Цифровая камера с системой триангуляционной автоматической фокусировки и связанный с ней способ

Цифровая камера с системой триангуляционной автоматической фокусировки и связанный с ней способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к устройствам цифровых камер и, в частности, может быть подходящим для мобильных электронных устройств, которые включают в себя цифровую камеру.

Уровень техники

Многие цифровые камеры неподвижного изображения или видео используют системы автоматической фокусировки пассивного типа, которые измеряют контрастность содержания изображения. Описанное в общих чертах, при сравнении резкого изображения с расплывчатым изображением, визуализированными на одной и той же сцене, резкое изображение содержит больше информации из высоких пространственных частот. В нем имеется больше переходов между темными и светлыми областями, и разность между темными и светлыми областями является большей. Оценка контрастности содержания изображения между изображениями может дать относительный показатель резкости. Традиционная система автоматической фокусировки, основанная на контрастности, включает в себя объектив камеры, средство фокусировки, предназначенное для изменения позиции объектива, датчик формирования изображения и процессор цифровых сигналов (DSP). Объектив сконфигурирован с возможностью перемещения в разные дискретные позиции фокусировки, причем каждое положение соответствует определенному расстоянию объекта до камеры. При работе система перемещает объектив в несколько разных позиций во время процесса автоматической фокусировки. Изображение захватывают в каждой позиции, и для каждого изображения может быть определена относительная величина резкости. Затем система перемещает объектив в позицию, которая создала изображение, имеющее наибольшую величину резкости.

Обычная цифровая камера мобильного телефона использует способ контрастности изображения для автоматической фокусировки. Камера мобильного телефона может охватывать расстояние фокусировки приблизительно от 10 см до бесконечности с помощью использования разрешения, выполняемого с помощью 10-20 шагов фокусировки. Такая камера мобильного телефона может иметь датчик с 2 миллионами пикселей и объектив с фиксированным фокусным расстоянием с диафрагмой f1:2,8. Этот тип камеры может создавать приблизительно 15-30 изображений каждую секунду при дневном свете или ярком искусственном свете. Полагают, что действия автоматической фокусировки для изображения с использованием этих устройств являются относительно медленными, и для выполнения могут требовать приблизительно 1-2 секунд.

Для уменьшения этого времени может быть использовано подквантование. В способе подквантования объектив не перемещается в каждое дискретное местоположение во время процесса поиска. Величины резкости могут быть интерполированы, чтобы создавать оценку резкости для положений между положениями, которые фактически квантованы.

К сожалению, несмотря на то, что подквантование может уменьшить время автоматической фокусировки, может быть внесено ухудшение точности. Кроме того, время, которое оно требует для фокусировки, по-прежнему является относительно большим, обычно приблизительно 1 секунда. Это может сделать трудным выполнять достаточное слежение автоматической фокусировки для видеозаписи с использованием способа подквантования. Например, когда основной объект перемещается ближе или дальше от камеры, система может указать, что резкость изменилась. Однако трудно определить, насколько объект переместился и/или в каком направлении. Некоторые относительно сложные и точные (относительно дорогие) видеосистемы могут обращаться к этой проблеме с помощью “рыскания” объектива взад и вперед очень малыми шагами.

Остается потребность предоставить альтернативные экономичные системы автоматической фокусировки для цифровых камер с функциональными возможностями записи неподвижного изображения и/или видео.

Сущность изобретения

Некоторые варианты настоящего изобретения предоставляют цифровые камеры с системами триангуляционной автоматической фокусировки. Определенные варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют мобильные устройства связи, включающие в себя цифровые камеры, которые имеют системы триангуляционной автоматической фокусировки.

Некоторые дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения адресованы способам автоматической фокусировки цифровой камеры в режиме записи неподвижного изображения и/или видео. Способы включают в себя этапы, на которых: (а) проецируют, по меньшей мере, одно световое пятно на целевой объект; (b) выполняют захват первого изображения целевого объекта, имеющего, по меньшей мере, одно световое пятно, в ответ на этап, на котором проецируют световое пятно; (с) определяют программным способом расстояние целевого объекта от цифровой камеры с использованием изображения со световым пятном; и (d) автоматически фокусируют объектив цифровой камеры на основании этапа, на котором определяют расстояние целевого объекта от цифровой камеры. В некоторых вариантах осуществления способы могут включать в себя этапы, на которых: выполняют захват второго изображения целевого объекта, лишенного излученного светового пятна, ближайший по времени захвату первого изображения; сравнивают электронным способом область, представляющую интерес, в первом и втором изображении, чтобы определить позиционные данные, связанные со световым пятном в первом изображении; и вычисляют электронным способом расстояние целевого объекта от камеры на основании определенных позиционных данных. Первое и второе изображения могут быть захвачены с использованием установки одинаковой экспозиции и установки одинакового баланса белого цвета.

