[發(fā)明專利]一種圖像采集裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011044425.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112217991B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號(hào): H04N5/232
• 分類號(hào): H04N5/232;H04N5/357
• 代理公司: 北京格允知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 李寧寧

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N圖像采集裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)方法，其中，圖像采集裝置包括電機(jī)、移動(dòng)裝置、光學(xué)鏡組、角度檢測(cè)裝置以及控制裝置。根據(jù)角度檢測(cè)裝置檢測(cè)的角度信號(hào)控制光學(xué)鏡組在目標(biāo)焦點(diǎn)位置的兩側(cè)的設(shè)定區(qū)間內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且光學(xué)鏡組在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后，停止電機(jī)的工作，光學(xué)鏡組停在目標(biāo)焦點(diǎn)上，從而輸出清晰的圖像。本申請(qǐng)?zhí)峁┑膱D像采集裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠充分消除系統(tǒng)誤差，保證成像的清晰度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像采集裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

紅外成像技術(shù)是利用目標(biāo)和背景自身紅外輻射的差異或它們對(duì)自然光源的反射差異來(lái)成像的，屬于被動(dòng)成像技術(shù)，因此具有較強(qiáng)的隱蔽性和抗干擾能力，應(yīng)用非常普遍。在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)時(shí)，通常采用大視場(chǎng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索。搜索到目標(biāo)后采用小視場(chǎng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，觀察目標(biāo)的細(xì)節(jié)。因此，在對(duì)目標(biāo)的探測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常要切換大小視場(chǎng)。通常切換視場(chǎng)方式有兩種：一種是徑向切換式，一種是軸向移動(dòng)式。徑向切換式是在垂直光軸方向切換光學(xué)鏡組，從而達(dá)到改變視場(chǎng)的目的。該方式切換機(jī)構(gòu)復(fù)雜，存在同軸誤差。軸向移動(dòng)式是在光軸方向移動(dòng)光學(xué)組件，進(jìn)而達(dá)到改變視場(chǎng)的目的。該方式切換機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，同軸度好，是常用的方式。軸向切換式是移動(dòng)中進(jìn)行焦點(diǎn)定位，存在定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。當(dāng)光學(xué)鏡組沒(méi)有定位在視場(chǎng)焦點(diǎn)上時(shí)，則探測(cè)到的目標(biāo)圖像模糊，影響對(duì)目標(biāo)的觀察。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)精準(zhǔn)、操作簡(jiǎn)單的圖像采集裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述至少之一的目的，本申請(qǐng)第一方面的實(shí)施例提供了一種圖像采集裝置，包括：電機(jī)；移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置與所述電機(jī)連接；光學(xué)鏡組，所述光學(xué)鏡組設(shè)置在所述移動(dòng)裝置上；角度檢測(cè)裝置，所述角度檢測(cè)裝置設(shè)置在所述電機(jī)的輸出軸上，用于檢測(cè)所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度，并生成角度信號(hào)；以及控制裝置，所述控制裝置分別與所述電機(jī)及所述距離檢測(cè)裝置連接，所述控制裝置根據(jù)所述角度信號(hào)控制所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向及所述電機(jī)的停止。

在其中的一些實(shí)施例中，圖像采集裝置還包括：距離檢測(cè)裝置，所述距離檢測(cè)裝置與所述控制裝置連接，用于檢測(cè)所述光學(xué)鏡組與所述目標(biāo)焦點(diǎn)之間距離，并生成距離信號(hào)；所述控制裝置根據(jù)所述距離信號(hào)控制所述電機(jī)的啟動(dòng)。

在其中的一些實(shí)施例中，圖像采集裝置還包括：濾波裝置，所述濾波裝置分別與所述角度檢測(cè)裝置及所述控制裝置連接，并設(shè)置在所述角度檢測(cè)裝置與所述控制裝置之間；所述濾波裝置用于對(duì)所述角度信號(hào)進(jìn)行濾波降噪處理，所述控制裝置接收經(jīng)過(guò)處理濾波降噪處理的所述角度信號(hào)。

在其中的一些實(shí)施例中，所述移動(dòng)裝置包括：齒輪組件，所述齒輪組件與所述電機(jī)連接；螺紋桿，所述螺紋桿與所述齒輪組件連接；以及移動(dòng)架，所述移動(dòng)架與所述螺紋桿螺紋連接，并可在所述螺紋桿上移動(dòng)。

在其中的一些實(shí)施例中，所述角度檢測(cè)裝置為電位器，所述控制裝置為FPGA芯片。

本申請(qǐng)第二方面的實(shí)施例提供了一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，包括：調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊用于控制電機(jī)帶動(dòng)光學(xué)鏡組沿第一方向向所述目標(biāo)焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；檢測(cè)模塊，所述檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述電機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度生成角度信號(hào)；以及控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)所述角度信號(hào)判斷所述光學(xué)鏡組運(yùn)動(dòng)過(guò)所述目標(biāo)焦點(diǎn)位置時(shí)，控制所述電機(jī)帶動(dòng)所述光學(xué)鏡組沿與所述第一方向相反的第二方向向所述目標(biāo)焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；所述控制模塊根據(jù)所述角度信號(hào)判斷所述光學(xué)鏡組運(yùn)動(dòng)過(guò)所述目標(biāo)焦點(diǎn)位置時(shí)，控制所述電機(jī)帶動(dòng)所述光學(xué)鏡組沿所述第一方向向所述目標(biāo)焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述光學(xué)鏡組在所述目標(biāo)焦點(diǎn)位置的兩側(cè)的設(shè)定區(qū)間內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且所述光學(xué)鏡組在設(shè)定區(qū)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后，所述控制模塊控制所述電機(jī)停止工作。

在其中的一些實(shí)施例中，所述檢測(cè)模塊包括：角度檢測(cè)單元，所述角度檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述電機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度生成角度信號(hào)；以及濾波單元，所述濾波單元用于對(duì)所述角度信號(hào)進(jìn)行濾波降噪處理。