一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，包括測距模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，驅(qū)動(dòng)電路和液態(tài)鏡頭；測距模塊包括頻率源，延遲模塊，鎖相環(huán)，光波發(fā)生器，光波接收器和濾波模塊；頻率源發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器，光波發(fā)生器產(chǎn)生測量光波，將測量光波一部分發(fā)送給延遲模塊另一部分發(fā)射出去，光波接收器接收測量光波，接收到的反射回來的測量光波為反射光波，將反射光波發(fā)送給濾波模塊，將經(jīng)過延遲的測量光波和經(jīng)過濾波的反射光波輸入到鎖相環(huán)中，鎖相環(huán)輸出距離電壓信號(hào)；所述測距模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、驅(qū)動(dòng)電路和液態(tài)鏡頭依次電連接。本實(shí)用新型提高了對(duì)焦精度和提高對(duì)焦速度，簡化對(duì)焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、縮小對(duì)焦系統(tǒng)的體積、降低系統(tǒng)成本。
【專利說明】一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種對(duì)焦系統(tǒng)，特別涉及一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)及對(duì)焦系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)終端的迅猛發(fā)展，集成有照相機(jī)的移動(dòng)終端，特別是集成有高像素，帶有自動(dòng)對(duì)焦功能的移動(dòng)終端的需求量不斷增加。然而相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)焦過程都是通過多次調(diào)整才完成的,例舉幾種方法:
[0003]1.先設(shè)定一張參考圖片，設(shè)定動(dòng)態(tài)閥值，調(diào)整光學(xué)元件的焦距，最后定焦；
[0004]2.設(shè)定預(yù)定的對(duì)焦參考位置，焦距調(diào)整機(jī)構(gòu)在可調(diào)焦距范圍內(nèi)逐步調(diào)整焦距，捕獲圖片進(jìn)行分析，獲得最佳的聚焦位置，再控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將光學(xué)組件調(diào)整至最佳的聚焦位置；
[0005]3.先對(duì)環(huán)境進(jìn)行掃描，預(yù)測焦點(diǎn)可能的位置，再依次確認(rèn)焦點(diǎn)的具體位置；
[0006]4.先接收?qǐng)D像，判斷聚焦程度，然后控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在預(yù)判斷的聚焦區(qū)間進(jìn)行掃描，利用圖像分析處理系統(tǒng)判斷最佳對(duì)焦圖像后，控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將光學(xué)組件調(diào)整到最佳聚焦位置；
[0007]5.相對(duì)于變焦鏡頭的中心點(diǎn)位置向左或向右逐步比對(duì)，從而找到欲拍攝圖像的最大評(píng)價(jià)值，任何控制傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)將光學(xué)組件調(diào)整到最佳聚焦位置。
[0008]所有這些方法都有以下幾個(gè)缺點(diǎn):
[0009]1.對(duì)焦過程復(fù)雜，速度慢；
[0010]2.需要傳動(dòng)裝置(掃描驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和焦距調(diào)整機(jī)構(gòu))，從而增加了對(duì)焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制的復(fù)雜度，降低了對(duì)焦速度；
[0011]3.體積大，不輕便；
[0012]4.成本高。
