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TW201541141A - 使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法 - Google Patents

使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法 Download PDF

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TW201541141A
TW201541141A TW103115509A TW103115509A TW201541141A TW 201541141 A TW201541141 A TW 201541141A TW 103115509 A TW103115509 A TW 103115509A TW 103115509 A TW103115509 A TW 103115509A TW 201541141 A TW201541141 A TW 201541141A
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TW
Taiwan
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lens
focus
image
module
depth
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TW103115509A
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TWI515470B (zh
Inventor
Yu-Chen Huang
Wen-Yan Chang
Chung-Chia Kang
Original Assignee
Altek Semiconductor Corp
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Publication date
Application filed by Altek Semiconductor Corp filed Critical Altek Semiconductor Corp
Priority to TW103115509A priority Critical patent/TWI515470B/zh
Priority to US14/299,088 priority patent/US8903233B1/en
Priority to CN201510113394.6A priority patent/CN105044879B/zh
Publication of TW201541141A publication Critical patent/TW201541141A/zh
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Publication of TWI515470B publication Critical patent/TWI515470B/zh

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Abstract

本發明揭露一種使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法，其特徵在於使用多鏡頭以及集合多種對焦方式以兼顧快速以及準確性的對焦系統。特別是可以避免重複圖像對以深度為基礎之對焦方式所造成的影響。

Description

使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法 【0001】
下列敘述是有關於一種自動對焦系統，特別的是有關於一種使用多鏡頭以兼顧快速以及準確性的對焦系統。
 【0002】
一般來說，自動對焦(auto focus)功能為現今攝像機，例如數位照相機或者數位攝影機，的重要功能之一。透過自動對焦功能，攝像機使用者可快速地找到鏡頭組的焦距，提高拍攝結果的成功率，提高影像的品質。此外，自動對焦功能也能夠正確的追蹤快速移動的物件，以降低攝像或攝影的技術門檻。
【0003】
在習知技藝中，自動對焦功能之基本運作係透過攝像機系統自動化地控制透鏡的移動，使得物件的影像清晰地成像在感光單元上。當物件的位置遠近不同，其透鏡組的對焦位置也會不同。每一次進行拍攝時都必須重新移動透鏡以進行對焦，因此，對焦速度的快慢便是影響使用者拍攝感受的一項重要因素，各家廠商便經常以快速對焦的功能來宣傳凸顯其產品的優點。
