專利名稱：相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，特別涉及一種運用于物體高度可變的圖像采集 的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
相機(jī)的調(diào)焦是變焦圖像采集系統(tǒng)中的一個重要的環(huán)節(jié)，由于圖像采集系統(tǒng)需要根據(jù)物體 的高度不斷實時調(diào)整相機(jī)的焦距，來獲取高質(zhì)量的圖像。因此如何實現(xiàn)調(diào)焦系統(tǒng)迅速、準(zhǔn)確 的調(diào)焦已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的課題。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，以實現(xiàn)相機(jī)快速準(zhǔn)確的調(diào)焦。 為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)包括用于測量待拍照的物體 的高度的光幕、設(shè)置在相機(jī)上且可隨著所述相機(jī)調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其具有用于遮擋光 線的多個間隔性突起的遮光部件、相對所述遮光部件設(shè)置，用于將所述遮光部件的遮光狀態(tài) 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號的光電轉(zhuǎn)換部件、用于根據(jù)所述光電轉(zhuǎn)換部件的各電信號計算相機(jī)鏡頭的 當(dāng)前焦距，并根據(jù)所計算出相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距及所述光幕測出的待拍照的物體的高度計算 相機(jī)焦距的調(diào)整值，并根據(jù)所述調(diào)整值發(fā)送相應(yīng)的相機(jī)調(diào)焦信號的控制單元、用于根據(jù)所述 相機(jī)調(diào)焦信號控制所述相機(jī)的調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動以使所述相機(jī)的焦距符合拍攝所述待拍照的物 體的需要的伺服電機(jī)。
其中，所述相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)還包括與所述控制單元相連接且用于當(dāng)所述遮光部件轉(zhuǎn)動 幅度超過最大轉(zhuǎn)動幅度時發(fā)出停轉(zhuǎn)信號的防過調(diào)單元，所述防過調(diào)單元為左右兩對限位光電 管，所述光電轉(zhuǎn)換部件為一對光電管，所述控制單元包括單片機(jī)及與所述單片機(jī)相連接且 用于控制所述光幕的光幕控制器，
綜上所述，本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)通過光幕對物體高度的測量及光電管對相機(jī) 當(dāng)前焦距的測量以計算出相機(jī)焦距的調(diào)整值，進(jìn)而控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)對相機(jī)焦距的 快速準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。

圖1為本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)的遮光部件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)的遮光部件轉(zhuǎn)動時光電轉(zhuǎn)換部件的狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)至少包括光幕、遮光部件、光電轉(zhuǎn)換部件、 控制單元、伺服電機(jī)及防過調(diào)單元。所述光幕用于測量待拍照的物體的高度,因為所述光幕是由24對交叉對射的光電管組成， 每對光電管的位置間隔為2cm，光幕的測量精度lcm，當(dāng)有物體遮擋住其中某幾對光電管時， 通過判斷遮擋光點管的位置，即可測量出物體的高度。所述遮光部件設(shè)置在相機(jī)上且可隨著所述相機(jī)調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其具有用于遮擋 光線的多個間隔性突起，請參見圖2，其為遮光部件的結(jié)構(gòu)示意圖，所述遮光部件呈齒輪狀， 包括突起ll和凹陷13。所述光電轉(zhuǎn)換部件相對所述遮光部件設(shè)置，用于將所述遮光部件的遮光狀態(tài)轉(zhuǎn)換為相應(yīng) 電信號，在本實施方式中，其為一對光電管A與B，當(dāng)所述遮光部件隨調(diào)焦部件轉(zhuǎn)動時，若突 起11轉(zhuǎn)動至光電管前時則該光電管被遮擋，因此該光電管輸出高電平，而當(dāng)凹陷13轉(zhuǎn)動至 光電管前時則該光電管未被遮擋，因此該光電管輸出低電平，再請參見圖3，其為遮光部件轉(zhuǎn) 動時光電管的狀態(tài)示意圖，其中，灰塊表示遮光部件的突起，白塊表示遮光部件的凹陷，由 圖4中可見，隨著遮光部件的轉(zhuǎn)動，光電管A、 B的距離為4. 