Способы могут быть выполнены таким образом, что первое и второе изображения захватывают в пределах приблизительно меньше чем 0,10 секунд друг от друга. В некоторых вариантах осуществления, в которых скорость кадров находится приблизительно между 15-30 кадров/с, этап, на котором автоматически фокусируют объектив цифровой камеры, может быть выполнен в диапазоне приблизительно 0,033-0,067 секунд. Для увеличенных скоростей кадров задержка между захваченными изображениями может быть меньше чем 0,033 секунд.

Способы могут включать в себя этапы, на которых выполняют автоматическую фокусировку во время видеозаписи с помощью мониторинга последовательно генерируемых проецируемых световых пятен в изображениях; и удаляют электронным способом световые пятна из данных изображения в изображениях пятен видеозаписи.

В некоторых вариантах осуществления способы могут включать в себя этап, на котором автоматически стабилизируют фокус движущегося объекта в неподвижном изображении с использованием захваченного изображения пятна. Этап, на котором проецируют световое пятно, может включать в себя этап, на котором излучают свет из источника света в видимой части светового спектра.

В некоторых вариантах осуществления этап, на котором выполняют захват изображения, может включать в себя этап, на котором выполняют захват сигнала изображения с использованием датчика цифровой камеры, который сконфигурирован с возможностью интегрирования сигнала с помощью детектирования фотонов в течение времени экспозиции изображения.

В некоторых вариантах осуществления проецирование, по меньшей мере, одного пятна выполняют, по существу, с помощью одновременного проецирования множества дискретных пространственно разделенных пятен. Способы также могут включать в себя этап, на котором вычисляют множество расстояний от объекта до пятна, причем одно расстояние для каждого из множества отдельных пятен. Этап, на котором автоматически фокусируют объектив цифровой камеры, может использовать пятно, вычисленное, как имеющее ближайшее расстояние объекта до камеры, чтобы установить фокусное расстояние для изображения.

В некоторых вариантах осуществления способы могут включать в себя этап, на котором автоматически регистрируют электронным способом область, представляющую интерес, в первом и втором изображениях, чтобы таким образом обеспечить стабилизацию изображения.

Некоторые дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения адресованы способам обеспечения стабилизации движущегося изображения в изображениях, генерируемых с помощью электронных устройств связи с цифровой камерой. Способы включают в себя этапы, на которых: (а) выполняют захват электронным способом контрольного изображения; (b) выполняют захват электронным способом целевого изображения, по меньшей мере, с одной областью изображения пятна; (с) автоматически математически преобразуют, по меньшей мере, область пятна целевого изображения с помощью сравнения, по меньшей мере, части целевого изображения, содержащего область изображения пятна, в соответствующую область в контрольном изображении; и (d) генерируют изображение со стабилизированным движением на основании данных из математического преобразования.

В некоторых вариантах осуществления контрольное и целевое изображения могут быть захвачены в пределах приблизительно меньше чем 0,10 секунд друг от друга (обычно в пределах приблизительно 0,033-0,067 секунд друг от друга). Способы могут включать в себя этапы, на которых: регистрируют целевое и контрольное изображения на основании данных из математического преобразования; вычитают соответствующие величины пикселей из выровненных целевого и контрольного изображений, чтобы предоставить разностное изображение; и определяют местоположение пятна на основании разностного изображения. В некоторых конкретных вариантах осуществления этап, на котором вычитают соответствующие величины пикселей, содержит этап, на котором отдельно подсчитывают величины пикселей разного цвета в соответствующих пикселях.

Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют цифровые камеры, сконфигурированные с системой триангуляционной автоматической фокусировки.