【0004】
目前常見的自動對焦方式分成二維對焦以及三維對焦。二維對焦係多次移動透鏡，並根據每一次移動後感光單元接收的影像之清晰程度判斷透鏡的對焦狀況。一般來說，當透鏡聚焦尚未成功之前，感光單元上的成像會較模糊，因此影像上的對比值較低。因此，可預先設定一對焦區域，每一次移動透鏡後便以影像處理計算感光單元接收的影像中對焦區域內的對比值(Contract value)，其可代表影像之清晰程度，而取得多個對比值後，便可估算出一對比值曲線，接著以對比值曲線中的最大值所對應的位置作為對焦位置，將透鏡移動到此對焦位置便完成對焦。
【0005】
而另一種對焦方式是三維對焦。當攝像機具有兩組透鏡與感光單元時，每一次拍攝都可產生兩張影像，並且可根據此兩張影像計算出影像中一物件的深度，其代表該物件與攝像機之間的距離。根據此深度，攝像機系統可將透鏡移動到對應此深度的位置，以完成對焦。
【0006】
二維對焦需要移動透鏡多次以取得多個對比值，造成所需的對焦時間較長。相較之下，因為三維對焦只需要計算一次物件的深度便可完成對焦，所以三維對焦僅需要大約二維對焦十分之一的時間便可完成對焦，有速度上的優勢。
【0007】
然而，習知技藝的三維對焦有一缺點，如果兩個鏡頭的影像中對焦區域內出現重複圖案時，容易造成深度計算失準，而不正確的深度亦會使得對焦失敗。
【0008】
因此，目前所迫切需要的一種能善用三維對焦速度快的優點又能避免對焦失敗的自動對焦系統。
 【0009】
有鑑於上述問題，本發明之目的係提供一種使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法，以提高對焦的速度以及準確度。
【0010】
有鑑於上述問題，本發明之另一目的係提供一種使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法，以消除重複圖案對對焦的影響。
【0011】
有鑑於上述問題，本發明之再一目的係提供一種使用多鏡頭的自動對焦系統及其方法，以善用多鏡頭的優勢來改良傳統對焦的缺點。
【0012】
基於上述目的，本發明係提供一種使用多鏡頭之自動對焦系統，其適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置。此自動對焦系統包含一重複圖案判斷模組、第一對焦模組以及第二對焦模組。重複圖案判斷模組分別從第一鏡頭與第二鏡頭接收第一影像以及第二影像，並判斷第一影像與第二影像中的預設對焦區域內是否有重複圖案存在。當重複圖案判斷模組判斷重複圖案不存在時，第一對焦模組根據第一影像以及第二影像計算對焦深度，並根據對焦深度控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動進行對焦。反之，當重複圖案判斷模組判斷重複圖案存在時，第二對焦模組係多次驅動第一鏡頭或第二鏡頭移動並計算每一次移動後所擷取的第一影像或第二影像之對比值(contract value)，並根據所計算的複數個對比值控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動以進行對焦。
【0013】
較佳地，預設對焦區域可位於第一影像與第二影像之中央。
【0014】
較佳地，第二對焦模組可根據複數個對比值產生一對比值曲線，接著以對比值曲線中的最大值所對應的位置作為對焦位置，將第一鏡頭與第二鏡頭移動到此對焦位置以完成對焦。
【0015】
基於上述目的，本發明再提供一種使用多鏡頭之自動對焦系統，其適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置。此自動對焦系統包含深度計算模組以及對焦控制模組。深度計算模組分別從第一鏡頭與第二鏡頭接收第一影像以及第二影像，並根據第一影像與第二影像中的預設對焦區域計算對焦深度或複數個候選深度。對焦控制模組連接深度計算模組，當深度計算模組輸出對焦深度時，對焦控制模組啟動第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以分別控制第一鏡頭與第二鏡頭移動至對應對焦深度的位置。而當深度計算模組輸出複數個候選深度時，對焦控制模組係控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以分別驅動第一鏡頭或第二鏡頭移動至對應複數個候選深度之複數個候選對焦位置，並分別取得複數個對比值，並根據複數個對比值驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動以進行對焦。
【0016】
較佳地，預設對焦區域係位於第一影像與第二影像之中央。
【0017】
