[发明专利]电动可调焦液体镜头的自动对焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动可调焦液体镜头的自动对焦方法。

技术背景

随着各种成像设备自动化、智能化的迅速发展，自动对焦技术的应用越来越广泛， 在传统的自动对焦系统中，自动对焦时通过电机来调节镜头组合图像探测器之间的位置从 而在图像探测器（如可见光CCD、CMOS或红外探测器）上获得清晰的图像。因而使得成像系统 体积庞大，电机带动镜头移动寻找最佳位置期间功耗较高，对焦时间较长。电动可调焦液体 镜头是近年来新兴的一种可变焦镜头，与传统的变焦镜头通过调整两个固定焦距的镜头之 间的距离来实现变焦不同，液体镜头通过电场改变液体的压力来调整焦距。根据相关测试， 每次的变焦过程所消耗的能量仅为0.1mJ，而变焦所用的时间从最极端的凸面到凹面也仅 需几毫秒。请参阅图2，其为一典型电动可调焦液体镜头光焦度与驱动电流的关系示意图。

发明内容

本发明的目的在于针对已有自动对焦系统体积庞大，对焦功耗高、时间长的问题， 利用上述新型可调焦液体镜头，提供一种电动可调焦液体镜头的自动对焦方法，使得自动 对焦系统体积小更小、功耗更低、对焦更加快速稳定。

根据上述构思，本发明采用如下技术方案：一种电动可调焦液体镜头的自动对焦 方法，适用于需要自动对焦的摄像装置中，其特征在于，所述自动对焦方法使得成像系统光 学组件在没有任何相对位移的情况下完成对焦，获得清晰的影像，所述方法包含以下步骤：

（A）图像传感器获取图像：可选用任何适配电动可调焦液体镜头的图像传感器来获取 图像；

（B）图像预处理：采用邻域平均法去除噪声，灰度变换消除光线的影响，提升图像质量 使自动对焦更加精确；

（C）选定对焦区域：由用户在图像显示器上选取需要对焦的区域；

（D）对焦区域追踪：由追踪算法根据用户所选对焦区域的特征实现对对焦区域的跟踪；

（E）计算对焦区域清晰度值：计算图像对焦区域内各像素点的梯度绝对值之和来作为 其对焦清晰度值，越清晰的图像边缘越锐利，梯度绝对值之和也应该更大；

（F）对焦控制：对焦控制单元根据对焦区域清晰度值的变化情况判断成像系统焦距应 该变大还是变小才能使对焦区域成像清晰并将此焦距改变信号发送给电动可调焦液体镜 头驱动器，使液体镜头改变焦距，寻找使对焦区域成像最清晰时的焦距；

（G）液体镜头改变焦距：电动可调焦液体镜头驱动器接受对焦控制步骤产生的焦距改 变信号驱动液体镜头改变焦距。

在本发明所述的电动可调焦液体镜头的自动对焦方法自动对焦方法中，所述步骤 （D）中对用户选定的对焦区域进行追踪，且步骤（E）中只对此对焦区域进行清晰度值计算， 减小了成像画面中其它物体运动对对焦区域自动对焦的干扰，减小了计算量。

在本发明所述的电动可调焦液体镜头的自动对焦方法自动对焦方法中，步骤（F） 中的对焦控制算法，所采用的成像系统成像最清晰时的焦距搜索算法包括以下步骤：

①确定液态镜头驱动器电流改变方向，计算当前对焦区域的清晰度值记为v1，然后在 当前液体镜头驱动电流的基础上增加一预设较大值large并计算对焦区域的清晰度值记为 v2，若v2大于v1则确定驱动器电流改变方向为正向（增大液体可变焦镜头驱动电流，减小其 焦距），否则驱动器电流改变方向为负向（减小液体可变焦镜头驱动电流，增大其焦距）。

②按照步骤①中确定的驱动器电流改变方向以预设改变量medium来改变驱动器 驱动电流

③对电流改变前后对焦区域图像的清晰度值进行评价直至清晰度值连续n次出现下降 的情况，若是则说明成像系统已经错过最佳对焦焦距，进入步骤④，否则返回步骤②；

④改变驱动器电流改变方向，并在medium的基础上减小一值step作为驱动器的电流改 变量。

⑤判断medium是否达到一最小值minimum，若是则液体镜头驱动器此时驱动电流 对应的焦距即为该对焦控制方法寻找到的成像系统最佳时的焦距，结束对焦。否则返回步 骤②。

本发明与现有技术相比较，具有显而易见的突出实质性特点和显著优点：成像系 统光学组件在没有任何相对位移的情况下就可以完成对焦，获得清晰的影像，结构更加紧 凑，且对焦耗时更少，功耗更低，对焦更加快速稳定。

附图说明

图1为本发明方法的控制操作流程图

图2为可调焦液体镜头光焦度与驱动电流的关系示意图