В некоторых вариантах осуществления цифровая камера с системой триангуляционной автоматической фокусировки образует часть портативного электронного устройства связи.

В некоторых вариантах осуществления цифровая камера включает в себя излучатель луча пятна и объектив камеры, расположенный вблизи излучателя луча пятна, причем излучатель луча пятна сконфигурирован с возможностью проецирования, по меньшей мере, одного пятна на целевой объект, который может быть захвачен в цифровом изображении целевого объекта, снятого с помощью камеры. Излучатель луча пятна может быть сконфигурирован с возможностью проецирования света (световых излучений), который находится в видимой части светового спектра.

Цифровая камера может включать в себя датчик изображения камеры, который находится во взаимодействии с объективом камеры, причем датчик изображения камеры сконфигурирован с возможностью работы в качестве приемника в системе триангуляционной автоматической фокусировки.

В некоторых вариантах осуществления цифровая камера может включать в себя датчик изображения цифровой камеры, сконфигурированный с возможностью взаимодействия с излучателем луча пятна и/или схемой управления автоматической экспозицией, которая находится во взаимодействии с излучателем луча пятна, чтобы управлять длительностью и/или интенсивностью проецируемого пятна.

Цифровая камера может включать в себя коллимационный объектив в маршруте передачи света, сконфигурированный с возможностью коллимации света из излучателя луча пятна.

В некоторых вариантах осуществления излучатель луча пятна цифровой камеры сконфигурирован с возможностью генерирования множества пространственно разделенных пятен на объект, который захватывают в изображении.

В определенных вариантах осуществления цифровая камера может включать в себя одно или более из следующего: прозрачную дифракционную решетку, цилиндрический объектив или голографическую дифракционную решетку, которые находятся во взаимодействии с излучателем луча пятна, чтобы, по существу, одновременно генерировать множество пятен в изображении.

Цифровая камера может включать в себя излучатель луча пятна, который сконфигурирован с возможностью работы с импульсом луча пятна, имеющим длительность пятна приблизительно 1 мс или меньше.

В некоторых вариантах осуществления цифровая камера может дополнительно включать в себя систему автоматической фокусировки контрастности. Цифровая камера может включать в себя схему управления интенсивностью света, которая находится во взаимодействии с излучателем луча пятна. Излучатель луча пятна цифровой камеры может включать в себя лазер, а камера может включать в себя схему управления импульсами. Цифровая камера может включать в себя устройство управления автоматической экспозицией, используемое, чтобы синхронизировать длительность спроецированного пятна и чтобы осуществлять мониторинг яркости объекта целевого изображения.

Цифровая камера может включать в себя схему управления, которая сконфигурирована с возможностью выборочного управления камерой в режиме камеры неподвижного изображения и в режиме видеозаписи. Схема управления может быть сконфигурирована с возможностью управления излучением импульса луча пятна в течение режимов неподвижного изображения и видеозаписи, и схема управления может быть сконфигурирована с возможностью предотвращения излучения импульса луча пятна в течение захвата выбранных изображений.

Устройство цифровой камеры может быть сконфигурировано с возможностью автоматического сравнения электронным способом области, представляющей интерес, между запомненными электронным способом последовательными первым и вторым изображениями, чтобы определять позиционные данные, связанные со световым пятном, сгенерированным с помощью излучателя луча пятна, затем автоматического вычисления электронным способом расстояния целевого объекта от камеры на основании определенных позиционных данных и регулировки позиции объектива в соответствующую фокусную позицию на основании вычисленного расстояния.

Устройство цифровой камеры может быть сконфигурировано с возможностью автоматической регистрации и/или выравнивания электронным способом области, представляющей интерес, в первом и втором изображениях, чтобы таким образом обеспечить стабилизацию движущегося изображения в неподвижном изображении.

В конкретных вариантах осуществления цифровая камера находится в портативном электронном устройстве связи. Цифровая камера может включать в себя излучатель луча пятна, сконфигурированный с возможностью проецирования пятна на целевой объект, имеющего длительность и интенсивность, достаточные для того, чтобы дать возможность лучу быть захваченным в цифровом изображении целевого объекта.