較佳地，深度計算模組係先產生複數個候選深度，且每一候選深度具有信賴度，深度計算模組再根據信賴度判斷條件從複數個候選深度中決定對焦深度。
【0018】
較佳地，當深度計算模組根據信賴度判斷條件無法決定對焦深度時，深度計算模組係輸出複數個候選深度。
【0019】
基於上述目的，本發明再提供一種使用多鏡頭之自動對焦方法，其適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置。此自動對焦方法包含下列步驟。首先，分別使用第一鏡頭與第二鏡頭擷取第一影像以及第二影像。接著，判斷第一影像與第二影像中的預設對焦區域內是否有重複圖案存在。當判斷重複圖案不存在，根據第一影像以及第二影像計算對焦深度，並根據對焦深度控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以分別驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動進行對焦。當判斷重複圖案存在，多次驅動第一鏡頭或第二鏡頭移動，並計算每一次移動後所擷取第一影像或第二影像之對比值，並根據所計算的複數個對比值控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組以分別驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動以進行對焦。
【0020】
較佳地，預設對焦區域係位於第一影像與第二影像之中央。
【0021】
較佳地，當判斷重複圖案存在時，本發明之自動對焦方法更包含根據複數個對比值產生對比值曲線，接著以對比值曲線中的最大值所對應的位置作為對焦位置，驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動到對焦位置以完成對焦。
【0022】
基於上述目的，本發明再提供一種使用多鏡頭之自動對焦方法，其適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置。此自動對焦方法包含下列步驟。首先，分別使用第一鏡頭與第二鏡頭擷取第一影像以及第二影像。接著，根據第一影像與第二影像中的預設對焦區域以產生複數個候選深度，每一候選深度具有信賴度。再根據信賴度判斷條件以及複數個信賴度從複數個候選深度中決定對焦深度。如果能決定出對焦深度，控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組分別驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動至對應對焦深度的位置。如果無法決定對焦深度，控制第一鏡頭驅動模組以及第二鏡頭驅動模組分別驅動第一鏡頭或第二鏡頭移動至對應複數個候選深度之位置，並分別取得複數個對比值，並驅動第一鏡頭與第二鏡頭移動至對應複數個候選深度中對比值最大的候選深度之位置。
【0023】
較佳地，預設對焦區域係位於第一影像與第二影像之中央。
10‧‧‧影像擷取裝置
11、12、13‧‧‧自動對焦系統
20‧‧‧第一鏡頭
21‧‧‧第一影像
30‧‧‧第二鏡頭
31‧‧‧第二影像
40‧‧‧重複圖案判斷模組
41‧‧‧預設對焦區域
42‧‧‧重複圖案
50‧‧‧第一對焦模組
51‧‧‧對焦深度
52‧‧‧候選深度
53‧‧‧深度計算模組
54‧‧‧信賴度判斷條件
55‧‧‧信賴度
60‧‧‧第二對焦模組
61、c1~c8‧‧‧對比值
62‧‧‧對比值曲線
63‧‧‧對焦位置
64、90‧‧‧對焦控制模組
70‧‧‧第一鏡頭驅動模組
71‧‧‧第二鏡頭驅動模組
80‧‧‧對比值計算模組
81‧‧‧對比度校正模組
82‧‧‧對比度校正參數
AD‧‧‧鏡頭移動全距離
92、N1~N3‧‧‧近位置
93、F1~F3‧‧‧遠位置
P‧‧‧對焦位置
S11~S15、S21~27、S31~S36‧‧‧步驟流程
【0024】
本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：
第1圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第一實施例之方塊圖。
第2圖係為根據本發明之對比值曲線之示意圖。
第3圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第二實施例之方塊圖。
第4圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第一實施例之步驟流程圖。
第5圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第二實施例之步驟流程圖。
