自動對焦鏡頭工作原理.doc

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時間:2020-04-06

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1、自動對焦鏡頭(autofocalcameralens)從工作原理上分兩大類:一類為間接實測物距方式,另一類為高頻分量析出方式。1.間接實測物距方式:它是利用一些可以被利用的間接距離測量方式來獲取物距,通過運算,伺服電路驅動焦距調節(jié)的微型馬達,帶動調焦鏡片組的軸向移動,來達到自動焦距調節(jié)的目的。經(jīng)常被利用來的間接距離測量方式有:無源光學基線測距、有源超聲波測距、有源主動紅外測距以及現(xiàn)代的激光技術在測量領域的應用等。無源光學基線測距:熟悉攝影的朋友都知道,在取景器里使用光學基線原理得到磨砂、裂像、菱錐等手段的焦距調節(jié)方式。磨砂顆粒最細膩時、景物目標在兩半圓裂像環(huán)中完全

2、吻合上、菱錐的晶體不再明顯時就是被攝目標的物距調節(jié)到清晰了……這些應用技術都是可以通過光路傳遞給光電電路捕獲到陰影面積發(fā)生的變化,經(jīng)過一系列的函數(shù)分析計算后,進行調焦驅動。有源超聲波測距:通過發(fā)射具有特征頻率的超聲波對被攝目標的探測,通過發(fā)射出特征頻率的超聲波和反射回接受到特征頻率的超聲波所用的時間,換算出距離,也就是物距,伺服電路驅動焦距調節(jié)的微型馬達,達到自動調焦的目的。有源主動紅外測距以及現(xiàn)代激光技術測距原理上基本相似。這類方式在應用上目標精度高,成本高是可想而知的,且體積一般都比較大,維護也相當困難,不過在高檔照相攝影器材中有一些這類技術簡化了的身影出現(xiàn)。

3、2.高頻分量析出方式:這種方式是直接利用我們攝象機的視頻信號進行焦距調節(jié),能夠滿足絕大多數(shù)場合的調焦需要。工作原理:如果我們把視頻圖象看成由若干個點組成的一幀圖象,這時候會發(fā)現(xiàn),在焦距清晰時,這些點的邊緣也清晰,焦距模糊時,這些點的邊緣也變得模糊起來。再進一步討論時我們又發(fā)現(xiàn),其他條件不變,同樣是攝取同一景物,僅焦距發(fā)生了改變,圖象清晰的視頻信號的高頻分量成分豐富,而圖象模糊的視頻信號的高頻分量要相對少一些。這也正是電視技術中提到的,圖象的細節(jié)由電視信號的高頻分量表示。實現(xiàn)手段:調焦中心區(qū)剪取、高頻分量析出、伺服比較驅動。1.剪取調焦中心 雖然實際場景是三維空間,

4、但反映到畫面上時,就只有一個平面的二維了,也就簡化了我們的設計了。由于我們經(jīng)常需要的被攝目標處于靶面的中心位置,通過大量的實際調查統(tǒng)計,這個區(qū)域的大小為靶面1/3~1/5,反映到監(jiān)視器上就是屏幕中心的1/3~1/5區(qū)域為我們的主要觀察目標區(qū)。在電路上我們通過行、場掃描的時序控制將這一區(qū)域的視頻信號給剪取下來。2.高頻分量析出,將剪取下來的視頻信號通過一特定的高通帶寬濾波器,析出對焦距變化敏感的高頻分量成份。3.通過析出的對焦距變化敏感的高頻分量成份,通過比較器(comparator)?電路伺服驅動調焦微型可逆馬達轉動,直到得到最大值,完成一次自動調焦過程。現(xiàn)在比較

5、普遍采用的就是這個模式,這個工作原理提出后,新聞、民用一體化攝象機就被采用了,歷經(jīng)時代的變遷,現(xiàn)在這一技術被應用到現(xiàn)代安防工程的一體化攝象機上。由于各攝象機制造廠家間技術應用上的差異,在細小的單元處理電路上會有不同。在換算驅動輸出處理方式上、輸出累積誤差環(huán)節(jié)上,有以施加時間段電壓方式,有以輸出角轉動變化量、有以步進電機步進脈沖、有以PID(比例、積分、微分)調節(jié)。

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