一种图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法制造方法及图纸

本申请提供了一种图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法，其中，图像采集装置包括电机、移动装置、光学镜组、角度检测装置以及控制装置。根据角度检测装置检测的角度信号控制光学镜组在目标焦点位置的两侧的设定区间内往复运动，且光学镜组在设定区间内的运动时长大于设定时长后，停止电机的工作，光学镜组停在目标焦点上，从而输出清晰的图像。本申请提供的图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法，结构简单，操作方便，能够充分消除系统误差，保证成像的清晰度。

【技术实现步骤摘要】
一种图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法
本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法。
技术介绍
红外成像技术是利用目标和背景自身红外辐射的差异或它们对自然光源的反射差异来成像的，属于被动成像技术，因此具有较强的隐蔽性和抗干扰能力，应用非常普遍。在对目标进行探测时，通常采用大视场对目标进行搜索。搜索到目标后采用小视场对目标进行跟踪，观察目标的细节。因此，在对目标的探测过程中，经常要切换大小视场。通常切换视场方式有两种：一种是径向切换式，一种是轴向移动式。径向切换式是在垂直光轴方向切换光学镜组，从而达到改变视场的目的。该方式切换机构复杂，存在同轴误差。轴向移动式是在光轴方向移动光学组件，进而达到改变视场的目的。该方式切换机构简单，同轴度好，是常用的方式。轴向切换式是移动中进行焦点定位，存在定位不准的问题。当光学镜组没有定位在视场焦点上时，则探测到的目标图像模糊，影响对目标的观察。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种焦点调节精准、操作简单的图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法。为了实现上述至少之一的目的，本申请第一方面的实施例提供了一种图像采集装置，包括：电机；移动装置，所述移动装置与所述电机连接；光学镜组，所述光学镜组设置在所述移动装置上；角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述电机的输出轴上，用于检测所述输出轴的旋转角度，并生成角度信号；以及控制装置，所述控制装置分别与所述电机及所述距离检测装置连接，所述控制装置根据所述角度信号控制所述电机的旋转方向及所述电机的停止。在其中的一些实施例中，图像采集装置还包括：距离检测装置，所述距离检测装置与所述控制装置连接，用于检测所述光学镜组与所述目标焦点之间距离，并生成距离信号；所述控制装置根据所述距离信号控制所述电机的启动。在其中的一些实施例中，图像采集装置还包括：滤波装置，所述滤波装置分别与所述角度检测装置及所述控制装置连接，并设置在所述角度检测装置与所述控制装置之间；所述滤波装置用于对所述角度信号进行滤波降噪处理，所述控制装置接收经过处理滤波降噪处理的所述角度信号。在其中的一些实施例中，所述移动装置包括：齿轮组件，所述齿轮组件与所述电机连接；螺纹杆，所述螺纹杆与所述齿轮组件连接；以及移动架，所述移动架与所述螺纹杆螺纹连接，并可在所述螺纹杆上移动。在其中的一些实施例中，所述角度检测装置为电位器，所述控制装置为FPGA芯片。本申请第二方面的实施例提供了一种焦点调节装置，包括：调整模块，所述调整模块用于控制电机带动光学镜组沿第一方向向所述目标焦点运动；检测模块，所述检测模块用于检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号；以及控制模块，所述控制模块用于根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带动所述光学镜组沿与所述第一方向相反的第二方向向所述目标焦点运动；所述控制模块根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带动所述光学镜组沿所述第一方向向所述目标焦点运动；当所述光学镜组在所述目标焦点位置的两侧的设定区间内往复运动，且所述光学镜组在设定区间内的运动时长大于设定时长后，所述控制模块控制所述电机停止工作。在其中的一些实施例中，所述检测模块包括：角度检测单元，所述角度检测单元用于检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号；以及滤波单元，所述滤波单元用于对所述角度信号进行滤波降噪处理。在其中的一些实施例中，所述调整模块包括：距离检测单元，所述距离检测单元用于检测当前所述光学镜组与所述目标焦点之间的间隔距离；以及调整单元，所述调整单元用于根据所述间隔距离控制所述光学镜组沿所述第一方向向所述目标焦点运动。本申请第三方面的实施例提供了一种焦点调节方法，包括如下步骤：控制电机带动光学镜组沿第一方向向所述目标焦点运动；检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号；根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带动所述光学镜组沿与所述第一方向相反的第二方向向所述目标焦点运动；根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带动所述光学镜组沿所述第一方向向所述目标焦点运动；重复上述两个步骤，当所述光学镜组在所述目标焦点位置的两侧的设定区间内往复运动，且所述光学镜组在设定区间内的运动时长大于设定时长后，控制所述电机停止工作。在其中的一些实施例中，所述检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号具体包括：检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号；对所述角度信号进行滤波降噪处理。在其中的一些实施例中，所述控制电机带动光学镜组沿第一方向向所述目标焦点运动具体包括：检测当前所述光学镜组与所述目标焦点之间的间隔距离；根据所述间隔距离控制所述光学镜组沿所述第一方向向所述目标焦点运动。本申请的上述技术方案具有如下优点：检测光学镜组与目标焦点之间的距离，根据该距离确定光学镜组的移动方向以及需要移动的距离，控制电机的输出轴旋转的方向，使光学镜组向第一方向移动靠近目标焦点，同时，检测电机的输出轴的旋转角度，根据旋转角度计算出光学镜组的移动距离，由于角度检测装置检测过程中不可避免地会受到电路噪声的影响，导致所测量的移动距离和实际距离之间存在误差，会使光学镜组不能精准地停在目标焦点上，因此，当光学镜组运动过目标焦点后，控制光学镜组向与之前的移动方向相反的第二方向移动；当光学镜组运动过目标焦点后，控制光学镜组向第一方向移动，当光学镜组运动过目标焦点后，控制光学镜组向第二方向移动；当光学镜组在目标焦点位置的两侧的设定区间内往复运动，且光学镜组在设定区间内的运动时长大于设定时长后，停止电机的工作，光学镜组停在目标焦点上，从而输出清晰的图像。本申请提供的图像采集装置、焦点调节装置及焦点调节方法，结构简单，操作方便，能够充分消除系统误差，保证成像的清晰度。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，另外，本申请附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。其中：图1是本申请所述图像采集装置第一种实施例的结构示意图；图2是本申请所述图像采集装置第二种实施例的结构示意图；图3是本申请所述图像采集装置第三种实施例的结构示意图；图4是本申请所述焦点调节装置第一种实施例的结构示意图；图5是本申请所述焦点调节装置第二种实施例的结构示意图；图6是本申请所述焦点调节装置第三种实施例的结构示意图。其中，图1至图6的附图标记与部件名称之间的对应关系为：电机11，移动装置12，齿轮组件121，螺纹杆122，移动架123，光学镜组13，角度检测装置14，控制装置15，距离检测装置16，滤波装置17，调整模块21，距离检测单元211，调整单元212，检测模块22，角度检测单元221，滤波单元222，控制模块23。...