第6圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第三實施例之方塊圖。
第7圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第三實施例之操作示意圖。
第8圖係為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第三實施例之步驟流程圖。
 【0025】
於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。
【0026】
參閱第1圖，其為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第一實施例之方塊圖。圖中，自動對焦系統11適用於具有一第一鏡頭20、一第二鏡頭30、一第一鏡頭驅動模組70以及一第二鏡頭驅動模組71的一影像擷取裝置10。
【0027】
第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別包含步進馬達以及連動機構，連動機構係連接步進馬達以及第一鏡頭20與第二鏡頭30內的光學鏡片組，所以可透過控制步進馬達轉動的方向以及步數來驅動光學鏡片組移動，進而改變光學鏡片組在影像感測器(sensor)上的成像效果。為方便說明，以下係簡稱第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71驅動第一鏡頭20以及第二鏡頭30移動以進行對焦來代替上述的驅動方式。
【0028】
自動對焦系統11包含一重複圖案判斷模組40、一第一對焦模組50以及第二對焦模組60。第一對焦模組50係為一以對焦深度為基礎(depth based)的方式進行對焦，而第二對焦模組60係為一以對比值為基礎(contract value based) 的方式進行對焦，由於兩種不同的對焦方式各有優缺點，而自動對焦系統11結合兩種對焦方式的優點並消除缺點，以達到最佳的功效。
【0029】
重複圖案判斷模組40分別從第一鏡頭20與第二鏡頭30接收第一影像21以及第二影像31，並判斷第一影像21與第二影像31中的預設對焦區域41內是否有重複圖案42存在。實施上，預設對焦區域41係位於第一影像21與第二影像31之中央。
【0030】
因為影像擷取裝置10具有設置在不同位置的第一鏡頭20以及第二鏡頭30，所以能夠同時擷取不同視角的第一影像21以及第二影像31以有效地計算影像中特定物件的深度。由於對焦的操作便是移動鏡頭內的光學鏡片組使得特定物件的光學訊號能聚焦在影像感測器上，使得此特定物件的影像清晰。所以，如果可以得知要對焦的特定物件的深度，則可推算出相對應的光學鏡片組之位置，而只須移動光學鏡片組一次便可完成對焦，可大幅縮短對焦時間。
【0031】
但是，如果特定物件上有重複的圖案時，深度的計算容易錯誤。所以，進行對焦之前，重複圖案判斷模組40會先判斷第一影像21與第二影像31中的預設對焦區域41內是否有重複圖案42存在。
【0032】
當重複圖案判斷模組40判斷重複圖案42不存在時，代表此時計算的深度較為準確，可用以深度為基礎的對焦方式。所以第一對焦模組50根據第一影像21以及第二影像31計算對焦深度51，並根據對焦深度51控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動進行對焦。根據深度進行對焦的技術為此領域之技術者所熟知，故在此不再贅述。
【0033】
另一方面，當重複圖案判斷模組40判斷重複圖案42存在時，代表此時計算的深度較不準確，利用深度來對焦會有失敗的風險，因此改用以對比值為基礎的對焦方式，由第二對焦模組60進行對焦。
【0034】
第二對焦模組60係多次驅動第一鏡頭20或第二鏡頭30移動並計算每一次移動後所擷取的第一影像21或第二影像31之對比值61 (contract value)，例如第2圖所示，第一鏡頭20或第二鏡頭30被驅動移動8次，並計算出8個對比值61，即c1~c8。對比值61可代表影像內容的銳利性以及清晰程度，所以最大對比值的位置通常被選作為對焦位置63。
【0035】
實施上，可以直接以對比值c1~c8中最大值所對應的位置作為對焦位置63，在此例中即是對比值c6所對應的位置；或者，第二對焦模組60可根據複數個對比值61產生一對比值曲線62，其為一元多次方程式，如第2圖所示。接著，以對比值曲線62中的峰值所對應的位置作為一對焦位置63，在此例中即為位置P。
【0036】
如此，便可根據所計算的複數個對比值61控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動到對焦位置63以完成對焦。
