專利名稱：利用閃光燈預閃輔助對焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種自動對焦的方法，且特別是有關(guān)于一種利用閃光燈預閃輔助測距以完成自動對焦的方法。
背景技術(shù)：
近年來，數(shù)位相機或數(shù)位攝影機的研發(fā)技術(shù)日新月異，一改傳統(tǒng)相機或類比攝影機操作不易、攜帶不方便等問題。常見的數(shù)位相機皆內(nèi)建有自動對焦(auto focus)模式以及多種手動變焦模式，以供使用者正確調(diào)整被攝物的焦點。此外，習知數(shù)位相機在較暗的環(huán)境下或室內(nèi)光源照明不足時，若沒有輔助對焦系統(tǒng)的測距，單憑影像感測器(image sensor)感測外部光線的亮度所得到的數(shù)據(jù)來作自動對焦，很容易判斷錯誤。因此，針對輔助對焦系統(tǒng)的研發(fā)上，開始出現(xiàn)有例如投射對焦輔助燈的設(shè)計，甚至有具紅外線對焦功能的高階數(shù)位相機機種的出現(xiàn)，但其成本也隨之大幅提高。
中國臺灣專利公告第486603號揭露一種利用防紅眼作為影像擷取設(shè)備的自動對焦補償裝置及其方法，如圖1所示，首先，在步驟S401中，閃光燈模組發(fā)光提供防紅眼功能，接著，在步驟S402中，判斷亮度是否適當。若太暗，則將焦距設(shè)在預設(shè)的遠距離點，例如3公尺(如步驟S406所示)，若太亮，將焦距設(shè)在預設(shè)的近距離點，例如1公尺(如步驟S405)。若亮度適當，則先依據(jù)影像感測器擷取的焦距評估值來粗調(diào)影像擷取設(shè)備的焦距(如步驟S403)，再于防紅眼裝置逐次發(fā)光時，逐次擷取被攝物的焦距評估值來微調(diào)焦距(如步驟S404)。
然而，防紅眼裝置僅對近距離的人臉拍攝有效，至于拍攝近距離的圖片、物品，尤其是在室內(nèi)燈光不足的情況下，其效果不彰。此外，影像感測器真正拍攝時的光亮度并不等于防紅眼裝置發(fā)光時的光亮度，且防紅眼裝置每次發(fā)光時，其自動對焦模組均會進行焦距的微調(diào)，故焦距調(diào)整的次數(shù)可能多達四次或五次以上，非常耗時且浪費電源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的輔助對焦系統(tǒng)成本高、對焦效果不佳、對焦調(diào)整耗時且浪費電源的不足，本發(fā)明提供一種利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，以提高對焦的準確度、縮短對焦調(diào)整的時間并節(jié)省電源，且不需增加額外設(shè)備。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提出一種利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，包括下列步驟首先，影像感測器截取包含被攝物的畫面，并計算該畫面的平均亮度Y0；接著，閃光燈以第一能量預閃，同時影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y1；之后，該閃光燈以第二能量預閃，同時影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y2；隨后，根據(jù)亮度Y0以及Y1與Y2的差值ΔY推算出被攝物的距離D。最后，影像感測器依據(jù)距離D調(diào)整焦距。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，Y0例如小于一亮度下限值YL。此外，第一能量不等于第二能量。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，可藉由查詢一換算表而得知Y0與ΔY所對應的被攝物距離D，或藉由一方程式而推算出Y0與ΔY所對應的被攝物距離D。其中，該換算表或該方程式例如預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述，更包含計算該畫面的反射比R，以根據(jù)Y0，ΔY、以及反射比R推算出該被攝物的距離D。其中，Y0、ΔY、以及反射比R與被攝物的距離D的關(guān)系是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。此外，反射比R為所擷取畫面中亮度值大于預設(shè)值YT的部分與整個擷取畫面的面積比，其中預設(shè)值YT可預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
本發(fā)明的有益效果是，在不需額外裝設(shè)昂貴的輔助對焦模組或變更原有的系統(tǒng)架構(gòu)下，采用閃光燈預閃輔助的功能來推算出被攝物的距離，以使影像感測器在環(huán)境亮度不足的情況下，仍能藉由閃光燈預閃測距來提高對焦的準確度，以截取清晰的影像。因此，不需裝設(shè)其他設(shè)備，亦不會增加額外成本支出。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖1繪示中國臺灣專利公告第486603號“利用防紅眼作為影像擷取設(shè)備的自動對焦補償裝置及其方法”的流程示意圖。