Другие варианты осуществления адресованы компьютерным программным продуктам, предназначенным для управления системой триангуляционной автоматической фокусировки в цифровой камере. Компьютерный программный продукт включает в себя доступную для чтения с помощью компьютера запоминающую среду, имеющую доступный для чтения с помощью компьютера программный код, осуществленный в среде. Доступный для чтения с помощью компьютера программный код включает в себя: (а) доступный для чтения с помощью компьютера программный код, который управляет с возможностью регулирования излучателем луча пятна, чтобы обеспечить пятно, которое является видимым в захваченном цифровом изображении; и (b) доступный для чтения с помощью компьютера программный код, который вычисляет расстояние объекта до камеры с использованием определенного расстояния пятна от излучателя луча пятна в захваченном цифровом изображении.

Компьютерный программный продукт также может включать в себя доступный для чтения с помощью компьютера программный код, который автоматически регистрирует и/или выравнивает электронным способом область, представляющую интерес, между последовательными ближайшими по времени первым и вторым изображениями, чтобы, таким образом, обеспечить стабилизацию движущегося изображения в неподвижном изображении.

Другие варианты осуществления адресованы портативному устройству связи с цифровой камерой, содержащей систему автоматической фокусировки, которая сконфигурирована с возможностью измерения расстояния между целевым объектом и камерой с использованием данных изображения видоискателя и автоматического перемещения объектива камеры в фокусную позицию на основании измеренного расстояния.

Краткое описание чертежей

Другие признаки настоящего изобретения будут более понятными из следующего подробного описания конкретных вариантов его осуществления при чтении совместно с сопровождающими чертежами, на которых:

фиг.1 - схематическая иллюстрация системы триангуляционной автоматической фокусировки в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.2А - схематическая иллюстрация цифровой камеры с системой автоматической фокусировки с излучателем луча пятна в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.2В - схематическая иллюстрация цифровой камеры с системой автоматической фокусировки, имеющей коллимационный объектив, который находится во взаимодействии с излучателем луча пятна, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.3А - схематическая иллюстрация цифровой камеры с системой автоматической фокусировки, использующей излучатель луча пятна, который проецирует световое пятно на целевой объект, а объектив камеры сконфигурирован с возможностью захвата изображения объекта со световым пятном в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.3В - схематическая иллюстрация цифровой камеры с системой автоматической фокусировки, сконфигурированной с возможностью, по существу, одновременного генерирования множества проецируемых световых пятен, которые могут быть захвачены в цифровом изображении с излучателем луча пятна в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.4А и фиг.4В - виды спереди примерных цифровых камер в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.5А - блок-схема компонентов системы автоматической фокусировки для цифровой камеры в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.5В - принципиальная схема, предназначенная для управления выводом импульса лазерного излучателя луча пятна в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - блок-схема операций, которые могут быть использованы для автоматической фокусировки цифровой камеры в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - блок-схема операций, которые могут быть использованы для автоматической фокусировки цифровой камеры в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - блок-схема операций, которые могут быть использованы для выполнения способа автоматической фокусировки цифровой камеры со стабилизацией движения в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 - блок-схема системы обработки данных в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.10А - цифровое контрольное изображение целевого объекта, а фиг.10В - изображение пятна целевого объекта, причем изображения сняты последовательно во времени, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.11А - разностное изображение контрольного изображения и изображения пятна, изображенных на фиг.10А и фиг.10В, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.11В - сильно увеличенное изображение области пятна в разностном изображении, изображенном на фиг.11А, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.12А - цифровое изображение целевого объекта с использованием традиционной контрастности, основанной на системе AF;

фиг.12В - цифровое изображение того же самого целевого объекта, изображенного на фиг.12А, но снятого с помощью системы AF с триангуляцией с помощью множества пятен, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.13 - изображение QVGA с множеством позиций пятен, которые увеличены для пояснения в выделенной разобранной части, изображенной справа, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.14 - пример исходного кода, который может быть использован для того, чтобы программным способом выполнять вычисления анализа изображения для оценки позиции пятна (пятен) с помощью регистрации изображения, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Теперь настоящее изобретение будет описано более подробно далее со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых изображены варианты осуществления изобретения. Однако это изобретение не должно быть истолковано как ограниченное вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании. Вместо этого эти варианты осуществления предоставлены так, что это раскрытие будет детальным и полным, и будет полностью передавать рамки объема изобретения специалистам в данной области техники. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам по всему описанию. На фигурах определенные уровни, компоненты или признаки могут быть увеличены для пояснения, и пунктирные линии иллюстрируют необязательные признаки или операции, если не оговорено иначе. Кроме того, последовательность операций (или этапов) не ограничена последовательностью, предоставленной в формуле изобретения или на фигурах, если не указано конкретно иначе. Где использованы термины “прикрепленный”, ”соединенный”, ”контактирующий”, ”соединяющий” и тому подобное, можно понимать либо непосредственное, либо косвенное соединение, если не определено иначе.

