相机自动调焦系统技术方案

一种相机自动调焦系统，包括用于测量待拍照的物体的高度的光幕、设置在相机上且可随着所述相机调焦部件的转动而转动，其具有用于遮挡光线的多个间隔性突起的遮光部件、相对所述遮光部件设置，用于将所述遮光部件的遮光状态转换为相应电信号的光电转换部件、用于根据所述光电转换部件的各电信号计算相机镜头的当前焦距，并根据所计算出相机镜头的当前焦距及所述光幕测出的待拍照的物体的高度计算相机焦距的调整值，并根据所述调整值发送相应的相机调焦信号的控制单元及用于根据所述相机调焦信号控制所述相机的调焦部件的转动以使所述相机的焦距符合拍摄所述待拍照的物体的需要的伺服电机，由此实现相机的自动调焦。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种相机自动调焦系统，特别涉及一种运用于物体高度可变的图像采集 的相机自动调焦系统。
技术介绍
相机的调焦是变焦图像采集系统中的一个重要的环节，由于图像采集系统需要根据物体 的高度不断实时调整相机的焦距，来获取高质量的图像。因此如何实现调焦系统迅速、准确 的调焦已成为本领域技术人员亟待解决的课题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种相机自动调焦系统，以实现相机快速准确的调焦。 为了达到上述目的，本技术提供的相机自动调焦系统包括用于测量待拍照的物体 的高度的光幕、设置在相机上且可随着所述相机调焦部件的转动而转动，其具有用于遮挡光 线的多个间隔性突起的遮光部件、相对所述遮光部件设置，用于将所述遮光部件的遮光状态 转换为相应电信号的光电转换部件、用于根据所述光电转换部件的各电信号计算相机镜头的 当前焦距，并根据所计算出相机镜头的当前焦距及所述光幕测出的待拍照的物体的高度计算 相机焦距的调整值，并根据所述调整值发送相应的相机调焦信号的控制单元、用于根据所述 相机调焦信号控制所述相机的调焦部件的转动以使所述相机的焦距符合拍摄所述待拍照的物 体的需要的伺服电机。其中，所述相机自动调焦系统还包括与所述控制单元相连接且用于当所述遮光部件转动 幅度超过最大转动幅度时发出停转信号的防过调单元，所述防过调单元为左右两对限位光电 管，所述光电转换部件为一对光电管，所述控制单元包括单片机及与所述单片机相连接且 用于控制所述光幕的光幕控制器，综上所述，本技术的相机自动调焦系统通过光幕对物体高度的测量及光电管对相机 当前焦距的测量以计算出相机焦距的调整值，进而控制伺服电机的转动以实现对相机焦距的 快速准确的调节。附图说明图1为本技术的相机自动调焦系统的基本结构示意图。图2为本技术的相机自动调焦系统的遮光部件的结构示意图。图3为本技术的相机自动调焦系统的遮光部件转动时光电转换部件的状态示意图。具体实施方式请参阅图1，本技术的相机自动调焦系统至少包括光幕、遮光部件、光电转换部件、 控制单元、伺服电机及防过调单元。所述光幕用于测量待拍照的物体的高度,因为所述光幕是由24对交叉对射的光电管组成， 每对光电管的位置间隔为2cm，光幕的测量精度lcm，当有物体遮挡住其中某几对光电管时， 通过判断遮挡光点管的位置，即可测量出物体的高度。所述遮光部件设置在相机上且可随着所述相机调焦部件的转动而转动，其具有用于遮挡 光线的多个间隔性突起，请参见图2，其为遮光部件的结构示意图，所述遮光部件呈齿轮状， 包括突起ll和凹陷13。所述光电转换部件相对所述遮光部件设置，用于将所述遮光部件的遮光状态转换为相应 电信号，在本实施方式中，其为一对光电管A与B，当所述遮光部件随调焦部件转动时，若突 起11转动至光电管前时则该光电管被遮挡，因此该光电管输出高电平，而当凹陷13转动至 光电管前时则该光电管未被遮挡，因此该光电管输出低电平，再请参见图3，其为遮光部件转 动时光电管的状态示意图，其中，灰块表示遮光部件的突起，白块表示遮光部件的凹陷，由 图4中可见，随着遮光部件的转动，光电管A、 B的距离为4. 5厘米，遮光部件的凹突宽度分 别为lcm,那么A、 B状态变化如图3所示为lx、 11、 11、 xl、 01、 01、 0x、 00、 00、 x0、 10、 10、 lx ，所以光电管A与B由状态ll经过不确定状态xl必然进入状态Ol，由状态01经过 不确定状态Ox必然进入状态OO，状态00经过不确定状态x0必然进入状态10，状态10经过 不确定状态lx必然进入状态ll, xl、 0x、 x0、 lx为光电管A及B分别处于遮住和被遮住的 临界状态，从此可以看出A、 B的实际状态变化必然为ll,Ol,OO,lO，lO,Ol……，而此编码的 好处是可以消除比如11和01之间出现10或00这样的跳变状态，从而能够精确的测量到每 个凹突的变化。