[實用新型]一種用于紅外成像設備的全自動對焦裝置

有效

• 申請號: 201220636275.0
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN202940888U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 蔣曉陽;常佳
• 申請（專利權）人: 凱邁（洛陽）測控有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/33
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本實用新型涉及一種用于紅外成像設備的全自動對焦裝置。

背景技術

自動對焦是現代光學成像系統的一項重要技術，在它出現之前使用者在觀察不同目標時需要不斷以手動方式調整鏡頭焦距以獲得清晰的成像效果，同時由于人眼辨識能力的強弱，往往還無法調節至最佳。自動對焦技術的出現彌補了這個缺陷，他以自動方式快速、準確驅動電機至最佳對焦位置，讓用戶可以方便、迅捷的觀察和識別目標。

當前自動對焦技術已成為相機、攝像機、手機等產品的標準配置，但在紅外熱成像產業，由于其較高的技術門檻，加之紅外圖像自身的弱對比度、低信息量、少輪廓特征的特點，尚未出現大量的應用；但是，作為一種行業趨勢，針對紅外成像的自動對焦技術已被業內許多公司列入了科研計劃，甚至如行業領頭羊的高德、大立、艾睿、波普等公司均已有相關產品出現，但是在對焦精度、對焦速度和穩定性三個關鍵性能均處于摸索階段；同時，當前行業內研究的技術多屬于“半自動對焦”，即需要用戶進行手動開啟，才能進行自動對焦的處理。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于紅外成像設備的全自動對焦裝置，以解決現有技術中對焦方法在對焦精度、對焦速度和穩定性方面的不足。

為了實現以上目的，本實用新型所提供的用于紅外成像設備的全自動對焦裝置的技術方案如下：一種用于紅外成像設備的全自動對焦裝置，該裝置包括用于驅動調焦電機的自動調焦系統，所述自動調焦系統設有自動對焦開關和全自動對焦開關，所述自動調焦系統包括依次連接的用于緩存數字圖像信號的FIFO緩存器、用于處理數據的DSP微處理器和用于與調焦電機驅動連接的通訊控制模塊，所述DSP微處理器與通訊控制模塊雙向通訊連接。

所述自動調焦系統還包括A/D轉換器，所述A/D轉換器的輸出端與FIFO緩存器的信號輸入端連接。

本實用新型用于紅外成像設備的全自動對焦裝置及方法以自主設計的圖像質量判斷方法改善了對焦精度，并提高了針對弱目標（即對比度低的目標）的對焦能力，大大避免了對焦失敗情況的發生，同時通過改良電機驅動算法減少了對焦到位所需時間，提高了對焦的穩定性；并且在此基礎上，通過加入智能模式識別方法，實現了“全自動對焦”，即全程無須人為干預，自動判斷當前場景圖像特征并啟動對焦過程，從而使產品不僅可用于常見紅外觀察、測量、警戒等領域，亦可方便應用于無人值守下的圖像采集、記錄和分析，這在民用市場中的安防警戒、森林防火、工業測溫等行業，軍用市場中的高原監控、海島警戒、無人機巡察等方面均有較好的應用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型全自動對焦裝置的原理框圖；

圖2為本實用新型自動調焦系統的硬件原理圖；

圖3為本實用新型全自動對焦方法的流程圖。

具體實施方式

本實用新型用于紅外成像設備的全自動對焦裝置的原理框圖如圖1所示，由圖可知，該方法的自動對焦分為兩種模式：其一是“自動對焦”模式，此模式在人工判斷需要對焦時開啟，每次開啟只運行一次對焦流程至對焦到位停止；其二是“全自動對焦”模式，開啟后實時自適應判斷當前場景特征并自動啟動對焦流程，全程無須人工干預。

其中，兩種模式均用到的對焦流程如下所述：自動調焦系統通過熱像儀實時獲取視頻流中的數字或模擬圖像（同時具備兩類接口的處理能力），經過分析確定驅動電機狀態（正轉、反轉和停止），并驅動電機以改變鏡頭焦距，直到判斷當前為準焦位置時停止電機，對焦完畢。

本實用新型的自動對焦裝置包括用于驅動調焦電機的自動調焦系統，自動調焦系統設有自動對焦開關和全自動對焦開關，所述自動調焦系統包括依次連接的用于緩存數字圖像信號的FIFO緩存器、用于處理數據的DSP微處理器和用于與調焦電機驅動連接的通訊控制模塊，所述DSP微處理器與通訊控制模塊雙向通訊連接，自動調焦系統還包括AD轉換器，A/D轉換器的輸出端與FIFO緩存器的信號輸入端連接，如圖2所示。A/D轉換器負責將熱像儀輸出的模擬視頻流轉為數字信號后送入緩存器，若熱像儀具備輸出數字視頻條件則直接進入緩存器，不需要A/D轉換器；FIFO緩存器負責接收數字信號，緩存整幀后送至DSP微處理器；DSP微處理器為核心處理單元，它接收來自緩存器的視頻數據，根據當前選擇的模式進行處理和分析后確定電機驅動狀態，將狀態信息發給通訊控制模塊，同時它接收來自通訊控制模塊的“自動對焦”和“全自動對焦”模式開關命令；通訊控制接收一方面根據來自微處理器的電機驅動信號進行電機驅動，一方面接收外部的模式開關命令，并發給微處理器。