自动对焦装置及方法.pdf

一种自动对焦装置，其包括镜头模块、驱动镜头模块的马达、闪光灯、亮度检测单元、储存单元、数字信号处理单元以及马达控制单元。闪光灯用于对被摄物体进行主闪闪光及预闪闪光。亮度检测单元用于检测环境亮度及预闪闪光亮度。储存单元用于储存预设的目标亮度及预设的主闪表单，主闪表单表达了被摄物体的距离，主闪倍率及主闪持续时间三者之间的关系。数字信号处理单元用于根据目标亮度、环境亮度及预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率，利用主闪表单及实际主闪倍率计算出被摄物体的实际距离，及利用被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数。马

1.  一种自动对焦装置，其包括一个镜头模块及一个驱动该镜头模块的马达，其特征在于，该自动对焦装置还包括：
一个闪光灯，其用于对被摄物体进行主闪闪光及预闪闪光；
一个亮度检测单元，其用于检测环境亮度及预闪闪光亮度；
一个储存单元，用于储存一个预设的目标亮度及预设的主闪表单，该主闪表单表达了被摄物体的距离，主闪倍率及主闪持续时间三者之间的关系；
一个数字信号处理单元，用于根据目标亮度、环境亮度及预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率，利用主闪表单及该实际主闪倍率计算出被摄物体的实际距离，及利用该被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数；
一个马达控制单元，根据自动对焦步数控制马达以该自动对焦步数驱动该镜头模块进行对焦。

2.  如权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，该实际主闪倍率是根据以下公式计算所得：其中Ratio_MainFlash为该实际主闪倍率，Y_TargetFlash为预设的目标亮度，Y_NoFlash为环境亮度，Y_PreFlash为预闪闪光亮度。

3.  如权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，该被摄物体的实际距离是根据主闪表单及该实际主闪倍率计算得出。

4.  如权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，该自动对焦步数是先根据光学成像公式计算出像距：其中，p为被摄物体的距离，q为像距，f为镜头模块的焦距，再根据以下公式计算出自动对焦步数：q＝(Z-X)×t×M+f，其中，Z为该自动对焦步数，X为远端处自动对焦步数，t为镜头模块每移动一步的精度，M为镜头模块的放大倍率。

5.  如权利要求3所述的自动对焦装置，其特征在于，该被摄物体的实际距离是采用插值法计算得出。

6.  一种自动对焦方法，其包括：
检测环境亮度；
进行预闪闪光；
检测预闪闪光亮度；
根据预设的目标亮度、环境亮度及预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率；
根据主闪表单及该实际主闪倍率计算出被摄物体的实际距离；
利用该被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数；
根据该自动对焦步数控制马达以该自动对焦步数驱动该镜头模块进行对焦。

7.  如权利要求6所述的自动对焦方法，其特征在于，该实际主闪倍率是根据以下公式计算所得：其中Ratio_MainFlash为实际主闪倍率，Y_TargetFlash为预设的目标亮度，Y_NoFlash为环境亮度，Y_PreFlash为预闪闪光亮度。

8.  如权利要求6所述的自动对焦方法，其特征在于，该自动对焦步数是先根据光学成像公式计算出像距：其中，p为被摄物体的距离，q为像距，f为镜头模块的焦距，再根据以下公式计算出自动对焦步数：q＝(Z-X)×t×M+f，其中，Z为自动对焦步数，X为远端处自动对焦步数，t为镜头模块每移动一步的精度，M为镜头模块的放大倍率。

9.  如权利要求6所述的自动对焦方法，其特征在于，该被摄物体的实际距离是根据主闪表单及该实际主闪倍率并采用插值法计算得出。

自动对焦装置及方法
技术领域
本发明涉及一种自动对焦技术，尤其涉及一种能够在低亮度环境下进行自动对焦的自动对焦装置及方法。
背景技术
为控制照相机的自动对焦，现有的对焦方法是利用根据影像信号所产生的评价值作为自动对焦判断的依据，其需要多次往复移动镜片组进行全程的粗扫描及后续的细扫描等程序以取得多个对焦位置的评价值。接着再依对焦模式对多个评价值形成的评价值曲线进行分析，比对找出聚焦的位置，然后移动镜片组到聚焦位置进行拍摄。
该评价值的产生是被摄物体在一定环境亮度的条件下通过带通滤波器或高通滤波器产生高频分量(High Frequency Component，HFC)而得。当对焦透镜移动时，在评价值曲线上存在有一相对最大的评价值，则对应该评价值的对焦位置即为对焦点。但是此种对焦方式，若是在环境亮度比较低的场合，由于被摄物体的对比度不强导致评价曲线斜率不够大，因此很难正确找出评价值曲线上的相对最大的评价值，故相机无法取得最佳的对焦位置。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够在低亮度环境下进行自动对焦的自动对焦装置及方法。
一种自动对焦装置，其包括一个镜头模块、一个驱动该镜头模块的马达、一个闪光灯、一个亮度检测单元、一个储存单元、一个数字信号处理单元以及一个马达控制单元。该闪光灯用于对被摄物体进行主闪闪光及预闪闪光。该亮度检测单元用于检测环境亮度及预闪闪光亮度。该储存单元用于储存一个预设的目标亮度及预设的主闪表单，该主闪表单表达了被摄物体的距离，主闪倍率以及主闪持续时间三者之间的关系。该数字信号处理单元用于根据目标亮度、环境亮度及预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率，利用主闪表单及该实际主闪倍率计算出被摄物体的实际距离，及利用该被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数。该马达控制单元根据自动对焦步数控制马达以该自动对焦步数驱动该镜头模块进行对焦。
一种自动对焦方法，其包括以下步骤：检测环境亮度；进行预闪闪光；检测预闪闪光亮度；根据储存于上述储存单元内的预设的目标亮度、该环境亮度及该预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率；根据主闪表单及该实际主闪倍率计算出被摄物体的实际距离；利用该被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数；根据该自动对焦步数控制马达以该自动对焦步数驱动该镜头模块进行对焦。
与现有技术相比，该自动对焦装置及方法通过数字信号处理单元根据预设在储存单元内的主闪表单计算出被摄物体的实际距离，再利用被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数，从而控制马达驱动镜头模块实现自动对焦，避免了环境亮度低导致被摄物体对比度低而无法准确找出评价值曲线上的相对最大评价值以确定对焦位置的问题。
附图说明
图1为本发明提供的自动对焦装置的模块图。
图2为本发明提供的自动对焦方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，为本发明提供的自动对焦装置10，其包括一个闪光灯110、一个亮度检测单元120、一个储存单元130、一个数字信号处理单元140、一个马达控制单元150、一个马达160以及一个镜头模块170。
该闪光灯110用于对被摄物体进行主闪闪光及预闪闪光。
该亮度检测单元120用于检测环境亮度以及预闪闪光亮度。其中，该环境亮度为不进行闪光时自然环境下的亮度，该预闪闪光亮度为进行预闪闪光时的周围环境亮度。
该储存单元130用于储存一个预设的目标亮度以及预设的主闪表单。该主闪表单表达了被摄物体的距离、主闪倍率以及主闪持续时间三者之间的关系，该被摄物体的距离即为物距，具体请参看表1所示。
表1主闪表单