Будет понятно, что, несмотря на то, что термины первый, второй и т.д. могут быть использованы в настоящем описании для того, чтобы описывать различные элементы, эти элементы не должны быть ограничены этими терминами. Эти термины использованы только для того, чтобы отличать один элемент от другого элемента. Следовательно, первый элемент, обсужденный ниже, мог бы быть назван вторым элементом, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Кроме того, подразумевается, что когда использованы в настоящем описании, формы единственного числа (неопределенные и определенные артикли) также включают в себя формы множественного числа, если иначе точно не указывает контекст.

Также будет понятно, когда использован в настоящем описании, термин “содержащий” или ”содержит” является неограниченным и включает в себя один или более определенных элементов, этапов и/или функций, без устранения одного или более неопределенных элементов, этапов и/или функций. Как использован в настоящем описании, термин “и/или” включает в себя любые и все комбинации из одного или более связанных перечисленных элементов. Также будет понятно, что, когда элемент упоминают, как являющийся ”соединенным” с другим элементом, он может быть непосредственно соединен с другим элементом, или могут присутствовать промежуточные элементы. Наоборот, когда элемент упоминают как, являющийся “непосредственно соединенным” с другим элементом, не присутствуют никакие промежуточные элементы. Также будет понятно, что размеры и относительные ориентации проиллюстрированных элементов не изображены в масштабе, и в некоторых случаях они могут быть увеличены для целей объяснения.

Если не определено иначе, все термины (включая технические и научные термины), использованные в настоящем описании, имеют тот же самый смысл, который обычно понятен обычным специалистам в данной области техники, к которой принадлежит это изобретение. Дополнительно будет понятно, что термины, такие как термины, определенные в обычно используемых словарях, должны быть интерпретированы, как имеющие смысл, который является согласующимся с их смыслом в контексте этой заявки и соответственной области техники, и не должны быть интерпретированы в идеализированном или слишком формальном смысле, если так явно не определено в настоящем описании.

Термин “электронный” означает, что система, операция или устройство могут взаимодействовать с использованием подходящей электронной среды, и обычно использует программное управление взаимодействием, протоколом интерфейса, синхронизацией и обменом данными и тому подобное между компонентами цифровой камеры с системой автоматической фокусировки. Термин “автоматический” означает, что, по существу, все или все из операций, так описанные, могут быть выполнены без требования активного ручного ввода человека-оператора, и обычно означает, что операцией (операциями) можно управлять программно электронным способом, и/или операция (операции) могут быть выполнены программно электронным способом.

Понятие мобильные электронные устройства (связи) включает в себя портативную аппаратуру радиосвязи, которая может быть описана как мобильный радио терминал, и включает в себя всю такую аппаратуру, как, например, мобильные телефоны, пейджеры, коммуникаторы, электронные органайзеры, интеллектуальные телефоны, карманные, переносные портативные или ладонные компьютеры, персональные цифровые ассистенты и тому подобные.