[0013]上述缺點(diǎn)限制了帶有高像素、具有自動(dòng)對(duì)焦功能的移動(dòng)終端的發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0014]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可一步完成、增加對(duì)焦精度、提高對(duì)焦速度的基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)及對(duì)焦系統(tǒng)。
[0015]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，包括測距模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，驅(qū)動(dòng)電路和液態(tài)鏡頭；
[0016]所述測距模塊包括頻率源，延遲模塊，鎖相環(huán)，光波發(fā)生器，光波接收器和濾波模塊；
[0017]所述測距模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、驅(qū)動(dòng)電路和液態(tài)鏡頭依次電連接，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)測距模塊輸出的距離電壓信號(hào)，輸出物距值，并根據(jù)物距值得到驅(qū)動(dòng)電路的輸入值，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)輸入值調(diào)節(jié)輸出到液態(tài)鏡頭上的控制電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)液態(tài)鏡頭的焦距；[0018]所述頻率源發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器，光波發(fā)生器根據(jù)接收到的信號(hào)的頻率產(chǎn)生相應(yīng)頻率的測量光波，將一部分的測量光波發(fā)送給延遲模塊進(jìn)行延遲，另一部分測量光波發(fā)射出去，所述光波接收器接收遇到被測物體反射回來的測量光波，接收到的反射回來的測量光波為反射光波，將反射光波發(fā)送給濾波模塊進(jìn)行濾波，將經(jīng)過延遲的測量光波和經(jīng)過濾波的反射光波輸入到鎖相環(huán)中，鎖相環(huán)根據(jù)輸入的測量光波和反射光波的相位差，輸出距離電壓信號(hào)。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用鎖相環(huán)測發(fā)射光波和反射光波的相位差，算法簡單，精度高，成本低；利用液態(tài)鏡頭變焦，既有數(shù)字變焦法的小型、緊湊的優(yōu)點(diǎn)，又有光學(xué)變焦的高清晰分辨率，沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，使用簡單方便，對(duì)焦速度極快，對(duì)焦效果好，光波頻率可調(diào)，可滿足不同測距范圍的測距要求。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0021]進(jìn)一步，所述延遲模塊為延遲線或者移相器。
[0022]進(jìn)一步，所述光波發(fā)生器為紅外發(fā)射裝置，光波接收器為紅外接收裝置。
[0023]進(jìn)一步，所述光波發(fā)生器為激光發(fā)生器，光波接收器為激光接收器。
[0024]進(jìn)一步，所述光波發(fā)生器發(fā)射的測量光波的頻率與頻率源發(fā)出的信號(hào)的頻率相同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理模塊工作流程圖。
[0027]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0028]1、測距模塊，2、數(shù)據(jù)處理模塊，3、驅(qū)動(dòng)電路，4、液態(tài)鏡頭，1.1、頻率源，1.2、延遲模塊,1.3、鎖相環(huán)，1.4、光波發(fā)生器,1.5、光波接收器,1.6、濾波模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0030]如圖1所示，為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理模塊工作流程圖。
[0031]實(shí)施例1
[0032]一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，包括測距模塊1，數(shù)據(jù)處理模塊2，驅(qū)動(dòng)電路3和液態(tài)鏡頭4 ；
[0033]所述測距模塊I包括頻率源1.1，延遲模塊1.2，鎖相環(huán)1.3，光波發(fā)生器1.4，光波接收器1.5和濾波模塊1.6 ；