该数字信号处理单元140先根据该目标亮度、该亮度检测单元120检测出的环境亮度以及预闪闪光亮度计算出实际主闪倍率，即其中Ratio_MainFlash为该实际主闪倍率，Y_{Targ et Flash}为该目标亮度，Y_NoFlash为该环境亮度，Y_preFlash为该预闪闪光亮度；然后根据主闪表单及该实际主闪倍率Ratio_MainFlash并采用插值法计算出被摄物体的实际距离；再根据光学成像公式计算出像距，具体为其中，p为被摄物体的距离，q为像距，f为镜头模块170的焦距；最后根据以下公式计算出自动对焦步数：q＝(Z-X)×t×M+f，其中，Z为自动对焦步数，X为远端处自动对焦步数，t为镜头模块170每移动一步的精度，M为镜头模块170的放大倍率。
该马达控制单元150根据该自动对焦步数Z控制马达160以该自动对焦步数Z驱动该镜头模块170进行对焦。
请参阅图2，该自动对焦装置10(图1示)进行自动对焦包括以下步骤：
S202：检测环境亮度Y_NoFlash，该环境亮度Y_NoFlash为不进行闪光时自然环境下的亮度。
S204：进行预闪闪光。
S206：检测预闪闪光亮度Y_PreFlash，该预闪闪光亮度Y_ProFlash为进行预闪闪光时的周围环境亮度。
S208：根据储存于该储存单元130内的预设的目标亮度Y_TargetFlash、该环境亮度Y_NoFlash以及该预闪闪光亮度Y_PreFlash计算出实际主闪倍率Ratio_MainFlash，具体利用公式(1)进行计算：
RatioMainFlash=YTargetFlash-YNoFlashYPreFlash-YNoFlash---(1)]]>
S210：根据主闪表单及该实际主闪倍率Ratio_MainFlash并采用插值法计算出被摄物体的实际距离p_current，具体步骤为：
若实际主闪倍率Ratio_MainFlash在主闪表单的主闪倍率栏中直接可以读出为Ratio_i，即为第i行所在的主闪倍率，则此时被摄物体的实际距离即为第i行所在的被摄物体的距离p_i；
若在主闪表单的主闪倍率栏中无法直接读出该实际主闪倍率Ratio_MainFlash，且该实际主闪倍率Ratio_MainFlash落在了第i行所在的主闪倍率Ratio_i与第i-1行所在的主闪倍率Ratio_i-1之间，则通过插值法公式(2)计算出被摄物体的实际距离p_current。
pcurrent-pi-1pi-pi-1=RatioMainFlash-Ratioi-1Ratioi-Ratioi-1---(2)]]>
例如，若实际主闪倍率Ratio_MainFlash为30，即为第2行(i＝2)所在的主闪倍率，则此时被摄物体的实际距离即为p₂＝30cm；
若实际主闪倍率Ratio_MainFlah为45，则落在了主闪表单的第3行主闪倍率与第2行主闪倍率之间，此时i＝3，则根据公式(2)有：即且最终求得被摄物体的实际距离p_current＝37.5cm。
S212：将该被摄物体的实际距离p_current代入公式(3)中计算出像距q。
1p+1q=1f---(3)]]>
其中，p为被摄物体的距离，q为像距，f为镜头模块的焦距。
S214：将像距q代入公式(4)计算出自动对焦步数Z。
q＝(Z-X)×t×M+f    (4)
其中，Z为自动对焦步数，X为远端处自动对焦步数，t为镜头模块170每移动一步的精度，M为镜头模块170的放大倍率。
S216：根据该自动对焦步数Z控制马达160以该自动对焦步数Z驱动该镜头模块170进行对焦。
该自动对焦装置及方法通过数字信号处理单元根据预设在储存单元内的主闪表单计算出被摄物体的实际距离，再利用被摄物体的实际距离计算出自动对焦步数，从而控制马达驱动镜头模块实现自动对焦，避免了环境亮度低导致被摄物体对比度低而无法准确找出评价值曲线上的相对最大评价值以确定对焦位置的问题。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。