應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，包括如下步驟：(a)通過一處理單元決定一影像于一鏡頭的中央?yún)^(qū)域與四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值；(b)通過處理單元判斷中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)是否超過一預(yù)定值；以及(c)若超過該預(yù)定值，則通過處理單元決定四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的平均值，以確定中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的最高值。
【專利說明】應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動對焦方法，特別涉及一種應(yīng)用于相機(jī)模塊制造的自動調(diào)焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的照相模塊包括一影像傳感器及一或多個透鏡組。透鏡組設(shè)置于影像傳感器之上，以將入射光線的影像映至影像傳感器之上。具有影像傳感器的照相模塊可以應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)、數(shù)字影像記錄器、手機(jī)、智能型手機(jī)、監(jiān)視器及其它具有照相功能的電子產(chǎn)品。照相模塊不僅需要滿足輕薄短小的要求，且需要有較佳的照相性能。
[0003]于照相模塊中，對焦是保證所記錄影像取得清晰效果的關(guān)鍵步驟。對焦系通過調(diào)節(jié)鏡頭與影像感測組件之間的距離，使得像平面落在影像感測組件的成像表面。目前，常用的照相模塊多采用自動對焦，亦即根據(jù)被拍攝物的距離，通過驅(qū)動電路以驅(qū)動馬達(dá)而移動鏡片到相對應(yīng)的位置上，以使得被拍攝物清晰成像。
[0004]自動對焦包括主動式自動對焦與被動式自動對焦。主動式自動對焦系通過相機(jī)模塊發(fā)射紅外線或超聲波到被攝物體，然后感應(yīng)器根據(jù)被攝物體反射回來的紅外線或超聲波，通過數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor)計算,得出相機(jī)模塊與被攝物體的距離，之后控制致動器以移動鏡頭而達(dá)到準(zhǔn)確對焦。被動式自動對焦系相機(jī)模塊接受來自被攝物體本身的反光來判斷距離以進(jìn)行自動對焦。
[0005]于照相模塊中，隨著鏡頭模塊的分辨率愈來愈高，為了保證影像質(zhì)量，需要越來越嚴(yán)格的控制各項(xiàng)影響成像質(zhì)量的因素。現(xiàn)行的照相模塊組裝過程中，鏡頭與制動器的公差會造成調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)(Modulation Transfer Function:MTF)曲線偏移,使得鏡頭中央與角落的MTF值產(chǎn)生平衡的狀況，而影響相機(jī)模塊的自動對焦與成像質(zhì)量。MTF特性圖可以反映出鏡頭由中央?yún)^(qū)域到角落(邊緣)位置的畫質(zhì)表現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的一目的在于提供一種應(yīng)用于相機(jī)模塊制造的自動調(diào)焦方法，以提升因權(quán)重分配加上爬山方法而偏低的鏡頭中央清晰度。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提升因爬山方法而偏低的鏡頭角落清晰度。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于改善相機(jī)模塊于組裝過程中鏡頭與制動器的公差所造成的MTF曲線偏移，亦即鏡頭中央與角落的MTF值不平衡的狀況，以提升相機(jī)模塊質(zhì)量。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，包括如下步驟:(a)通過一處理單元計算一影像于一鏡頭的中央?yún)^(qū)域與四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值；(b)通過處理單元判斷中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)是否超過一預(yù)定值；以及(c)若超過預(yù)定值，則通過處理單元計算四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的平均值，以確定中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的最高值。[0011]上述應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法還包括于步驟(a)之前進(jìn)行影像的格式轉(zhuǎn)換。
[0012]若調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)未超過預(yù)定值，則推進(jìn)鏡頭并重復(fù)執(zhí)行步驟(a)，直到調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)超過預(yù)定值。
[0013]其中推進(jìn)鏡頭系通過驅(qū)動一致動器以達(dá)成，致動器為一音圈馬達(dá)。其中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值決定驅(qū)動音圈馬達(dá)步數(shù)的大小。
[0014]在確定中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的最高值之后，推進(jìn)鏡頭回至最高值。
