CN105511051A - 一种快速对焦的折叠式助视器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速对焦的折叠式助视器，包括带有转轴的结构支架，以及和底板垂直的摄像头，所述的结构支架的支架臂能够随转轴的转动打开或关闭，从而使摄像头和纸面的距离和转轴角度有对应的关系。对焦距离和摄像头的对焦马达的位移是一一对应，通过初始校准采样得到经验曲线；本发明从角度感知，到最终预设对焦马达的位移，达到快速对焦目的。

Description

一种快速对焦的折叠式助视器

技术领域

属于助视器领域，尤其是一种通过机构本身结构设计感知助视器摄像头到纸面的高度，并把高度反馈到摄像头，从而快速设置对焦马达的位置，实现快速对焦的折叠式助视器。

背景技术

传统的自动对焦，都是从固定预设值开始，根据采集的图像反馈不断迭代修改预设值，从而寻找到最清晰情况下的聚焦设定值。但是一般固定的预设值距离准确的聚焦设定值比较大，传统的对焦过程中摄像头需要累积移动很长的距离，而且过程中需要不停做反馈和调整，消耗的时间相对较长。也有些方法利用红外进行测距，提前测量出摄像头和被拍摄物的距离后，设置对焦参数后达到快速对焦，然后进行反馈微调。但是红外测距在不同物体表面的反射强度差别很大，对于白色、光滑的物体，反射比较强；黑色、粗糙的物体表面反射就相对比较弱，会影响到测距的精度，稳定性较差。因此，本实用采用计算角度和距离的数学关系获得摄像头和拍摄物的距离，测量结果比较精确，稳定性较高。

发明内容

本发明的任务是在摄像头对焦前，感知摄像头距离纸面的高度，通过预先的测量数据，计算出马达对焦相应的位置，实现快速自动对焦。

摄像头支架做开合动作时，利用传感器感知可折叠助视器打开的角度数据，并把数据传到数字信号微处理器DSP，数字信号微处理器DSP根据已知的臂长和内嵌的数学函数公式H=Asinα，算出摄像头到纸面的垂直高度。并经过查表和计算，推论出摄像头马达需要的对焦位置。在这个位置再做自动对焦，弥补微小的误差，就能找到最清晰的点。摄像头的对焦马达的曲线差别比较大，所以不能依赖相同的曲线来做距离和对焦位置的换算，因此为每个对焦马达测量距离和对焦位置的关系。用于本发明中从垂直高度到聚焦位置的查表。选取的测量点是有限的，共计10个点，且均匀的分布在最小高度到最大高度的范围，测量出结果后，每个点用直线连接，在直线上的每个点，除了有微小的偏差，基本上符合该马达的对焦曲线的。之后自动对焦在很小范围内的移动就能找到最清晰的点。

附图说明

图1快速对焦的整体支架结构框图

图2摄像头马达的位移和对焦距离之间的关系曲线图。

具体实施

解决技术问题的方案是：

如图1所示的支架结构，标注1表示支架臂，长度为A，标注2表示支架底板，支架臂和底板之间的夹角为α，标注4表示支架臂和底板之间的转轴，标注5表示放置于转轴内的角度传感器，标注6表示放置在支架横梁上的摄像头，横梁会持续保持和底板的水平，这样摄像头就始终和底板保持垂直，而垂直高度H是我们需要知道的摄像头和底盘之间的距离。所述的支架臂与底板之间通过转轴转动，支架臂与底板之间倾斜角度为α,通过转轴传感器能够知道α的度数。

当转动转轴时α的度数发生变化时。此时上述中的支架臂的长度不变,摄像头的垂直高度H的值就能通过公式得到：H=Asinα。摄像头对焦清晰时的对焦马达的对焦值为AF，通过预先的测量得到AF的位移和摄像头垂直高度H的关系。通过测量记录10个点，得到纸面高度H和AF关系图如图2所示，马达对焦位移AF和摄像头的关系是一条曲线，而我们记录的10个点落在这条曲线上。对于曲线的计算可以看成多段线性直线。线性直线的关系AF=k*H。已知线性直线上的两个点的坐标,计算得到k。例如，高度在a1和a2之间，对应的k=(a1-a2)/(h1-h2),算出当前线性直线的k值，同理可以通过上述函数可以计算其他8条线性直线的函数关系。

当转动转轴时，通过转轴传感器知道当前角度为α，计算得到H=Asinα,根据H的值，用得到高度H找到所属区间范围和对应的线性直线,将H带入AF=k*H,算出的AF作为初始值。摄像头对焦时在已有的初始值能够快速对焦。

通过以上方法得到的AF值和实际的对焦距离还有细微的偏差，当设置初始AF后，还需要做一下小范围的传统自动反馈对焦，不过这样的初始值设置已经能极大改进自动对焦的速度了。

本发明的益处：

本发明能够在镜头的自动对焦前，根据拍摄物的位置预置摄像头参数，最大限度缩短了自动对焦时间，使拍摄画面快速稳定清晰，没有从模糊到清晰这样的过程，大大提高视频观看的质量。

例如，模组摄像头对焦马达在对焦操作上基本上都是从零点开始，而最清晰的点对应马达位置在3000，从开始对焦到确定最清晰的点，随着马达位置的增加，画面慢慢变的清晰，到了3000后，我们还不能确定最清晰的点是3000，然后再增加，画面开始慢慢模糊，此时位置是3500，那我们就知道最清晰的点是3000，再让马达从3500的位置移动到3000，这是通常的对焦过程。由于对于距离未知，有时候对焦马达需要走过大部分的对焦范围，才能找到清晰的点，特别是在景物距离变化比较大时，初次对焦时，对焦过程比较明显。在对焦过程中，视频的画面是模糊的，这也给使用者不好的体验。

而本发明根据摄像头到纸面的高度，直接算出对焦马达的初始值。以便于在这基础上能够快速对焦,极大的节省对焦时间。以之前所述的例子，我们通过预设值已经已经能把位置定位在3000的位置，就不需要经过0到3500，再从3500到3000的过程，只需要在3000点附近做小范围的位置校准。

Claims (2)

1.一种快速对焦的折叠式助视器，包括数字信号微处理器DSP，角度传感器，摄像头，红外测距传感器和显示器；所述的助视器装置摄像头支架做开合动作时，利用所述的角度传感器感知可折叠助视器打开的角度数据，并把数据传到数字信号微处理器DSP，数字信号微处理器DSP根据已知的臂长和内嵌的数学函数公式H=Asinα，算出摄像头到纸面的垂直高度；同时预先绘制垂直高度和摄像头对焦位置的经验曲线图，并经过查表得出摄像头马达需要的对焦位置；等待马达驱动摄像头到达指定的对焦位置再做自动对焦，弥补微小的误差，就能找到最清晰的点，达到快速对焦的目的。

2.如权利要求1所述的经验曲线图，其特征在于：摄像头的对焦马达的曲线差别比较大，所以不能依赖相同的曲线来做距离和对焦位置的换算，因此为每个对焦马达测量距离和对焦位置的关系；用于本发明中从垂直高度到聚焦位置的查表，选取的测量点共计10个点，且均匀的分布在最小高度到最大高度的范围，测量出结果后，每个点用直线连接，在直线上的每个点，除了有微小的偏差，基本上符合该马达的对焦曲线的；之后自动对焦在很小范围内的移动就能找到最清晰的点。