所述控制单元用于根据所述光电转换部件的各电信号计算相机镜头的当前焦距，并根据所 计算出相机镜头的当前焦距及所述光幕测出的待拍照的物体的高度计算相机焦距的调整值， 并根据所述调整值发送相应的相机调焦信号，其包括单片机及与所述单片机相连接且用于控制所述光幕的光幕控制器，其中，光幕控制器根据预先的设定定时向光幕发送同步信号以使 光幕执行测量作业，并将光幕测量得到的物体高度及宽度信息送入单片机，在本实施方式中， 单片机为89C51型，它的几个与外部通信的1/0端口按照以下方式连接P30、 P31:用于与光幕控制器进行串口通信；POl、 P02、 P03:用于传送伺服电机控制信号；PIO、 Pll:用于接收遮光部件信号；P12、 P13 、 P14、 P15:用于接收防过调单元的信号。由于遮光部件两突起之间的间隔为lmm， 一对光电管八和8之间的间隔为4.5皿，所述控制 单元通过端口PIO、 Pll不断接收光电管对A及B状态值，根据对光电管状态值的累积计数 即可得到遮光部件的转动度数，由于遮光部件与相机的调焦部件连动，所以遮光部件的转动 度数即为相机的调焦部件的转动度数，根据相机初始化时相机的焦距，则可获得每次调焦后 的焦距，由此达到相机对待拍照的物体精确定位的要求,例如，若相机初始化后的焦距为0.5m, 在准备拍摄待拍照的物体前仅仅调焦一次，根据遮光部件对该次调焦的计数即可计算出该次 调焦部件的转动度数为5° ，根据调焦部件的转动度数与焦距变化值的换算关系即可获得当前 的焦距，所述单片机再根据相机的当前焦距和光幕测出的待拍照物体的高度根据一定的算法 计算出需要调整的焦距值，而且，在转动中，所述光电部件不断反馈相机经调焦后的当前状 态值，所述控制单元根据当前状态值不断的计算调整值，当调整值为0时发出伺服电机停止 转动的信号，由于调焦部件的转动度数与焦距变化值的换算关系及待拍照物体的高度与相机 焦距的关系都为本领域技术人员所知悉，在此不再详述。所述伺服电机用于根据所述相机调焦信号控制所述相机的调焦部件的转动以使所述相机 的焦距符合拍摄所述待拍照的物体的需要，其通过单片机的端口 POl、 P02、 P03接收控制相 机调焦信号，该信号可控制伺服电机的转向和转速。所述防过调单元与所述控制单元相连接且用于当所述遮光部件转动幅度超过最大转动幅 度时发出停转信号，其为左右两对限位光电管，即当相机的调焦部件向左转动幅度过大，进 而使连动的遮光部件的突起遮挡了一对左限位光电管，则所述一对左限位光电管输出高电平， 该高电平通过单片机端口P12、 P13传送至单片机，由此单片机即刻控制所述伺服电机使其停 转，同样，当相机的调焦部件向右转动幅度过大时，单片机通过端口P14、 P15接收到一对右 限位光电管的停转信号，即刻控制所述伺服电机使其停转。由上所述，本技术的相机自动调焦系统根据测量到的物体的高度及相机的当前焦距来控制伺服电机的转向和转速，进而实现对相机的自动快速准确的调焦，而且经过实际应用 表明相机自动调焦系统将焦距从0.5m调节至lm，耗时为100ms，可满足图像采集系统的实 时性要求。权利要求1.一种相机自动调焦系统，其特征在于包括光幕，用于测量待拍照的物体的高度；遮光部件，设置在相机上且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相机自动调焦系统，其特征在于包括：　　　　光幕，用于测量待拍照的物体的高度；　　　　遮光部件，设置在相机上且可随着所述相机调焦部件的转动而转动，其具有用于遮挡光线的多个间隔性突起；　　　　光电转换部件，相对所述遮光部件设置，用于将所述遮光部件的遮光状态转换为相应电信号；　　　　控制单元，用于根据所述光电转换部件的各电信号计算相机镜头的当前焦距，并根据所计算出相机镜头的当前焦距及所述光幕测出的待拍照的物体的高度计算相机焦距的调整值，并根据所述调整值发送相应的相机调焦信号；　　　　伺服电机，用于根据所述相机调焦信号控制所述相机的调焦部件的转动以使所述相机的焦距符合拍摄所述待拍照的物体的需要。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范生淼，
申请(专利权)人：上海邮政科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]