圖2繪示本發(fā)明一較佳實施例的一種利用閃光燈預閃輔助測距的自動對焦的方法流程圖。
圖3繪示本發(fā)明根據(jù)實驗所得到的差值與被攝物的距離的關(guān)系曲線圖。
圖4繪示一系統(tǒng)應用本發(fā)明的閃光燈預閃輔助的方式完成對焦流程的示意圖。
S110～S150步驟S112～S118步驟S401～S406步驟
具體實施例方式
本發(fā)明利用閃光燈預閃輔助對焦的方法中，Y0較佳小于一亮度下限值YL。本發(fā)明利用閃光燈預閃輔助對焦的方法中，該第一能量較佳為不等于該第二能量。本發(fā)明利用閃光燈預閃輔助對焦的方法中，Y0與ΔY所對應的被攝物距離D較佳是藉由查詢一換算表或由一方程式推算而得知。更佳地，上述換算表或方程式是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。本發(fā)明利用閃光燈預閃輔助對焦的方法中，較佳更可由Y0、ΔY、以及反射比R推算出該被攝物的距離D。更佳地，Y0、ΔY、以及反射比R與該被攝物的距離D的關(guān)系是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。其中，該反射比R較佳為該畫面中亮度值大于一預設(shè)值YT的部分與整個該畫面的面積比。更佳地，上述預設(shè)值YT是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
圖2繪示本發(fā)明一較佳實施例的一種利用閃光燈預閃輔助對焦的方法流程圖。首先，在步驟S110中，影像感測器截取包含被攝物的畫面，并計算該畫面的平均亮度Y0。接著，在步驟S120中，閃光燈以第一能量預閃，同時影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y1。隨后，在步驟S130中，閃光燈以第二能量預閃，同時影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y2。最后，在步驟S140～步驟S150中，根據(jù)亮度Y0以及Y1與Y2的差值ΔY推算出該被攝物的距離D，該影像感測器并依據(jù)距離D來調(diào)整焦距。
在步驟S110中，影像感測器例如藉由預覽一被攝物的畫面，以計算此畫面的環(huán)境平均亮度值Y0。當影像擷取裝置(例如數(shù)位相機)開啟時，可藉由其內(nèi)部的影像感應模組啟動預覽(preview)的功能。此預覽的功能包括對環(huán)境亮度值的評估以及對被攝物的距離做初步的判斷，并可將環(huán)境亮度值以及被攝物的大致距離具體呈現(xiàn)在影像視窗(例如是液晶顯示器)上，以供使用者參考。
接著進行步驟S120～步驟S150的預閃輔助對焦流程，此流程尤其適用于當平均亮度值Y0小于亮度下限值YL時。首先，閃光燈所產(chǎn)生的光線以第一能量預閃一次，同時影像感測器再次擷取此畫面，以得到預閃時的第一亮度Y1；接著如步驟130，再由閃光燈所產(chǎn)生的光線以第二能量預閃一次，同時影像感測器再次擷取預閃時的畫面，以得到第二亮度Y2。其中，閃光燈可先預閃較低的第一能量之后，再預閃較高的第二能量，以分別得到較低的第一亮度值與較高的第二亮度值，亦即Y1＜Y2。當然，閃光燈亦可先預閃較高的第一能量之后，再預閃較低的第二能量，以分別得到較高的第一亮度值與較低的第二亮度值，亦即Y1＞Y2。
接著，如步驟140所述，計算第一亮度值Y1與第二亮度值Y2的差值ΔY，其中ΔY＝|Y1-Y2|，并根據(jù)Y0與ΔY推算出被攝物的距離D，進而調(diào)整被攝物的焦距。請參考圖3，其繪示本發(fā)明根據(jù)實驗所得到的差值ΔY與被攝物的距離D的關(guān)系曲線圖。圖3中，以第一與第二亮度值的差值ΔY為縱軸，以被攝物的距離為橫軸，而實線上的每一個點代表環(huán)境光亮度較高時不同差值所對應的被攝物的距離，而虛線上的每一個點代表環(huán)境光亮度較低時不同差值所對應的被攝物的距離。
在本實施例中，上述的實驗數(shù)據(jù)可預先建立于數(shù)位擷取裝置的資料庫中，包括藉由一換算表而得知Y0與ΔY所對應的被攝物距離D，或是藉由一方程式而推算出Y0與ΔY所對應的被攝物距離D，以快速完成對焦的流程。
另外，此輔助對焦的流程更可包含計算該畫面的反射比R，以根據(jù)Y0、ΔY、以及反射比R推算出該被攝物的距離D。其中，反射比R為擷取畫面中亮度值大于預設(shè)值YT的部分與所擷取的整個畫面的面積比，其中預設(shè)值YT可預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。另外，Y0、ΔY、以及反射比R與被攝物的距離D的關(guān)系如上所述，也是藉由預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