Понятие “система триангуляционной автоматической фокусировки” означает систему автоматической фокусировки, которая использует активный тип автоматической фокусировки, который вычисляет показатель расстояния между камерой и объектом, а анализирует относительные резкости с помощью сравнения множества изображений. Система триангуляционной автоматической фокусировки может проецировать излученный луч (лучи) излучения из источника света, объединенного с камерой, на целевой объект. Спроецированное световое пятно или пятна могут быть обнаружены в цифровом изображении (обычно в данных изображения видоискателя относительно низкого разрешения) объекта как отраженный свет. Термин “пятно” означает малую, локализированную зону области изображения, которая является следствием захваченного излученного луча (лучей) излучения из спроецированного светового пятна. Пятно может быть любой подходящей формы, включая полосу или линию, и размер его может быть задан таким образом, чтобы оно было обнаруживаемым в цифровом изображении с использованием разрешения камеры. В некоторых вариантах осуществления пятно может быть примерно между 1-5 пикселями, а в некоторых конкретных вариантах осуществления может быть размером меньше пикселя. Как будет осуждено ниже, в некоторых вариантах осуществления цифровая камера может быть сконфигурирована с возможностью генерирования множества пятен, одно или более из которых могут быть использованы, чтобы определять подходящее фокусное расстояние для целевого объекта.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы с любым желаемым разрешением (более высокое разрешение обеспечивает больше подробностей). Типичным стандартным размером/разрешением для цифровых камер, изображений (файлов) и дисплеев является VGA (видеографическая матрица). Размер VGA равен 640 пикселей по ширине на 480 пикселей по высоте (или наоборот в портретной ориентации). VGA имеет большее разрешение чем CIF, QCIF и QVGA, но меньшее чем SVGA, XGA и тысяча пикселей. В конкретных вариантах осуществления, таких как для компактных мобильных телефонов, цифровые камеры могут быть сконфигурированы с возможностью обеспечения QVGA (квартетный формат VGA), имеющий приблизительно 320 пикселей на 240 пикселей, который больше (более высокое разрешение), чем QCIF, но меньше, чем VGA.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, варианты осуществления изобретения могут быть осуществлены как способ, система, система обработки данных или компьютерный программный продукт. Таким образом, настоящее изобретение может принимать вид осуществления полностью в программном обеспечении или осуществления, объединяющего аспекты программного обеспечения и аппаратного обеспечения, причем все обычно упомянуто в настоящем описании как “схема” или “модуль”. Кроме того, настоящее изобретение может принимать вид компьютерного программного продукта в доступной для использования с помощью компьютера запоминающей среде, имеющей доступный для использования с помощью компьютера программный код, осуществленный в среде. Могут быть использованы любые подходящие доступные для чтения с помощью компьютера среды, включая жесткие диски, CD-ROM, оптические запоминающие устройства, среды передачи, такие как среды, поддерживающие Internet или интрасеть, или магнитные или другие электронные запоминающие устройства.

Компьютерный программный код, предназначенный для выполнения операций настоящего изобретения, может быть записан на объектно-ориентированном языке программирования, таком как Java, Smalltalk или С++. Однако компьютерный программный код, предназначенный для выполнения операций настоящего изобретения, также может быть записан на традиционных процедурных языках программирования, таких как язык программирования “С” или в визуально ориентированной среде программирования, такой как VisualBasic.

Изобретение описано ниже частично со ссылкой на иллюстрации блок-схем последовательности этапов и/или блок-схемы способов, систем, компьютерных программных продуктов и данных и/или структуры архитектуры систем в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Будет понятно, что каждый блок иллюстрации и/или комбинации блоков могут быть реализованы с помощью команд компьютерных программ. Эти команды компьютерных программ могут быть предоставлены в процессор универсального компьютера, специализированного компьютера или в другое программируемое устройство обработки данных, чтобы создать машину, такую, что команды, которые выполняются посредством процессора компьютера или другого программируемого устройства обработки данных, создают средство, предназначенное для реализации функций/действий, определенных в блоке или блоках.

Эти команды компьютерных программ также могут быть запомнены в доступной для чтения с помощью компьютера памяти или запоминающем устройстве, которые могут управлять компьютером или другим программируемым устройством обработки данных, чтобы действовать определенным образом, так что инструкции, запомненные в доступной для чтения с помощью компьютера памяти или запоминающем устройстве, создают предмет изготовления, включающий средство команд, которое реализует функцию/действие, определенное в блоке или блоках.

Команды компьютерных программ также могут быть загружены в компьютер или другое программируемое устройство обработки данных, чтобы вызывать последовательность операционных этапов, выполняемых в компьютере или другом программируемом устройстве, чтобы создавать реализованный с помощью компьютера процесс, такой, что команды, которые выполняются в компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивают этапы для реализации функций/действий, определенных в блоке или блоках.