[0034]所述測距模塊1、數(shù)據(jù)處理模塊2、驅(qū)動(dòng)電路3和液態(tài)鏡頭4依次電連接，數(shù)據(jù)處理模塊2根據(jù)測距模塊I輸出的距離電壓信號(hào)，輸出物距值，并根據(jù)物距值得到驅(qū)動(dòng)電路3的輸入值，驅(qū)動(dòng)電路3根據(jù)輸入值調(diào)節(jié)輸出到液態(tài)鏡頭4上的控制電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)液態(tài)鏡頭4的焦距；
[0035]所述頻率源1.1發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器1.4，光波發(fā)生器1.4根據(jù)接收到的信號(hào)的頻率產(chǎn)生相應(yīng)頻率的測量光波，將一部分的測量光波發(fā)送給延遲模塊1.2進(jìn)行延遲，另一部分測量光波發(fā)射出去，所述光波接收器1.5接收遇到被測物體反射回來的測量光波，接收到的反射回來的測量光波為反射光波，將反射光波發(fā)送給濾波模塊1.6進(jìn)行濾波，將經(jīng)過延遲的測量光波和經(jīng)過濾波的反射光波輸入到鎖相環(huán)1.3中，鎖相環(huán)1.3根據(jù)輸入的測量光波和反射光波的相位差，輸出距離電壓信號(hào)。
[0036]所述延遲模塊1.2為延遲線或者移相器。
[0037]所述光波發(fā)生器1.4為紅外發(fā)射裝置，光波接收器1.5為紅外接收裝置。
[0038]所述光波發(fā)生器1.4為激光發(fā)生器，光波接收器1.5為激光接收器。
[0039]所述光波發(fā)生器1.4發(fā)射的測量光波的頻率與頻率源1.1發(fā)出的信號(hào)的頻率相同。
[0040]一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦方法，包括以下步驟:
[0041]步驟1:頻率源1.1發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器1.4 ；
[0042]步驟2:光波發(fā)生器1.4根據(jù)接收到的信號(hào)的頻率產(chǎn)生相應(yīng)頻率的測量光波，將一部分的測量光波發(fā)送給延遲模塊1.2進(jìn)行延遲，另一部分測量光波發(fā)射出去；
[0043]步驟3:所述光波接收器1.5接收遇到被測物體反射回來的測量光波，接收到的反射回來的測量光波為反射光波，將反射光波發(fā)送給濾波模塊1.6進(jìn)行濾波；
[0044]步驟4:將經(jīng)過延遲的測量光波和經(jīng)過濾波的反射光波輸入到鎖相環(huán)1.3中，鎖相環(huán)1.3根據(jù)輸入的測量光波和反射光波的相位差，輸出距離電壓信號(hào)；
[0045]步驟5:數(shù)據(jù)處理模塊2根據(jù)測距模塊I輸出的距離電壓信號(hào)，輸出物距值，并根據(jù)物距值得到驅(qū)動(dòng)電路3的輸入值，驅(qū)動(dòng)電路3根據(jù)輸入值調(diào)節(jié)輸出到液態(tài)鏡頭4上的控制電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)液態(tài)鏡頭4的焦距。
[0046]所述延遲模塊1.2為延遲線或者移相器。
[0047]所述光波發(fā)生器1.4為紅外發(fā)射裝置，光波接收器1.5為紅外接收裝置。
[0048]所述光波發(fā)生器1.4為激光發(fā)生器，光波接收器1.5為激光接收器。
[0049]所述光波發(fā)生器1.4發(fā)射的測量光波的頻率與頻率源1.1發(fā)出的信號(hào)的頻率相同。
[0050]在具體實(shí)施中，參見圖1，測距模塊I中，頻率源1.1發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器1.4，光波發(fā)生器1.4產(chǎn)生相應(yīng)頻率的光波，光波遇到被測物體反射回來，光波接收器
1.5接收反射波，并交給濾波模塊1.6處理，除去自然光的干擾。發(fā)射光波一部分傳給延遲模塊1.2，延遲模塊會(huì)延遲發(fā)射光波的信號(hào)，其延遲時(shí)間等于反射光經(jīng)過濾波模塊所需的時(shí)間，具體變現(xiàn)為發(fā)生光波經(jīng)過延遲模塊以后會(huì)產(chǎn)生相位偏差。濾波后的反射光與經(jīng)延遲模塊1.2延遲的發(fā)射光作為鎖相環(huán)1.3的兩個(gè)輸入信號(hào)。鎖相環(huán)1.3輸出與輸入信號(hào)的相位差成正比的電壓信號(hào)，將該信號(hào)交給數(shù)據(jù)處理模塊2處理。