因此，在步驟150中，系統(tǒng)可藉由內(nèi)建的數(shù)據(jù)查表得知被攝物的距離，并藉此推算出最適當?shù)慕咕嘀?，以進一步調(diào)整影像感測器的焦距，且調(diào)整一次即可，不需多次反復調(diào)整。
請參考圖4，其繪示一系統(tǒng)應用本發(fā)明的閃光燈預閃輔助的方式完成對焦流程的示意圖。首先，在步驟S110中，先計算畫面的平均亮度Y0，當平均亮度Y0大于亮度下限值YL時，即可以一般自動對焦的程序來調(diào)整焦距，如步驟112～114所示，并進行步驟S116的拍照程序，包括按下快門來啟動影像感測器，以擷取包含一被攝物的畫面，得到最清晰的畫面。而當環(huán)境亮度值Y0小于亮度下限值YL時，則使用上述步驟S120～S150的閃光燈預閃輔助測距的對焦流程S118來提高對焦的準確度。最后，再回到步驟S116的拍攝動作，以擷取到一被攝物的畫面。
在本實施例中，有關(guān)預閃功能是以數(shù)位相機的閃光燈具體實施，但亦可應用在其他影像擷取裝置上，當然除了利用閃光燈作為輔助光源之外，亦可以其他內(nèi)建的光源或外置的光源模組提供適當?shù)牧炼龋绕涫窃诃h(huán)境亮度不足的情況下，閃光燈是必要的輔助光源，因此利用閃光燈作為對焦的光源，不僅不需更改原有數(shù)位相機的系統(tǒng)架構(gòu)，且不需增加額外元件即可實施，故能有效節(jié)省安裝其他輔助對焦系統(tǒng)或模組等成本。
綜上所述，本發(fā)明采用閃光燈預閃輔助的功能來推斷出被攝物的距離，特別是，被攝物的距離與所得亮度的差值間的關(guān)系可藉由查表或方程式得知，以使影像感測器在環(huán)境亮度不足的情況下，仍能藉由閃光燈預閃輔助測距的方法，提高對焦的準確度，且只要一次對焦即可不需多次反復調(diào)整焦距，操作簡單，易于實施。因此，本發(fā)明不需額外裝設(shè)昂貴的輔助對焦模組，或變更原有的系統(tǒng)架構(gòu)，進而有效節(jié)省成本并節(jié)省系統(tǒng)的空間。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其包括下列步驟一影像感測器截取一包含一被攝物的畫面，并計算該畫面的平均亮度Y0；一閃光燈以一第一能量預閃，同時該影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y1；該閃光燈以一第二能量預閃，同時該影像感測器再次截取該畫面，并計算該畫面的平均亮度Y2；根據(jù)亮度Y0以及Y1與Y2的差值ΔY推算出該被攝物的距離D；以及該影像感測器依據(jù)距離D調(diào)整焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中Y0是小于一亮度下限值YL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中所述的第一能量不等于該第二能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中可藉由查詢一換算表而得知Y0與ΔY所對應的被攝物距離D。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中所述的換算表是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中可藉由一方程式而推算出Y0與ΔY所對應的被攝物距離D。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中所述的方程式是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其更包含計算該畫面的反射比R，以根據(jù)Y0、ΔY、以及反射比R推算出該被攝物的距離D。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，其特征在于其中Y0、ΔY、以及反射比R與該被攝物的距離D的關(guān)系是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用閃光燈預閃輔助的對焦方法，其特征在于其中所述的反射比R為該畫面中亮度值大于一預設(shè)值YT的部分與該畫面的面積比。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用閃光燈預閃輔助的對焦方法，其特征在于其中所述的預設(shè)值YT是預先收集實驗數(shù)據(jù)而得。
全文摘要
一種利用閃光燈預閃輔助對焦的方法，包括下列步驟首先，一影像感測器截取一包含一被攝物的畫面，并計算該畫面的平均亮度Y
文檔編號G03B15/03GK1916749SQ20051009317
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者郭禮仁, 林建宇, 張峰祺 申請人:仁寶電腦工業(yè)股份有限公司