[发明专利]一种镜头自动对焦装置和自动对焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信设备，特别是一种镜头自动对焦装置和自动对焦方法。

背景技术

随着多媒体技术的发展，人们越来越钟爱数码相机，近年来手机也在朝着多媒体方向迅速发展，数码相机和手机的结合已成为发展移动多媒体技术的关键。目前大多数手机都具备拍照功能，但是大多数手机使用的都是定焦镜头。定焦镜头只有在拍摄一定范围内的景物才有比较好的效果(一般是距离比较近的景物)。一些高端的手机上配置了具备自动对焦功能的镜头。具备自动对焦功能的镜头可以提高手机的拍摄范围和效果，随着人们需求的提高，越来越多的人将会选择具备自动对焦功能的手机。这将成为一种趋势。

公知的自动对焦系统包含步进马达、光电开关(photointerrupter，以下简称PI)、镜头等。开机时步进马达驱动镜头找到“零点”(零点，即镜头对焦之前必须回到的起始位置，它是固定的)，每次对焦开始也需要找到“零点”，关机时镜头也需要回到“零点”。这时必须依靠PI感应光电信号才能确定“零点”的位置。对焦一般分为单次自动对焦(one shot AF)和追踪自动对焦(tracking AF)。单次自动对焦时，首先马达会驱动镜头到零点位置(起始位置)，接着再往固定方向驱动进行扫描取样。一旦扫描点的评价值下降次数与比例满足对焦条件时，则反向驱动变焦镜头回到最大评价值，如此就完成了自动对焦的动作。追踪对焦时，变焦镜头在每一个更新画面时间内都在进行对焦的动作。这里就存在一个问题：因为目前的自动对焦系统都存在一个或数个机械死点，如果镜头往某个方向运动的步数太多就会卡死，造成系统立即瘫痪。为了避免或减少这种情况的发生，在自动对焦的驱动程序中一般都会限制镜头向某个方向运动的步数，并且在关机时也必须依靠PI感应“零点”，回到待机位置，这样就增大了运算难度。但是即使如此也无法完全避免上述卡死现象，因为PI的个体差异以及安装差异会使每个的“零点”位置不一样，再加上部件的老化及磨损会产生一定的误差。这些都增加了对焦的不稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种镜头自动对焦装置和自动对焦方法。该对焦装置可省掉光电开关，解决对焦过程可能出现的卡死问题。该对焦方法算法简单，对焦时间较短。

本发明的技术解决方案如下：

一种镜头自动对焦装置，包括顶盖、镜头、底座、步进马达，其特点是：还包括第一齿轮、第二齿轮和弹簧，所述的镜头是一安装透镜的筒体，该筒体上端的圆周边具有扩展的外齿轮，该筒体的下端设置有多个支撑滑块，该支撑滑块沿圆周均匀、间隔地分布；

所述的底座，包括一顶面，在该顶面的一端向下设置有一圆形空腔，该圆形空腔的底部沿圆周设有连续的多段结构相同的曲线滑道，与支撑滑块的个数相对应，该圆形空腔供所述的镜头放置，所述的顶面的另一端有一通孔，所述的步进马达自下而上地穿过该通孔固定在所述的底座的顶面上，所述的第一齿轮装设在步进马达的转轴上，该第一齿轮通过第二齿轮与置于所述的圆形空腔内的镜头的外齿轮相啮合；

所述的顶盖，具有放置第二齿轮的固定轴，将第二齿轮固定；当顶盖与底座相盖合时，将所述的弹簧置于镜头的凹槽中，该弹簧使所述的支撑滑块紧贴在曲线滑道上。

所述的支撑滑块为三个；所述的曲线滑道为三段连续的且轨迹相同的曲线滑道，分别支撑所述的三个支撑滑块，三段曲线滑道由较长的缓慢向上到达最高点后突然向下到达最低点的曲线组成。

所述的底座的周边设有多个卡扣，所述的顶盖的周边设有卡槽，与所述的底座的卡扣相对应，可相互卡扣。

所述的底座的顶面还有两个凹槽，分别供第一齿轮和第二齿轮放置；

本发明镜头自动对焦装置进行自动对焦的方法，包括下列步骤：

①对焦开始时，参数初始化，设最大对焦值MAX_FV＝0，步数Step＝0，对焦位置FP＝0；

②设驱动步进马达前进一步，即步数Step++＝Step+1，步进马达的转动，通过第二齿轮带动镜头转动，使镜头的三个支撑滑块在曲线滑道上转动，使镜头上下变动对焦距离；

③计算对焦值FV；

④判断：若对焦值FV≤最大对焦值MAX_FV，则进入步骤⑥；

若对焦值FV＞最大对焦值MAX_FV，则进入步骤⑤；

⑤将对焦值赋予最大对焦值，MAX_FV＝FV，将步数Step赋予对焦位置FP＝Step；

⑥若步数Step≤t，则转入第②步，若步数Step＞t，则转入第⑦步，