[0015]以上所述系用以闡明本發(fā)明的目的、達(dá)成此目的的技術(shù)手段、以及其產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)等等。而本發(fā)明可從以下較佳實(shí)施例的敘述并伴隨后附圖式及權(quán)利要求使讀者得以清楚了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]上述組件，以及本創(chuàng)作其它特征與優(yōu)點(diǎn)，通過閱讀實(shí)施方式的內(nèi)容及其圖式后，將更為明顯:
[0017]圖1為本發(fā)明的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法的流程圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用的MTF曲線圖。
[0019]圖3為利用不同方法的MTF曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明將配合實(shí)施例與隨附的圖式詳述于下。應(yīng)可理解者為本發(fā)明中所有的實(shí)施例僅為例示之用，并非用以限制。因此除文中的實(shí)施例外，本發(fā)明亦可廣泛地應(yīng)用在其它實(shí)施例中。且本發(fā)明并不受限于任何實(shí)施例，應(yīng)以隨附的權(quán)利要求及其同等領(lǐng)域而定。
[0021]本發(fā)明提供一種應(yīng)用于相機(jī)模塊制造的自動調(diào)焦方法。相機(jī)模塊可以應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)、數(shù)字影像記錄器、手機(jī)、智能型手機(jī)、個人數(shù)字助理、照相機(jī)、平板計算機(jī)、監(jiān)視器及其它具有照相功能的電子產(chǎn)品手機(jī)。應(yīng)用本發(fā)明的自動調(diào)焦方法，可以在相機(jī)模塊(包括鏡頭、致動器以及光學(xué)影像穩(wěn)定組件等)的組裝完成之后提高鏡頭的清晰度。
[0022]在照相模塊的自動對焦中，獲取相機(jī)模塊與被攝物體的距離之后，需要使鏡頭移動一定距離，其系通過致動器來控制。由于鏡頭的實(shí)際移動過程中，不會完全滑到預(yù)定位置，因此需要辨別鏡頭于相機(jī)模塊中的實(shí)際滑動位置，否則難以準(zhǔn)確控制鏡頭的移動。計算出所需移動量，通過致動器驅(qū)動鏡頭移動所需移動量，以自動對焦。
[0023]本發(fā)明應(yīng)用于相機(jī)模塊制造的自動調(diào)焦方法，包括:利用一爬山方法以找到鏡頭中央的焦點(diǎn)區(qū)域(MTF值最高)，并且搭配四個鏡頭角落的MTF平均值以決定焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)何處為峰值，以達(dá)到中央清晰度與角落清晰度皆佳的目的。其詳細(xì)方法如下所述。
[0024]圖1顯示應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法的流程圖。首先，于步驟101中，啟動一開始程序。在本實(shí)施例中，利用一爬山方法(hill-climbing method)來執(zhí)行自動對焦的程序。因此，底下開始啟動一爬山方法程序。爬山方法系一種自動對焦控制方法，其中攝影鏡頭起先于一方向移動，且比較攝影鏡頭移動前與移動后的對比訊號；若對比訊號位準(zhǔn)增加，則攝影鏡頭繼續(xù)朝相同方向前進(jìn)，而若對比訊號位準(zhǔn)減少，則攝影鏡頭朝相反方向移動。爬山方法只需要短時間即可以精確控制焦距的方法。[0025]接下來,于步驟102中,擷取一影像。例如，透過一系統(tǒng)板(system board)來擷取影像。系統(tǒng)板為相機(jī)模塊的一主板，其可為一印刷電路板。主板包括一中央處理器(或處理單元)，得以執(zhí)行指令、運(yùn)算以及控制等功能。然后，于步驟103中，進(jìn)行一影像格式轉(zhuǎn)換。在此步驟中，將所擷取的影像進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換。之后，于步驟104中，計算格式轉(zhuǎn)換后的影像于鏡頭中央?yún)^(qū)域與角落區(qū)域的MFT值。然后，于步驟105中，輸出中央?yún)^(qū)域與角落區(qū)域的MFT值。其為計算后所得到的MFT值。接下來，于步驟106中，判斷MFT值是否下降。此判斷系利用計算后所得到的MFT值與一初始值作比較。若MFT值未降低，表示還在爬升階段。因此，攝影鏡頭需要繼續(xù)前進(jìn)移動。接續(xù)步驟108，先行利用MFT值以決定攝影鏡頭移動大小。例如，由MFT值決定驅(qū)動音圈馬達(dá)步數(shù)的大小。然后，在步驟109中，驅(qū)動音圈馬達(dá)。推進(jìn)攝影鏡頭，于步驟HO中。在鏡頭推進(jìn)時，透過MTF的數(shù)值大小判斷鏡頭推進(jìn)的步數(shù)，在低MTF區(qū)域以跨大步方式快速增加鏡頭推進(jìn)的步數(shù)，而在高M(jìn)TF區(qū)域則以小步數(shù)方式搜尋。接續(xù)步驟102，重新擷取影像。透過計算MTF值和鏡頭推進(jìn)持續(xù)進(jìn)行尋找峰值。
[0026]上述之指令、計算或運(yùn)算可以在主板的中央處理器中來執(zhí)行。
[0027]相同地，于步驟106中，判斷MFT值是否下降。若MFT值開始下降，表示有一峰值產(chǎn)升。實(shí)際的MFT值或?qū)Ρ扔嵦栍性S多個子波峰(sub-peaks)，而焦距位置系在主波峰(mainpeak)之處。因此，在主波峰檢測到之前可能會檢測到子波峰，而攝影鏡頭停留在子波峰的位置。換言之，于步驟106中，若MFT值下降，需要繼續(xù)下一個步驟107，考慮是第幾次的下降。也就是已經(jīng)有幾個峰值產(chǎn)升。在本實(shí)施例中，考慮3次的MFT值下降或持平為基準(zhǔn)。若MFT值下降或持平3次，則停止爬山方法的爬升階段；gMFT值下降或持平未達(dá)3次，則繼續(xù)爬山方法的爬升階段。接續(xù)步驟108，由中央MFT值決定驅(qū)動音圈馬達(dá)步數(shù)的大小。然后，在步驟109中，驅(qū)動音圈馬達(dá)，并推進(jìn)攝影鏡頭，于步驟110中。再接續(xù)步驟102，重新擷取影像。重新尋找峰值。
