第二位
置的影像信息。在本发明的一实施例中，藉由变焦镜头10撷取起始位置PO的影像信息、第一位置 Pl的影像信息及第二位置P2的影像信息，其中第一位置为Pl相对于起始位置PO远离摄像装置1的位置，第二位置P2相对于起始位置PO接近摄像装置1的位置。接着进行步骤S704 判断起始位置的影像信息、第一位置的影像信息以及第二位置的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高。在本发明的一实施例中，影像分析模块20用以分析起始位置PO的影像信息、第一位置Pl的影像信息以及第二位置P2的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高。在本发明的一实施例中，影像分析模块20以对比值代表场景的影像的清晰程度，对比值越高， 代表越清晰，但本发明不以此为限。如图4所示，若起始位置PO的影像信息的对比值最高，则进行步骤S705 撷取该位置之前的多个相邻位置的影像信息。在本发明的一实施例中，若起始位置PO的影像信息的对比值最高，起始位置PO即为概略对焦位置，则变焦镜头10撷取在起始位置PO的多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距固定距离，此固定距离依据变焦镜头10的制造厂商而定，但本发明不以此为限。举例来说，固定距离亦可为使用者自行设定。最后进行步骤S706 使用算法计算各相邻位置的影像信息并找出正确对焦位置。在本发明的一实施例中，算法模块40用以提供算法并计算出正确对焦位置，其中算法包括数学的多项式逼近方法，将各相邻位置的影像信息的距离与对比值代入算法，以得到最清晰的正确对焦位置，由于利用以算法获得最清晰的正确对焦位置已经在相关技术领域中被广泛使用，且并非本发明所要改进的重点所在，故在此不再赘述其详细的计算原理。如图3所示，在本发明的一实施例中，若第一位置Pl的影像信息的对比值最高，则进行步骤S707 撷取第三位置的影像信息。如图2所示，在本发明的一实施例中，若第一位置Pl的影像信息的对比值最高，则藉由变焦镜头10撷取第三位置P3的影像信息，其中第三位置P3远离摄像装置1，并相对于第一位置Pl相距一移动距离。
接着进行步骤S708 判断第三位置的影像信息的对比值是否下降。在本发明的一实施例中，影像分析模块20用以判断第三位置P3的影像信息的对比值是否比第一位置Pl的影像信息的对比值低。
若第三位置P3的影像信息的对比值下降，则进行步骤S705 撷取该位置之前的多个相邻位置的影像信息。在本发明的一实施例中，若第三位置P3的影像信息的对比值下降，这代表正确对焦位置位于第三位置P3及第一位置Pl之间，第三位置P3即为概略对焦位置，则变焦镜头 10撷取在第三位置P3之前的多个相邻位置的影像信息，进一步地来说，变焦镜头10撷取在第三位置P3及第一位置Pl之间的多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距固定距离，此固定距离依据变焦镜头10的制造厂商而定，但本发明不以此为限。在本发明的一实施例中，若第三位置P3的影像信息的对比值升高，则进行步骤
5709将第一位置Pl设为起始位置P0，第三位置P3设为第一位置Pl，并改变移动距离。在本发明的一实施例中，若第三位置P3的影像信息的对比值升高，则代表正确对焦位置位于离第三位置P3的更远处，处理模块50将第一位置Pl设为起始位置P0，第三位置P3设为第一位置Pl，且新的第三位置P3与新的第一位置Pl相距的移动距离增加一等差距离或一等比距离，但本发明不以此为限。在本发明的一实施例中，进行本发明的步骤S709 后，接着重复步骤S707。在本发明的一实施例中，若第二位置P2的影像信息的对比值最高，则进行步骤
5710撷取第四位置的影像信息。在本发明的一实施例中，若第二位置P2的影像信息的对比值最高，则藉由变焦镜头10撷取第四位置P4的影像信息，其中第四位置P4接近摄像装置1，并相对于第二位置 P2相距一移动距离。接着进行步骤S711 判断第四位置的影像信息的对比值是否下降。在本发明的一实施例中，影像分析模块20用以判断第四位置P4的影像信息的对比值是否比第二位置P2的影像信息的对比值低。若第四位置P4的影像信息的对比值下降，则进行步骤S705 撷取该位置之前的多个相邻位置的影像信息。在本发明的一实施例中，若第四位置P4的影像信息的对比值下降，这代表正确对焦位置位于第四位置P4及第二位置P2之间，第四位置P4即为概略对焦位置，则变焦镜头 10撷取在第四位置P4之前的多个相邻位置的影像信息，进一步地来说，变焦镜头10撷取在第四位置P4及二位置P2之间的多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距固定距离，此固定距离依据变焦镜头10的制造厂商而定，但本发明不以此为限。在本发明的一实施例中，若第四位置P4的影像信息的对比值升高，则进行步骤 S712 将第二位置P2设为起始位置P0，第四位置P4设为第二位置P2，并改变移动距离。在本发明的一实施例中，若第四位置P4的影像信息的对比值升高，则代表正确对焦位置位于离第四位置P4与摄像装置1之间，处理模块50将第二位置P2设为起始位置PO， 第四位置P4设为第二位置P2，且新的第四位置P4与新的第二位置P相距的移动距离增加一等差距离或一等比距离，但本发明不以此为限。在本发明的一实施例中，进行本发明的步骤S712后，接着重复步骤S710。