[0051]參見圖2，數(shù)據(jù)處理模塊2是以單片機(jī)為核心的電路，在單片機(jī)中建立查找表I和查找表2。查找表I接收鎖相環(huán)輸出的電壓信號(hào)的電壓值，輸出對(duì)應(yīng)的物距值；再將計(jì)算得到的物距值輸入到查找表2，輸出液態(tài)鏡頭的驅(qū)動(dòng)電路3的輸入值。單片機(jī)中的兩個(gè)查找表表內(nèi)的值是通過實(shí)驗(yàn)測定的，測定η個(gè)不同的物距值下，鎖相環(huán)的輸出電壓值，并將這η對(duì)電壓-物距值寫到查找表I內(nèi)，η不小于50，η越大測量越精確。在測距時(shí)，測出的鎖相環(huán)的電壓值不在查找表I中時(shí)，采用插值法計(jì)算其對(duì)應(yīng)的距離值；查找表2是通過光學(xué)透鏡中物距、相距、焦距滿足的關(guān)系式，液態(tài)鏡頭驅(qū)動(dòng)芯片中輸入值與輸出電壓值的關(guān)系來確定的。
[0052]液態(tài)鏡頭的驅(qū)動(dòng)電路3的核心部分是液態(tài)鏡頭的驅(qū)動(dòng)芯片，給驅(qū)動(dòng)芯片寫入不同的值，會(huì)輸出相應(yīng)的液態(tài)鏡頭的控制電壓。
[0053]驅(qū)動(dòng)電路3輸出控制液態(tài)鏡頭4的電壓，改變鏡片的曲率，從而改變鏡片的焦點(diǎn)，使鏡片的焦距達(dá)到最佳焦距。
[0054]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于鎖相環(huán)的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于:包括測距模塊(I)，數(shù)據(jù)處理模塊(2)，驅(qū)動(dòng)電路(3)和液態(tài)鏡頭(4)； 所述測距模塊(I)包括頻率源(1.1)，延遲模塊(1.2)，鎖相環(huán)(1.3)，光波發(fā)生器(1.4)，光波接收器(1.5)和濾波模塊(1.6); 所述測距模塊(I)、數(shù)據(jù)處理模塊(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)和液態(tài)鏡頭(4)依次電連接，數(shù)據(jù)處理模塊(2)根據(jù)測距模塊(I)輸出的距離電壓信號(hào)，輸出物距值，并根據(jù)物距值得到驅(qū)動(dòng)電路(3)的輸入值，驅(qū)動(dòng)電路(3)根據(jù)輸入值調(diào)節(jié)輸出到液態(tài)鏡頭(4)上的控制電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)液態(tài)鏡頭(4)的焦距； 所述頻率源(1.1)發(fā)出頻率恒定的信號(hào)給光波發(fā)生器(1.4)，光波發(fā)生器(1.4)根據(jù)接收到的信號(hào)的頻率產(chǎn)生相應(yīng)頻率的測量光波，將一部分的測量光波發(fā)送給延遲模塊(1.2)進(jìn)行延遲，另一部分測量光波發(fā)射出去，所述光波接收器(1.5)接收遇到被測物體反射回來的測量光波，接收到的反射回來的測量光波為反射光波，將反射光波發(fā)送給濾波模塊(1.6)進(jìn)行濾波，將經(jīng)過延遲的測量光波和經(jīng)過濾波的反射光波輸入到鎖相環(huán)(1.3)中，鎖相環(huán)(1.3)根據(jù)輸入的測量光波和反射光波的相位差，輸出距離電壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于:所述延遲模塊(1.2)為延遲線或者移相器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于:所述光波發(fā)生器(1.4)為紅外發(fā)射裝置，光波接收器(1.5)為紅外接收裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于:所述光波發(fā)生器(1.4)為激光發(fā)生器，光波接收器(1.5)為激光接收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的液態(tài)鏡頭對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于:所述光波發(fā)生器(1.4)發(fā)射的測量光波的頻率與頻率源(1.1)發(fā)出的信號(hào)的頻率相同。
【文檔編號(hào)】G02B26/00GK203658667SQ201420037113
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】高俊雄, 易開軍 申請(qǐng)人:武漢虹識(shí)技術(shù)有限公司