【0037】
由上述內容可得知，第二對焦模組60的對焦方式不受重複圖案的影響，所以本發明之自動對焦系統11可結合兩種對焦方式的優點，當沒有重複圖案時，自動對焦系統11可利用深度快速對焦；當有重複圖案時，自動對焦系統11可利用以對比值為基礎的對焦方式進行對焦。
【0038】
參閱第3圖，其為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第二實施例之方塊圖。圖中，自動對焦系統12適用於具有一第一鏡頭20、一第二鏡頭30、一第一鏡頭驅動模組70以及一第二鏡頭驅動模組71的一影像擷取裝置10。自動對焦系統12包含一深度計算模組53以及一對焦控制模組64。
【0039】
深度計算模組53分別從第一鏡頭20與第二鏡頭30接收第一影像21以及第二影像31，並根據第一影像21與第二影像31中的預設對焦區域41計算對焦深度51或複數個候選深度52。實施上，預設對焦區域41可位於第一影像21與第二影像31之中央。
【0040】
實施上，因為影像是由多個像素所組成，而深度計算模組53係以像素為單位或是多個像素為一計算單位，所以深度計算模組53針對第一影像21與第二影像31中的預設對焦區域41會先產生複數個候選深度52，且每一候選深度52具有一信賴度55。
【0041】
信賴度55越高，表示此候選深度52越準確；然而，如果所有的信賴度55中的最大值沒有高於一預設門檻值，或是所有的信賴度55中有多個較高的信賴度55接近時，則不容易判斷哪一個候選深度52才是正確的。所以，深度計算模組53根據一信賴度判斷條件54從複數個候選深度52中決定對焦深度51，例如，信賴度判斷條件54可包含:候選深度52之信賴度55高於預設門檻值，最高信賴度55比第二高信賴度55多一定比例，如此，此候選深度52才足以作為對焦深度51。
【0042】
然而，如果第一影像21與第二影像31中的預設對焦區域41出現重複圖案時，容易出現所有的信賴度55皆未高過預設門檻值，或是有多個相接近的信賴度55，而不容易判斷何者為正確。所以，當深度計算模組53根據信賴度判斷條件54無法決定對焦深度51時，深度計算模組53係輸出複數個候選深度52。
【0043】
對焦控制模組64電性連接深度計算模組53。當深度計算模組53輸出對焦深度51時，對焦控制模組64啟動第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以分別控制第一鏡頭20與第二鏡頭30移動至對應對焦深度51的位置。
【0044】
當深度計算模組53輸出複數個候選深度52時，表示需要其他資訊才能判斷對焦位置，所以對焦控制模組64控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以分別驅動第一鏡頭20或第二鏡頭30移動至對應複數個候選深度52之複數個位置，並分別取得複數個對比值61。
【0045】
之所以無法從複數個候選深度52中決定出對焦位置，是因為被重複圖案的特徵影響所導致；而對比值的計算不會受到重複圖案的影響，所以對焦控制模組64再分別計算出每一候選深度52所對應的對比值61，然後再以對比值61最大的候選深度52作為對焦位置63。對焦控制模組64再分別控制第一鏡頭20與第二鏡頭30移動至對應對焦深度51的位置。
【0046】
由上述內容可得知，當本發明之自動對焦系統11之深度計算模組53無法決定出一對焦深度51時，表示影像中可能有重複圖案，此時堅持以深度進行對焦會有對焦錯誤的可能性。因此本發明之自動對焦系統11再結合對比度之計算不受重複圖案影像的特性，以根據對比度從複數個候選深度52中找出較佳的候選深度52作為對焦深度51，以兼顧快速對焦以及高準確度。
【0047】
參閱第4圖，其為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第二實施例之步驟流程圖。圖中，此自動對焦方法係搭配第1圖之自動對焦系統10來進行說明，其包含下列步驟。
【0048】
在步驟S11，分別使用第一鏡頭20與第二鏡頭30擷取一第一影像21以及一第二影像31。在步驟S12，判斷第一影像21與第二影像31中的一預設對焦區域41內是否有一重複圖案42存在。實施上，預設對焦區域41係位於第一影像21與第二影像31之中央。
【0049】
在步驟S13，當判斷重複圖案42不存在，根據第一影像21以及第二影像31計算一對焦深度51，並根據對焦深度51控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動進行對焦。在步驟S14，當判斷重複圖案42存在，多次驅動第一鏡頭20或第二鏡頭30移動，並計算每一次移動後所擷取第一影像21或第二影像31之一對比值61，並根據所計算的複數個對比值61控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71以分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動以進行對焦。
