CN113465886A - 一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统 - Google Patents

一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统 Download PDF

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刘红
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Abstract

本发明公开了一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其包括：工业相机，用于拍摄散斑图像，其镜头的调焦机构设置有调焦齿轮；舵机，其输出轴通过传动齿轮与所述调焦齿轮啮合；控制器，分别与所述工业相机以及所述舵机通信连接，用于计算所述散斑图像的清晰度，并根据清晰度的数值通过舵机调节所述工业相机的焦距，直到散斑图像的清晰度达到峰值。通过使用该自动调焦镜头，可以在镜头自动调焦这部分拍摄得到散斑程度最清晰的图案并且计算出准确的散斑对比度，减少了手动调焦的精度误差，使散斑测量的结果更加具有科学性和准确性。使用这种自动调焦方法会使测得的散斑对比度比人眼观察调焦更加的准确、可信、科学。

Description

一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统
技术领域
本发明涉及光电领域，具体涉及一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统。
背景技术
在激光显示散斑测量领域缺少自动对焦的技术方案。在该领域中，大多数仍是采用的固定测试距离进行工业相机对散斑的拍摄。还有些散斑测量的方法中确实也用到了镜头进行调焦，但是采用的手动的镜头调焦方式。对于散斑测量这种肉眼都很难察觉到的现象，手动调焦显然不能很好的确定精度。
具体的，由于激光的高度相干性，导致激光显示设备的散斑现象是无法完全消除的，散斑的现象如果过于明显会影响用户的实际观感，给用户带来不好的感受。散斑的测量过程中调焦对散斑测量结果有很大的影响。拍摄散斑的过程中需要对工业相机的镜头进行调焦。经过多次测量发现，即使人眼感受不到相机采集散斑图片的差异，手动调焦的精度误差对散斑的测量结果影响仍然较大。由人眼观察去判断拍摄到的散斑图案是否清晰本来就是一件很困难的事，时间一长造成人眼疲劳更是会形成误判。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其应用于激光显示行业领域的散斑测量中。可以在激光散斑测量前的对激光投影设备的自动调焦工作，提升了调焦的准确性和测试结果的科学性。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其包括：
工业相机，用于拍摄散斑图像，其镜头的调焦机构设置有调焦齿轮；
舵机，其输出轴通过传动齿轮与所述调焦齿轮啮合；
控制器，分别与所述工业相机以及所述舵机通信连接，用于计算所述散斑图像的清晰度，并根据清晰度的数值通过舵机调节所述工业相机的焦距，直到散斑图像的清晰度达到峰值。
本发明的进一步改进在于：所述调焦齿轮为环形齿轮，固定套设在镜头的调焦圈的外侧。
本发明的进一步改进在于：计算所述散斑图像的清晰度的过程中，对所述散斑图像采用拉普拉斯算子进行边缘检测，根据边缘强度确定所述散斑图像的清晰度。
本发明的优点是：通过使用该自动调焦镜头，可以在镜头自动调焦这部分拍摄得到散斑程度最清晰的图案并且计算出准确的散斑对比度，减少了手动调焦的精度误差，使散斑测量的结果更加具有科学性和准确性。使用这种自动调焦方法会使测得的散斑对比度比人眼观察调焦更加的准确、可信、科学。
附图说明
图1为用于激光显示散斑测量的自动对焦系统的立体视图；
图2为用于激光显示散斑测量的自动对焦系统的使用方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例：如图1所示，本发明的实施例包括一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其包括：工业相机10、舵机20。工业相机10用于拍摄散斑图像，其镜头11的调焦机构设置有调焦齿轮。舵机20的输出轴通过传动齿轮21与调焦齿轮12啮合。在一个具体实施例中，调焦齿轮12为环形齿轮，固定套设在镜头的调焦圈的外侧。
控制器分别与工业相机10以及舵机20通信连接，用于计算散斑图像的清晰度，并根据清晰度的数值通过舵机调节工业相机10的焦距，直到散斑图像的清晰度达到峰值。
在一个具体实施例中，控制器为通用计算机，控制器与舵机20的电机之间设置有电机驱动板。计算散斑图像的清晰度的过程中，对散斑图像采用拉普拉斯算子进行边缘检测，根据边缘强度确定所述散斑图像的清晰度。通常情况下，边缘越清晰锐利，散斑图像的清晰度越高。清晰度达到峰值后，即可采用工业相机10对散斑图像进行拍摄测量。
如图1、2所示，本实施例的装置应用在彩色散斑测量之前，其具体的使用方法包括：首先将工业相机放置再被测量的激光显示设备之前，开启工业相机拍摄散斑图案，电脑端显示实时的散斑清晰度值，根据散斑清晰度值电脑端控制高精度舵机进行缓慢转动，此时舵机上的齿轮带动镜头也同时进行转动进行镜头的调焦，观察此时的散斑清晰度值是否达到最大。如果散斑清晰度达到了峰值，就停止舵机的转动，结束镜头的自动调焦。如果散斑清晰度在达到峰值之后下降，就更改舵机的转动的方向，直至散斑清晰度回到峰值。
通过使用本自动调焦镜头，可以在镜头自动调焦这部分拍摄得到散斑程度最清晰的图案并且计算出准确的散斑对比度，减少了手动调焦的精度误差，使散斑测量的结果更加具有科学性和准确性。使用这种自动调焦方法会使测得的散斑对比度比人眼观察调焦更加的准确、可信、科学。
本实施例的舵机还可以由电脑控制设置舵机转动的微小角度和缓慢速度，更加提高了调焦的稳定性和准确性。本实施例使用的是具有减速装置的舵机驱动，无需设计减速装置。
以上的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其特征在于包括：
工业相机，用于拍摄散斑图像，其镜头的调焦机构设置有调焦齿轮；
舵机，其输出轴通过传动齿轮与所述调焦齿轮啮合；
控制器，分别与所述工业相机以及所述舵机通信连接，用于计算所述散斑图像的清晰度，并根据清晰度的数值通过舵机调节所述工业相机的焦距，直到散斑图像的清晰度达到峰值。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其特征在于：所述调焦齿轮为环形齿轮，固定套设在镜头的调焦圈的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光显示散斑测量的自动对焦系统，其特征在于，计算所述散斑图像的清晰度的过程中，对所述散斑图像采用拉普拉斯算子进行边缘检测，根据边缘强度确定所述散斑图像的清晰度。
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