【技术保护点】
1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：/n电机；/n移动装置，所述移动装置与所述电机连接；/n光学镜组，所述光学镜组设置在所述移动装置上；/n角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述电机的输出轴上，用于检测所述输出轴的旋转角度，并生成角度信号；以及/n控制装置，所述控制装置分别与所述电机及所述角度检测装置连接，所述控制装置根据所述角度信号控制所述电机的旋转方向及所述电机的停止。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：
电机；
移动装置，所述移动装置与所述电机连接；
光学镜组，所述光学镜组设置在所述移动装置上；
角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述电机的输出轴上，用于检测所述输出轴的旋转角度，并生成角度信号；以及
控制装置，所述控制装置分别与所述电机及所述角度检测装置连接，所述控制装置根据所述角度信号控制所述电机的旋转方向及所述电机的停止。


2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
距离检测装置，所述距离检测装置与所述控制装置连接，用于检测所述光学镜组与所述目标焦点之间距离，并生成距离信号；
所述控制装置根据所述距离信号控制所述电机的启动。


3.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
滤波装置，所述滤波装置分别与所述角度检测装置及所述控制装置连接，并设置在所述角度检测装置与所述控制装置之间；所述滤波装置用于对所述角度信号进行滤波降噪处理，所述控制装置接收经过处理滤波降噪处理的所述角度信号。


4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，
所述移动装置包括：齿轮组件，所述齿轮组件与所述电机连接；
螺纹杆，所述螺纹杆与所述齿轮组件连接；以及
移动架，所述移动架与所述螺纹杆螺纹连接，并可在所述螺纹杆上移动。


5.一种焦点调节装置，其特征在于，包括：
调整模块，所述调整模块用于控制电机带动光学镜组沿第一方向向目标焦点运动；
检测模块，所述检测模块用于检测所述电机的输出轴的旋转角度生成角度信号；以及
控制模块，所述控制模块用于根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带所述动光学镜组沿与所述第一方向相反的第二方向向所述目标焦点运动；所述控制模块根据所述角度信号判断所述光学镜组运动过所述目标焦点位置时，控制所述电机带动所述光学镜组沿所述第一方向向所述目标焦点运动；当所述光学镜组在所述目标焦点位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭青，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11