【0050】
實施上，根據複數個對比值61產生一對比值曲線62，接著以對比值曲線62中的最大值所對應的位置作為一對焦位置63，驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動到對焦位置63以完成對焦。
【0051】
參閱第5圖，其為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第二實施例之步驟流程圖。圖中，此自動對焦方法係搭配第2圖所示之自動對焦系統來進行說明，其包含下列步驟。
【0052】
在步驟S21，分別使用第一鏡頭20與第二鏡頭30擷取一第一影像21以及一第二影像31。在步驟S22，根據第一影像21與第二影像31中的一預設對焦區域41以產生複數個候選深度52，每一候選深度52具有一信賴度55。
【0053】
在步驟S23，根據一信賴度判斷條件54以及複數個信賴度55從複數個候選深度52中決定一對焦深度51。並在步驟S23判斷是否能決定出對焦深度51。如果能決定出對焦深度51，則執行步驟S25，控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動至對應對焦深度51的位置。
【0054】
如果無法決定對焦深度51，則執行步驟S26，控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別驅動第一鏡頭20或第二鏡頭30移動至對應複數個候選深度52之位置，並分別取得複數個對比值61。
【0055】
接著，在步驟S27，並驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動至對應複數個候選深度52中對比值61最大的候選深度52之位置。
【0056】
參閱第6圖以及第7圖，第6圖為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第三實施例之方塊圖，第7圖為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦系統之第三實施例之操作示意圖。圖中，自動對焦系統13適用於具有一第一鏡頭20、一第二鏡頭30、一第一鏡頭驅動模組70以及一第二鏡頭驅動模組71的一影像擷取裝置10。自動對焦系統13包含一對比值計算模組80、一對焦控制模組90以及一對比度校正模組81。
【0057】
對比值計算模組80計算第一鏡頭20與第二鏡頭30所擷取之影像的對比值61。對比度校正模組81用以分別產生第一鏡頭20或第二鏡頭30的一對比度校正參數82。因為第一鏡頭20以及第二鏡頭30可能是不同的鏡頭，例如不同解析度或是不同光學特性的鏡頭，而對焦控制模組90會進行第一鏡頭20以及第二鏡頭30所擷取之影像的對比度的比較，為了維持比較的正確性，第一鏡頭20以及第二鏡頭30所擷取之影像的對比度可分別乘上對比度校正參數82以進行正規化。
【0058】
對焦控制模組90產生第一組近位置92與遠位置93，例如第7圖中的近位置N1以及遠位置F1，其分別為鏡頭移動全距離AD的四分之一以及四分之三。由於影像擷取裝置10具有兩個鏡頭，而且也有對比度校正模組81提供校正對比度校正參數82，所以兩個鏡頭可分別作動，以節省對焦所需的時間。
【0059】
對焦控制模組90控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動到近位置N1以及遠位置F1，並控制對比值計算模組80計算對應近位置N1以及遠位置F1的一第一組對比值61。
【0060】
接著，根據第一組對比值61中較大值產生一第二組近位置N2與遠位置F2，而且第二組中的近位置N2或遠位置F2係位於前一組近位置N1與遠位置F1之間。例如，在第7圖中，假設近位置N1所對應的對比值大於遠位置F1所對應的對比值，此代表最大的對比值出現在近位置N1附近的可能性大於在遠位置F1附近，所以決定近位置N2以及遠位置F2係在近位置N1兩側，而遠位置F2在近位置N1與遠位置F1之間，近位置N2為鏡頭移動全距離AD的八分之一，而遠位置F2為鏡頭移動全距離AD的八分之三。
【0061】
相反地，如果近位置N1所對應的對比值小於遠位置F1所對應的對比值，則會是由近位置N2在近位置N1與遠位置F1之間，而近位置N2為鏡頭移動全距離AD的八分之五，而遠位置F2為鏡頭移動全距離AD的八分之七。
【0062】