Теперь, обращаясь к фигурам, фиг.1 иллюстрирует принцип работы триангуляционной автоматической фокусировки (AF). Буквы Р1, Р2 относятся к позициям объекта. Система 10 AF включает в себя излучатель 20 луча пятна, который проецирует световой луч 20b на целевой объект (Р1 или Р2). Излучатель 20 луча пятна может содержать LED (светодиод), лазер или другой подходящий источник света. В некоторых вариантах осуществления излучатель 20 луча пятна может работать в видимой части светового спектра. В других вариантах осуществления излучатель 20 луча пятна может быть сконфигурирован с возможностью излучения света, который находится в части светового спектра, которая является невидимой для глаза. Также могут быть использованы комбинации этих типов излучаемого света. Затем датчик камеры может быть использован в качестве приемника 30 (как будет обсуждено дополнительно ниже).

Позиция изображения пятна на поверхности 30s приемника смещается как функция расстояния объекта, как изображено с помощью другой позиции Р2, и связанного отраженного луча 20r'. Входящий сигнал приемника изменяется в зависимости от позиции изображения пятна. Данные позиции пятна могут быть выделены из сигнала приема. Примеры некоторых способов обнаружения позиции пятна, которые использованы в прошлом для других приложений, включают в себя твердотельное устройство определения местоположения (PSD), наклоненное устройство из двойных фотодиодов, механически сканирующий фотодиод, механически сканирующий светодиод и устройство, механически сканирующее препятствие.

Как изображено на фиг.1, система 10 может включать в себя асферический объектив, такой как коллимационный объектив 40. Коллимированный свет генерирует спроецированный свет на объекте. Система 10 может включать в себя второй объектив 42, который проецирует изображение объекта на поверхности приемника 30.

Сигнал пятна должен быть изолирован от сигналов, происходящих из источников, отличных от излучателя 20 луча пятна. Для излучателей 20 луча пятна светодиода и определенных типов приемников 30 отраженное инфракрасное излучение может быть изолировано с помощью модуляции импульса светодиода с определенной частотой. Затем сигнал из приемника 30 может быть отфильтрован электронным способом, чтобы подавить или удалить нежелательные или ненужные сигналы.

Как изображено на фиг.2А и фиг.2В, в некоторых вариантах осуществления датчик 30s камеры может быть использован в качестве приемника 30. Система 10 также может включать в себя объектив 45 камеры и процессор (такой как процессор цифровых сигналов) с модулем 50 анализа изображения и модулем 60 устройства позиционирования объектива, который определяет расстояние объекта до камеры и автоматически перемещает электронным способом объектив в соответственную фокусную позицию. Объектив 45 может быть сконфигурирован с возможностью перемещения в разные дискретные позиции (такие как для зонной фокусировки) или непрерывного перемещения. Как известно специалистам в данной области техники, вместо захвата фотографии на пленке, как в старых камерах, цифровая камера, включая камеры в телефоне с камерой, записывает изображение с использованием датчика, светочувствительной интегральной схемы. Датчик обычно является одним из двух основных типов, и они известны с помощью технологии, которые они используют: либо CCD (устройство с зарядовой связью), которое использует матрицу конденсаторов, или устройство CMOS (комплементарный металлооксидный полупроводник), которое использует транзисторы. Какой бы тип датчика ни был установлен, принцип работы обычно является одинаковым: свет, который проходит через объектив, падает на датчик, который имеет множество отдельных светочувствительных ячеек, и каждая ячейка реагирует на конкретную точку света, поступающего из сцены, которая должна быть сфотографирована. Действие поступающего света заключается в том, чтобы вызвать очень малые изменения в отдельных ячейках датчика, создавая шаблон, который отображает изображение, и эти изменения затем преобразуют в электрические сигналы. Электрические выходные данные из датчика затем проходят через несколько стадий обработки, так что изображение сфотографированной сцены может быть воспроизведено в видоискателе, или оно может быть запомнено в памяти телефона для дальнейшего использования.

Датчик 30s может не быть достаточно чувствительным к инфракрасному излучению, таким образом, излучатель 20 луча пятна может быть сконфигурирован с возможностью генерирования света, который находится в видимой части светового спектра. Данные изображения пятна, захваченные с помощью датчика 30s камеры, могут быть обработаны, чтобы идентифицировать местоположение пятна в изображении.

В некоторых вариантах осуществления два последовательных изображения могут быть сравнены, чтобы определить позиционные данные пятна. Одно из изображений может быть изоб