[0028]在步驟107中，MFT值下降或持平3次，停止爬山方法的爬升階段之后。在MTF值連續(xù)下降或持平3次后判斷已越過主峰值。確定已找到鏡頭中央的焦點(diǎn)區(qū)域(MTF值最高)。
[0029]接下來，搭配四個鏡頭角落的MTF平均值以決定焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)何處為主峰值。在步驟111中，計算鏡頭四個角落(包含左上、右上、左下與右下四個角落)MTF數(shù)值平均。亦即判斷中央峰值的角落MTF平均值。然后，在步驟112中，由角落MTF平均值來決定中央MTF峰值為何。然后，在步驟113中，驅(qū)動音圈馬達(dá)。推進(jìn)攝影鏡頭，于步驟114中。因MTF數(shù)值已下降，則推進(jìn)鏡頭至所紀(jì)錄MTF最高值(峰值)的步數(shù)，于步驟115中。在步驟116中，輸出MTF峰值。亦即得到中央MTF峰值，找到鏡頭中央的焦點(diǎn)區(qū)域(MTF值最高)。然后停止搜尋，于步驟117中。
[0030]圖2顯示本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用的MTF曲線圖。其中曲線151為中央MTF曲線圖，而曲線152為四個角落的MTF平均的曲線圖。在圖2中，橫坐標(biāo)表示聚焦透鏡的位置，而縱坐標(biāo)表示自動對焦的評估值。依照圖2可以得知，利用本發(fā)明的方法在幾近最高值的中央MTF值150狀況下，可以得到角落MTF的較高值，同時兼顧了鏡頭中央以及角落的清晰度。直線160對應(yīng)角落MTF平均值搭配中央MTF使用爬山方法。
[0031]圖3顯示利用不同方法的MTF曲線圖。其中曲線121表示中央MTF曲線圖，曲線122表示四個角落的MTF平均的曲線圖，曲線123表示鏡頭角落與中央的權(quán)重MTF曲線圖。其中直線120對應(yīng)權(quán)重分配加上爬山方法，直線130對應(yīng)角落MTF平均值搭配中央MTF使用爬山方法，直線140對應(yīng)只使用爬山方法。由圖3可知，只由爬山方法尋找峰值時，中央MTF值與角落MTF值分別為47與36，其角落的MTF值將為最低；而權(quán)重分配加上爬山方法由權(quán)重曲線123的最高點(diǎn)決定，中央MTF值與角落MTF值分別為45與39，雖然角落MTF值39較傳統(tǒng)爬山方法MTF值36上升了，但重要的中央MTF值45卻下降了。本發(fā)明所述方法可由圖3得知，中央MTF值47與傳統(tǒng)爬山方法相同，但是角落MTF值38卻是大為提升；而與權(quán)重加上爬山方法相比，重要的中央MTF值提升，但角落MTF卻下降不多。
[0032]利用爬山方法加上分配鏡頭角落與中央的MTF值權(quán)重來改善角落區(qū)域的清晰度，但會影響中央MTF值；而僅利用爬山方法將中央的清晰度提升到最佳，但角落清晰度則偏低。但本方法是利用角落MTF平均值搭配中央MTF使用爬山方法，進(jìn)而達(dá)到角落與中央MTF數(shù)值皆高。
[0033]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于包括: (a)通過一處理單元以決定一影像于一鏡頭的中央?yún)^(qū)域與四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值； (b)通過處理單元判斷中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)是否超過一預(yù)定值；以及 (C)若超過預(yù)定值，則通過處理單元以決定四個角落區(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的平均值，以確定中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的最高值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于還包括:于步驟(a)之前進(jìn)行影像的格式轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于若調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)未超過預(yù)定值，則推進(jìn)鏡頭并執(zhí)行步驟(a)，直到調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的下降或持平次數(shù)超過預(yù)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于推進(jìn)鏡頭系通過驅(qū)動一致動器以達(dá)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于致動器為一音圈馬達(dá)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值決定驅(qū)動音圈馬達(dá)步數(shù)的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于確定中央?yún)^(qū)域的調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)的數(shù)值的最高值之后，推進(jìn)鏡頭回至最高值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于推進(jìn)鏡頭系通過驅(qū)動一致動器以達(dá)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于致動器為一音圈馬達(dá)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于相機(jī)模塊的自動調(diào)焦方法，其特征在于預(yù)定值為三次。
【文檔編號】G02B7/09GK103809348SQ201210459256
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】陳健毅, 何建興, 徐敬堯 申請人:宏翔光電股份有限公司