接著，假設近位置N2所對應的對比值小於遠位置F2所對應的對比值，則再決定近位置N3以及遠位置F3的位置係在遠位置F2的兩側，且近位置N3在近位置N2與遠位置F2之間，較佳的是在近位置N1與遠位置F2之間。
【0063】
對焦控制模組64重複上述流程而產生N組近位置92與遠位置93以及相對應的N組對比值61，而N為大於2的正整數。第7圖係繪示重複三次的結果，但並不以此為限。在上述流程中，第一鏡頭20係移動至近位置N1~N3，而第二鏡頭30係移動至遠位置F1~F3，兩個鏡頭分別移動三次。
【0064】
對焦控制模組64再根據N組對比值61控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動以進行對焦。例如，對焦控制模組64可根據N組對比值61產生一對比值曲線62，以取得對焦位置63。
【0065】
綜上所述，自動對焦系統之第三實施例係以對比度為基礎來進行對焦，所以第三實施例之對焦方式也可以應用於自動對焦系統之第一實施例中的第二對焦模組。
【0066】
參閱第8圖，其為根據本發明之使用多鏡頭之自動對焦方法之第三實施例之步驟流程圖。圖中，自動對焦方法搭配第6圖以進行說明，其包含下列步驟。在步驟S31，產生第K組近位置92與遠位置93，K初始設定為1。
【0067】
在步驟S32，控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30分別移動到第K組之近位置92以及遠位置93。在步驟S33，計算對應第K組之近位置92以及遠位置93的第K組對比值61。
【0068】
在步驟S34，根據第K組對比值61中較大值產生下一組(即K+1)近位置92與遠位置93，而且第K+1組中的近位置92或遠位置93之一係位於第K組之近位置92與遠位置93之間。在步驟S35，將K累加1。
【0069】
重複執行步驟S32至步驟S35，而產生M組近位置92與遠位置93以及相對應的M組對比值61，而M大於1的正整數。而M組近位置92與遠位置93的舉例與第7圖相同，故在此不再贅述。
【0070】
在步驟S36，根據M組對比值61控制第一鏡頭驅動模組70以及第二鏡頭驅動模組71分別驅動第一鏡頭20與第二鏡頭30移動以進行對焦19。
【0071】
實施上，自動對焦方法之第三實施例更包含執行一對比度校正程序，以維持第一鏡頭20或第二鏡頭30之對比值61的一致性。
【0072】
在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。
 
10‧‧‧影像擷取裝置
11‧‧‧自動對焦系統
20‧‧‧第一鏡頭
21‧‧‧第一影像
30‧‧‧第二鏡頭
31‧‧‧第二影像
40‧‧‧重複圖案判斷模組
41‧‧‧預設對焦區域
42‧‧‧重複圖案
50‧‧‧第一對焦模組
51‧‧‧對焦深度
60‧‧‧第二對焦模組
61‧‧‧對比值
62‧‧‧對比值曲線
63‧‧‧對焦位置
70‧‧‧第一鏡頭驅動模組
71‧‧‧第二鏡頭驅動模組

Claims (10)

  1. 【第1項】
    一種使用多鏡頭之自動對焦系統，適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置，該自動對焦系統包含：
      一重複圖案判斷模組，係分別從該第一鏡頭與該第二鏡頭接收一第一影像以及一第二影像，並判斷該第一影像與該第二影像中的一預設對焦區域內是否有一重複圖案存在；
      一第一對焦模組，當該重複圖案判斷模組判斷該重複圖案不存在時，該第一對焦模組根據該第一影像以及該第二影像計算一對焦深度，並根據該對焦深度控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動進行對焦；
      一第二對焦模組，當該重複圖案判斷模組判斷該重複圖案存在時，該第二對焦模組係多次驅動該第一鏡頭或該第二鏡頭移動並計算每一次移動後所擷取的該第一影像或該第二影像之一對比值(contract value)，並根據所計算的該複數個對比值控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動以進行對焦。
  2. 【第2項】
    如申請專利範圍第1項所述之使用多鏡頭之自動對焦系統，其中該預設對焦區域係位於該第一影像與該第二影像之中央。
  3. 【第3項】
    如申請專利範圍第1項所述之使用多鏡頭之自動對焦系統，其中該第二對焦模組係根據該複數個對比值產生一對比值曲線，接著以該對比值曲線中的最大值所對應的位置作為一對焦位置，將該第一鏡頭與該第二鏡頭移動到該對焦位置以完成對焦。
  4. 【第4項】
