[發明專利]一種自動對焦系統

有效

• 申請號: 201710350917.8
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107426492B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 曾夕;何學紅;楊海玲;段杰斌;嚴慧婕
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/235
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;張磊

本發明公開了一種自動對焦系統，包括：信號采集輸出模塊，用于對像素陣列中每個光不對稱像素轉化形成的兩個電信號進行采集并輸出；信號放大比較模塊，用于分別對每個光不對稱像素的兩個電信號進行放大、模數轉換，對生成的每個光不對稱像素的兩個數字信號進行大小比較，并輸出以兩位二進制數作為表征信號的比較結果；信號采集判斷調整模塊，用于對像素陣列各行或各列中每個光不對稱像素的兩個數字信號比較結果的二進制數中的高位或低位數值信號進行依次采集，形成具有一串二進制碼的采集信號，并通過采集信號的二進制碼判斷焦距是否準確，以對鏡頭的焦距進行對應調整。本發明可簡化調焦過程，進一步縮短對焦時間。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器技術領域，更具體地，涉及一種應用于光不對稱像素陣列的自動對焦系統。

背景技術

隨著CMOS工藝和圖像傳感器技術的不斷發展，CMOS圖像傳感器在電子監控、導航、交通等領域應用越來越廣泛。但隨著CMOS圖像傳感器技術的不斷發展，對CMOS圖像傳感器性能的要求也越來越高。

對焦速度是CMOS圖像傳感器的一個重要指標，對焦時間越短，CMOS圖像傳感器的性能就越好。

現有的幾種對焦方法中，對比度法對焦技術的算法設計難度較大；反差對焦方法每次對焦都需要完成一次完整的焦點掃描，對焦時間較長；主動式對焦方法通過測量物體距離實現聚焦，但其對于光滑面、遠距離和吸光物體難以實現對焦。

光不對稱像素的出現使得對焦速度得以迅速提高。現有光不對稱像素的對焦是通過獲取光不對稱像素陣列中各子像素的信號大小，并將存儲的信號大小的絕對值與焦距位置關系進行比對，來得到目標焦距位置，從而實現對焦。

然而，在采用上述這種現有光不對稱像素的對焦方法時，由于其對光不對稱像素的信號大小及焦距位置關系的獲取難度較大，占用了大量時間，所以其整個對焦的時間還是很長。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種自動對焦系統，應用于光不對稱像素陣列，以簡化調焦過程。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種自動對焦系統，包括：

信號采集輸出模塊，用于對像素陣列中每個光不對稱像素轉化形成的兩個電信號進行采集并輸出；

信號放大比較模塊，用于分別對每個光不對稱像素的兩個電信號進行放大、模數轉換，對生成的每個光不對稱像素的兩個數字信號進行大小比較，并輸出以不同的兩位二進制數作為等于、小于、大于三種表征信號的比較結果；其中，分別表征小于、大于的兩個二進制數的高位或低位數值不同；

信號采集判斷調整模塊，用于對像素陣列各行或各列中每個光不對稱像素的兩個數字信號比較結果的二進制數中的高位或低位數值信號進行依次采集，形成具有一串二進制碼的采集信號，并通過采集信號的二進制碼判斷焦距是否準確，以對鏡頭的焦距進行對應調整。

優選地，所述信號采集輸出模塊包括設于像素陣列各行或各列中的光不對稱像素及其信號采集輸出電路；其中，每個光不對稱像素包括兩個并列設置的光電二極管，用于在焦距不準時，轉化形成大小不同的電信號，產生相位差，與每個光電二極管對應設置一個信號采集輸出電路，用于對每個光電二極管的電信號進行采集和輸出。

優選地，兩個所述光電二極管在其上方共用一個顯微鏡頭和一個濾光片。

優選地，兩個所述光電二極管相隔離，各自實現光電轉化。