5厘米，遮光部件的凹突寬度分 別為lcm,那么A、 B狀態(tài)變化如圖3所示為lx、 11、 11、 xl、 01、 01、 0x、 00、 00、 x0、 10、 10、 lx ，所以光電管A與B由狀態(tài)ll經(jīng)過不確定狀態(tài)xl必然進(jìn)入狀態(tài)Ol，由狀態(tài)01經(jīng)過 不確定狀態(tài)Ox必然進(jìn)入狀態(tài)OO，狀態(tài)00經(jīng)過不確定狀態(tài)x0必然進(jìn)入狀態(tài)10，狀態(tài)10經(jīng)過 不確定狀態(tài)lx必然進(jìn)入狀態(tài)ll, xl、 0x、 x0、 lx為光電管A及B分別處于遮住和被遮住的 臨界狀態(tài)，從此可以看出A、 B的實際狀態(tài)變化必然為ll,Ol,OO,lO，lO,Ol……，而此編碼的 好處是可以消除比如11和01之間出現(xiàn)10或00這樣的跳變狀態(tài)，從而能夠精確的測量到每 個凹突的變化。所述控制單元用于根據(jù)所述光電轉(zhuǎn)換部件的各電信號計算相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距，并根據(jù)所 計算出相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距及所述光幕測出的待拍照的物體的高度計算相機(jī)焦距的調(diào)整值， 并根據(jù)所述調(diào)整值發(fā)送相應(yīng)的相機(jī)調(diào)焦信號，其包括單片機(jī)及與所述單片機(jī)相連接且用于控制所述光幕的光幕控制器，其中，光幕控制器根據(jù)預(yù)先的設(shè)定定時向光幕發(fā)送同步信號以使 光幕執(zhí)行測量作業(yè)，并將光幕測量得到的物體高度及寬度信息送入單片機(jī)，在本實施方式中， 單片機(jī)為89C51型，它的幾個與外部通信的1/0端口按照以下方式連接P30、 P31:用于與光幕控制器進(jìn)行串口通信；POl、 P02、 P03:用于傳送伺服電機(jī)控制信號；PIO、 Pll:用于接收遮光部件信號；P12、 P13 、 P14、 P15:用于接收防過調(diào)單元的信號。由于遮光部件兩突起之間的間隔為lmm， 一對光電管八和8之間的間隔為4.5皿，所述控制 單元通過端口PIO、 Pll不斷接收光電管對A及B狀態(tài)值，根據(jù)對光電管狀態(tài)值的累積計數(shù) 即可得到遮光部件的轉(zhuǎn)動度數(shù)，由于遮光部件與相機(jī)的調(diào)焦部件連動，所以遮光部件的轉(zhuǎn)動 度數(shù)即為相機(jī)的調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動度數(shù)，根據(jù)相機(jī)初始化時相機(jī)的焦距，則可獲得每次調(diào)焦后 的焦距，由此達(dá)到相機(jī)對待拍照的物體精確定位的要求,例如，若相機(jī)初始化后的焦距為0.5m, 在準(zhǔn)備拍攝待拍照的物體前僅僅調(diào)焦一次，根據(jù)遮光部件對該次調(diào)焦的計數(shù)即可計算出該次 調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動度數(shù)為5° ，根據(jù)調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動度數(shù)與焦距變化值的換算關(guān)系即可獲得當(dāng)前 的焦距，所述單片機(jī)再根據(jù)相機(jī)的當(dāng)前焦距和光幕測出的待拍照物體的高度根據(jù)一定的算法 計算出需要調(diào)整的焦距值，而且，在轉(zhuǎn)動中，所述光電部件不斷反饋相機(jī)經(jīng)調(diào)焦后的當(dāng)前狀 態(tài)值，所述控制單元根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)值不斷的計算調(diào)整值，當(dāng)調(diào)整值為0時發(fā)出伺服電機(jī)停止 轉(zhuǎn)動的信號，由于調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動度數(shù)與焦距變化值的換算關(guān)系及待拍照物體的高度與相機(jī) 焦距的關(guān)系都為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉，在此不再詳述。所述伺服電機(jī)用于根據(jù)所述相機(jī)調(diào)焦信號控制所述相機(jī)的調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動以使所述相機(jī) 的焦距符合拍攝所述待拍照的物體的需要，其通過單片機(jī)的端口 POl、 P02、 P03接收控制相 機(jī)調(diào)焦信號，該信號可控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。