    一種使用多鏡頭之自動對焦系統，適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置，該自動對焦系統包含：
      一深度計算模組，係分別從該第一鏡頭與該第二鏡頭接收一第一影像以及一第二影像，並根據該第一影像與該第二影像中的一預設對焦區域計算一對焦深度或複數個候選深度；
      一對焦控制模組，係連接該深度計算模組，當該深度計算模組輸出該對焦深度時，該對焦控制模組啟動該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以分別控制該第一鏡頭與該第二鏡頭移動至對應該對焦深度的位置；而當該深度計算模組輸出複數個候選深度時，該對焦控制模組係控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以分別驅動該第一鏡頭或該第二鏡頭移動至對應該複數個候選深度之複數個候選對焦位置，並分別取得複數個對比值，並根據該複數個對比值驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動以進行對焦。
  5. 【第5項】
    如申請專利範圍第4項所述之使用多鏡頭之自動對焦系統，其中該預設對焦區域係位於該第一影像與該第二影像之中央。
  6. 【第6項】
    如申請專利範圍第4項所述之使用多鏡頭之自動對焦系統，其中該深度計算模組係先產生該複數個候選深度，且每一該複數個候選深度具有一信賴度，該深度計算模組再根據一信賴度判斷條件從該複數個候選深度中決定該對焦深度。
  7. 【第7項】
    如申請專利範圍第6項所述之使用多鏡頭之自動對焦系統，其中當該深度計算模組根據該信賴度判斷條件無法決定該對焦深度時，該深度計算模組係輸出該複數個候選深度。
  8. 【第8項】
    一種使用多鏡頭之自動對焦方法，適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置，該自動對焦方法包含：
    (a) 分別使用該第一鏡頭與該第二鏡頭擷取一第一影像以及一第二影像；
    (b) 判斷該第一影像與該第二影像中的一預設對焦區域內是否有一重複圖案存在；
    (c) 當判斷該重複圖案不存在，根據該第一影像以及該第二影像計算一對焦深度，並根據該對焦深度控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以分別驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動進行對焦；
    (d) 當判斷該重複圖案存在，多次驅動該第一鏡頭或該第二鏡頭移動，並計算每一次移動後所擷取該第一影像或該第二影像之一對比值，並根據所計算的該複數個對比值控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組以分別驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動以進行對焦。
  9. 【第9項】
    如申請專利範圍第8項所述之使用多鏡頭之自動對焦方法，其中當判斷該重複圖案存在時，該步驟(d)更包含根據該複數個對比值產生一對比值曲線，接著以該對比值曲線中的最大值所對應的位置作為一對焦位置，驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動到該對焦位置以完成對焦。
  10. 【第10項】
    一種使用多鏡頭之自動對焦方法，適用於具有一第一鏡頭、一第二鏡頭、一第一鏡頭驅動模組以及一第二鏡頭驅動模組的一影像擷取裝置，該自動對焦方法包含：
    分別使用該第一鏡頭與該第二鏡頭擷取一第一影像以及一第二影像；
    根據該第一影像與該第二影像中的一預設對焦區域以產生複數個候選深度，每一該複數個候選深度具有一信賴度；
    根據一信賴度判斷條件以及該複數個信賴度從該複數個候選深度中決定一對焦深度；
    如果決定出該對焦深度，控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組分別驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動至對應該對焦深度的位置；
    如果無法決定該對焦深度，控制該第一鏡頭驅動模組以及該第二鏡頭驅動模組分別驅動該第一鏡頭或該第二鏡頭移動至對應該複數個候選深度之位置，並分別取得複數個對比值，並驅動該第一鏡頭與該第二鏡頭移動至對應該複數個候選深度中對比值最大的該候選深度之位置。
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