藉由本发明的对焦方法及摄像装置，摄像装置先以非等距的对焦距离间隔以撷取多个位置的影像信息，并得到一概略对焦位置，再根据概略对焦位置以等距的对焦距离间隔以找出正确对焦位置；由于非等距的对焦距离间隔以等差距离或等比距离增加，因此可快速找到概略对焦位置，接着再以等距的对焦距离间隔以找到精准的正确对焦位置，可解决在先前技术中，对焦距离间隔皆为使用固定间距而产生变焦镜头的对焦时间过久的缺失。综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的特征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种对焦方法，用于具有一变焦镜头的一摄像装置，该方法包括下列步骤(a)检测该变焦镜头的一起始位置；(b)藉由该变焦镜头撷取该起始位置的影像信息、一第一位置的影像信息以及一第二位置的影像信息；(c)判断该起始位置的影像信息、该第一位置的影像信息以及该第二位置的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高；(d)若该起始位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头根据该起始位置找出一正确对焦位置；以及(e)若该第一位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头以相对于该第一位置且以一非等距的对焦距离间隔远离该摄像装置来找出该正确对焦位置。
2.如权利要求1所述的对焦方法，其中在步骤(b)中，该第一位置相对于该起始位置远离该摄像装置，且该第二位置相对于该起始位置接近该摄像装置。
3.如权利要求1所述的对焦方法，其中步骤(e)还包括下列步骤(f)若该第一位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头撷取一第三位置的影像信息，其中该第三位置远离该摄像装置，并相对于该第一位置相距一移动距离；(g)判断该第三位置的影像信息的对比值是否下降；(h)若该第三位置的影像信息的对比值下降，则根据该第三位置找出该正确对焦位置；以及(i)若该第三位置的影像信息的对比值升高，则将该第一位置设为该起始位置，该第三位置设为该第一位置，并重复步骤(f)，其中该移动距离增加一等差距离或一等比距离。
4.如权利要求1所述的对焦方法，其中步骤(c)之后，还包括步骤(j)若该第二位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头以相对于该第二位置且以该非等距的对焦距离间隔接近该摄像装置来找出该正确对焦位置。
5.如权利要求4所述的对焦方法，其中步骤(j)还包括下列步骤(k)若该第二位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头撷取一第四位置的影像信息，其中该第四位置接近该摄像装置，并相对于该第二位置相距该移动距离； (1)判断该第四位置的影像信息的对比值是否下降；(m)若该第四位置的影像信息的对比值下降，则根据该第四位置找出该正确对焦位置；以及(η)若该第三位置的影像信息的对比值升高，则将该第二位置设为该起始位置，该第四位置设为该第二位置，并重复步骤(k)，其中该移动距离增加该等差距离或该等比距离。
6.如权利要求3所述的对焦方法，其中步骤(h)还包括下列步骤(ο)藉由该变焦镜头撷取该第三位置之前的多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距一固定距离；(P)使用一算法计算各相邻位置的影像信息并找出该正确对焦位置。
7.如权利要求5所述的对焦方法，其中步骤(m)还包括下列步骤(q)藉由该变焦镜头撷取该第四位置之前的该多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距该固定距离；以及(r)使用该算法计算各相邻位置的影像信息并找出该正确对焦位置。
8.如权利要求3所述的对焦方法，其中在步骤(a)前，还包括下列步骤 (s)判断是否存在该正确对焦位置及该正确对焦位置是否未改变；以及 (t)若不存在该正确对焦位置或该正确对焦位置改变，则进行步骤(a)。
9.如权利要求1所述的对焦方法，其中该方法用于一SO连续对焦模式。
10.一种摄像装置，包括一变焦镜头，用以撷取多个位置的影像信息； 一影像分析模块，用以分析该多个位置的影像信息的对比值； 一对焦距离提供模块，用以提供一非等距及一固定距离的对焦距离间隔；以及一处理模块，电性连接该变焦镜头、该影像分析模块以及该对焦距离提供模块； 藉此，该处理模块控制该变焦镜头在进行一对焦动作时，该变焦镜头先以该非等距的对焦距离间隔以撷取多个位置的影像信息，该影像分析模块判断当各位置的影像信息的对比值上升后，首先下降的该位置的影像信息为一概略对焦位置；接着再根据该概略对焦位置以该等距的对焦距离间隔找出一正确对焦位置。
11.如权利要求10所述的摄像装置，其中该摄像装置还包括一算法模块，电性连接该处理模块，该算法模块用以提供一算法并计算出一正确对焦位置；其中，该变焦镜头撷取该概略对焦位置之前的多个相邻位置的影像信息，其中各相邻位置实质上相距该固定距离，藉此，该处理模块控制该算法模块并根据该算法及各相邻位置的影像信息并找出该正确对焦位置。
12.如权利要求10所述的摄像装置，其中该摄像装置使用一SO连续对焦模式。
全文摘要
本发明提供一种对焦方法及摄像装置。该对焦方法用于具有一变焦镜头的一摄像装置，该方法包括下列步骤(a)检测该变焦镜头的一起始位置；(b)藉由该变焦镜头撷取该起始位置的影像信息、一第一位置的影像信息以及一第二位置的影像信息；(c)判断该起始位置的影像信息、该第一位置的影像信息以及该第二位置的影像信息之中，何者的影像信息的对比值最高；(d)若该起始位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头根据该起始位置找出一正确对焦位置；以及(e)若该第一位置的影像信息的对比值最高，则藉由该变焦镜头以相对于该第一位置且以一非等距的对焦距离间隔远离该摄像装置来找出该正确对焦位置。本发明可解决对焦时间过久的缺失。
文档编号G03B13/36GK102193164SQ20101011923
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者严志彬, 蔡嘉伦, 郭力文 申请人:华晶科技股份有限公司