所述防過調(diào)單元與所述控制單元相連接且用于當(dāng)所述遮光部件轉(zhuǎn)動幅度超過最大轉(zhuǎn)動幅 度時發(fā)出停轉(zhuǎn)信號，其為左右兩對限位光電管，即當(dāng)相機(jī)的調(diào)焦部件向左轉(zhuǎn)動幅度過大，進(jìn) 而使連動的遮光部件的突起遮擋了一對左限位光電管，則所述一對左限位光電管輸出高電平， 該高電平通過單片機(jī)端口P12、 P13傳送至單片機(jī)，由此單片機(jī)即刻控制所述伺服電機(jī)使其停 轉(zhuǎn)，同樣，當(dāng)相機(jī)的調(diào)焦部件向右轉(zhuǎn)動幅度過大時，單片機(jī)通過端口P14、 P15接收到一對右 限位光電管的停轉(zhuǎn)信號，即刻控制所述伺服電機(jī)使其停轉(zhuǎn)。由上所述，本實用新型的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)根據(jù)測量到的物體的高度及相機(jī)的當(dāng)前焦距來控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實現(xiàn)對相機(jī)的自動快速準(zhǔn)確的調(diào)焦，而且經(jīng)過實際應(yīng)用 表明相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)將焦距從0.5m調(diào)節(jié)至lm，耗時為100ms，可滿足圖像采集系統(tǒng)的實 時性要求。
權(quán)利要求1.一種相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于包括光幕，用于測量待拍照的物體的高度；遮光部件，設(shè)置在相機(jī)上且可隨著所述相機(jī)調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其具有用于遮擋光線的多個間隔性突起；光電轉(zhuǎn)換部件，相對所述遮光部件設(shè)置，用于將所述遮光部件的遮光狀態(tài)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號；控制單元，用于根據(jù)所述光電轉(zhuǎn)換部件的各電信號計算相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距，并根據(jù)所計算出相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距及所述光幕測出的待拍照的物體的高度計算相機(jī)焦距的調(diào)整值，并根據(jù)所述調(diào)整值發(fā)送相應(yīng)的相機(jī)調(diào)焦信號；伺服電機(jī)，用于根據(jù)所述相機(jī)調(diào)焦信號控制所述相機(jī)的調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動以使所述相機(jī)的焦距符合拍攝所述待拍照的物體的需要。
2. 如權(quán)利要求l所述的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述控制單元相連接 且用于當(dāng)所述遮光部件轉(zhuǎn)動幅度超過最大轉(zhuǎn)動幅度時發(fā)出停轉(zhuǎn)信號的防過調(diào)單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于所述防過調(diào)單元為左右兩對限 位光電管。
4. 如權(quán)利要求l所述的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換部件為一對光電 管。
5. 如權(quán)利要求l所述的相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元包括單片機(jī)及與 所述單片機(jī)相連接且用于控制所述光幕的光幕控制器。
專利摘要一種相機(jī)自動調(diào)焦系統(tǒng)，包括用于測量待拍照的物體的高度的光幕、設(shè)置在相機(jī)上且可隨著所述相機(jī)調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其具有用于遮擋光線的多個間隔性突起的遮光部件、相對所述遮光部件設(shè)置，用于將所述遮光部件的遮光狀態(tài)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號的光電轉(zhuǎn)換部件、用于根據(jù)所述光電轉(zhuǎn)換部件的各電信號計算相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距，并根據(jù)所計算出相機(jī)鏡頭的當(dāng)前焦距及所述光幕測出的待拍照的物體的高度計算相機(jī)焦距的調(diào)整值，并根據(jù)所述調(diào)整值發(fā)送相應(yīng)的相機(jī)調(diào)焦信號的控制單元及用于根據(jù)所述相機(jī)調(diào)焦信號控制所述相機(jī)的調(diào)焦部件的轉(zhuǎn)動以使所述相機(jī)的焦距符合拍攝所述待拍照的物體的需要的伺服電機(jī)，由此實現(xiàn)相機(jī)的自動調(diào)焦。
文檔編號G03B13/36GK201145804SQ20072007229
公開日2008年11月5日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者范生淼 申請人:上海郵政科學(xué)研究院