[发明专利]一种实现相位对焦的装置

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术及光学设计领域，具体涉及一种实现相位对焦的装置。

背景技术

对焦的英文学名为Focus，通常数码相机有多种对焦方式，分别是自动对焦、手动对焦和多重对焦方式。

1、自动对焦：

非TTL式：传统相机通常采取一种类似目测测距的方式实现自动对焦，相机发射一种红外线（或其它射线），根据被摄体的反射确定被摄体的距离，然后根据测得的结果调整镜头组合，实现自动对焦。这种自动对焦方式直接、速度快、容易实现、成本低，但有时候会出错（相机和被摄体之间有其它东西如玻璃时就无法实现自动对焦，或者在光线不足的情况下），精度也差，如今高档的相机一般已经不使用此种方式。因为是相机主动发射射线，故称主动式，又因它实际只是测距，并不通过镜头的实际成像判断是否正确结焦，所以又称为非TTL式。

TTL自动对焦：这种对焦方式相对于主动式自动对焦，后来发展了被动式自动对焦，也就是根据镜头的实际成像判断是否正确结焦，判断的依据一般是反差检测式，具体原理相当复杂。因为这种方式是通过镜头成像实现的，故称为TTL自动对焦。也正是由于这种自动对焦方式基于镜头成像实现，因此对焦精度高，出现差错的比率低，但技术复杂，速度较慢（采用超声波马达的高级自动对焦镜头除外），成本也较高。

2、手动对焦：

手动对焦，它是通过手工转动对焦环来调节相机镜头从而使拍摄出来的照片清晰的一种对焦方式，这种方式很大程度上面依赖人眼对对焦屏上的影像的判别以及拍摄者的熟练程度甚至拍摄者的视力。早期的单镜反光相机与旁轴相机基本都是使用手动对焦来完成调焦操作的。现在的准专业及专业数码相机，还有单反数码相机都设有手动对焦的功能，以配合不同的拍摄需要。

3、多重对焦：

很多数码相机都有多点对焦功能，或者区域对焦功能。当对焦中心不设置在图片中心的时候，可以使用多点对焦，或者多重对焦。除了设置对焦点的位置，还可以设定对焦范围，这样，用户可拍摄不同效果的图片。常见的多点对焦为5点，7点和9点对焦。

4、全息自动对焦：

全息自动对焦功能(Hologram AF)，是索尼数码相机独有的功能，也是一种崭新自动对焦光学系统，采用先进激光全息摄影技术，利用激光点检测拍摄主体的边缘，就算在黑暗的环境亦能拍摄准确对焦的照片，有效拍摄距离达4.5米。

随着相机对焦技术的不断发展，由最初的手动对焦发展到现在的自动对焦。电子相机等设备在自动对焦过程中通常采用对比度法或相位法实施对焦。对比检测自动对焦在检测到最大对比度之前不断调整，因而速度较慢。

现有的相位对焦的技术主要有两大类：

第一种是通过反射装置和额外相位检测装置实现对焦的，此种方式结构比较复杂，成本较高，一般只有数码单反相机才具备。数码单反相机完成对焦的过程非常复杂。当光线射入镜头后，光线通过反光镜反射在位于反光镜上方的对焦屏上。反光镜到对焦屏的距离与反光镜到感光元件的距离是完全相等的。在未曝光前，对焦屏代替感光元件进行对焦操作，利用透镜分离相位检测法对焦，并发出命令。而对焦操作的过程是通过镜头内部的自动对焦马达完成的。对焦系统通过调整镜头内部的透镜组，事实上是镜头内的部分透镜组和感光元件的距离来实现的。由于现在的大多数镜头采用了内对焦或后对焦的方式，在对焦过程中，摄影师不会察觉镜头长度的明显变化。此外，数码单反相机的对焦操作还依赖于相机内部的自动对焦传感器等多个组件合力完成。

第二种是通过在成像装置中按照一定的排布方式增加相位检测单元来实现相位检测对焦。此种方案增加的相位检测单元来替代原有的成像单元，相位检测单元过少则不利于相位检测，过多则影响成像质量。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的实现相位对焦的装置，可以在一般成像装置（CCD、CMOS等）的基础上通过调整光路中的附件获取多帧图像的方式快速实现相位对焦。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：

一种实现相位对焦的装置，包括透镜组、图像传感器，与图像传感器连接的对焦处理单元，与对焦处理单元连接并驱动透镜组移动进行对焦的驱动控制单元，其中，该装置还包括遮挡装置，与遮挡装置连接并对其进行控制的遮挡控制单元，与遮挡控制单元、对焦处理单元连接的主控制单元，与对焦处理单元连接并驱动透镜组移动进行对焦的驱动控制单元。

进一步，所述的对焦处理单元用于对图像传感器采集的信号加以处理，得到图像传感器和成像平面的相对位置，并确定透镜组的移动方向。