專利名稱：一種無線自動聚焦系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動聚焦系統，尤其是涉及一種無線自動聚焦系統。
背景技術：
自動聚焦系統是一個閉環的控制系統，它包括信號的自動檢測和自動調整兩部分，相對于手動調焦，它具有操作方便，精度和效率較高的特點，但是其結構一般比較復雜，成本也比較高。傳統的自動聚焦系統可分為主動式自動聚焦系統和被動式自動聚焦系統兩類。主動式自動聚焦系統是利用發射紅外線或超聲波來度量被攝物的距離，自動聚焦系統根據所獲得的距離資料驅動鏡頭調節像距，從而完成自動聚焦；被動式自動聚焦系統是通過接受來自被攝物的信息，以電子視測或相位差檢測的方式完成自動聚焦。但是傳統的自動聚焦系統線路繁多，結構復雜，安裝過程比較繁瑣，容易受到外界環境的干擾，從而導致聚焦失準，圖像模糊。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種線路簡單，安裝方便，抗干擾性強的無線自動聚焦系統。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為一種無線自動聚焦系統，包括鏡頭和圖像顯示屏，還包括CXD傳感器、視頻同步分離模塊、AD采集模塊、自動聚焦驅動模塊、第一無線傳輸模塊、第二無線傳輸模塊、主控制器和副控制器，所述的鏡頭分別與所述的CCD傳感器和所述的自動聚焦驅動模塊連接，所述的CCD傳感器分別與所述的圖像顯示屏和所述的視頻同步分離模塊連接，所述的視頻同步分離模塊分別與所述的AD采集模塊和所述的副控制器連接，所述的AD采集模塊與所述的副控制器連接，所述的副控制器分別與所述的第一無線傳輸模塊和所述的自動聚焦驅動模塊連接，所述的第二無線傳輸模塊與所述的主控制器連接。所述的主控制器連接有TFT觸摸顯示屏。所述的視頻同步分離模塊主要由型號為LM1881的集成芯片及外圍電路組成，所述的AD采集模塊主要由型號為ADS828的集成芯片及外圍電路組成。所述的第一無線傳輸模塊主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成，所述的第二無線傳輸模塊主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成。所述的主控制器主要由型號為CorteX-M3的集成芯片及外圍電路組成，所述的副控制器主要由型號為Cortex-MO的集成芯片及外圍電路組成。所述的自動聚焦驅動模塊主要由型號為8050的PNP三極管、型號為8550的NPN三極管和基于L9110驅動芯片的H橋驅動電路組成。與現有技術相比，本實用新型的優點在于通過設置主控制器和副控制器配合聚焦方法，不僅可以實現近距離聚焦，還可以實現遠距離自動聚焦，通過設置的第一無線傳輸模塊和第二無線傳輸模塊的配合使用，利用無線通信技術實現圖像視頻信號及控制信號的無線傳輸，簡化了系統結構，避免了接線帶來的繁瑣操作，安裝方便，同時提高了對外界環境的抗干擾性；如果主控制器連接有TFT觸摸顯示屏，用戶可以根據要求對圖像聚焦加入人為的干預，適應性更強；如果主控制器采用型號為Cortex_M3的芯片，副控制器采用型號為Cortex-MO的芯片，其價位等同于8位MCU，而其卻擁有32處理器的性能，加快了數據處理速度，增強了聚焦效果，使其具有較高經濟實用性；如果AD采樣模塊采用型號為ADS828的芯片，可以豐富圖像視頻信號采集的點數，進一步提高了聚焦的精確度；如果自動聚焦驅動模塊通過基于L9110驅動芯片的H橋驅動電路輸出互補的PWM波，避免驅動信號間的競爭冒險，使得電機驅動控制更加平穩有效。
圖I為本實用新型的結構框圖；圖2為實用新型的AD采集模塊、第一無線傳輸模塊和副控制器的電路連接圖；圖3為本實用新型的自動聚焦驅動模塊的光圈控制單元電路圖；圖4為本實用新型的自動聚焦驅動模塊的電機驅動控制單元電路圖；圖5為本實用新型的工作流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖I所示，一種無線自動聚焦系統，包括鏡頭I、CXD傳感器2、圖像顯示屏3、視頻同步分離模塊4、AD采集模塊5、第一無線傳輸模塊6、自動聚焦驅動模塊7、副控制器8、第二無線傳輸模塊9和主控制器10，鏡頭I分別與CCD傳感器2和自動聚焦驅動模塊7連接，CXD傳感器2分別與圖像顯示屏3和視頻同步分離模塊4連接，視頻同步分離模塊4分別與AD采集模塊5和副控制器8連接，AD采集模塊5與副控制器8連接，副控制器8分別與第一無線傳輸模塊6和自動聚焦驅動模塊7連接，第二無線傳輸模塊9與主控制器10連接。上述具體實施例中，鏡頭I可以為10倍一體機，圖像顯示屏3可以為黑白顯示屏，視頻同步分離模塊4主要由型號為LM1881的集成芯片及外圍電路組成；如圖2所示，AD采集模塊5主要由型號為ADS828的集成芯片及外圍電路組成，第一無線傳輸模塊6主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成，第二無線傳輸模塊9主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成，副控制器8主要由型號為Cortex-MO的集成芯片及外圍電路組成，主控制器10主要由型號為Cortex-M3的集成芯片及外圍電路組成，Cortex-MO芯片和Cortex-M3芯片是市場上高性價比的ARM處理器，其價位等同于8位MCU，卻擁有32位處理器的性能，可以加快數據處理速度。上述具體實施例中，主控制器10可以連接有TFT觸摸顯示屏11，TFT觸摸顯示屏11作為一個用戶交互界面，用戶可以根據要求調整圖像的相關參數(圖像的亮度、分辨率、白平衡或者對比度等)，同時還可以對現場圖像再現，使用戶達到遠程監控的目的。上述具體實施例中，自動聚焦驅動模塊7主要包括光圈控制單元和電機驅動控制單元，具體電路如圖3和圖4所示。光圈控制單元主要控制DAMP+信號和DAMP-信號，
3.3V直流電壓通過22歐電阻直接與DAMP+信號端相連，3. 3V直流電壓與8050三極管的基極B相連，8050三極管的發射極E接地，8050三極管的集電極C與DAMP-信號端相連，當DAMP+信號端輸入高電平，DAMP-信號端輸入低電平，且滿足一定輸入功率時，光圈打開；電機驅動控制單元主要控制 DRIVE+，DRIVE-, FOCUS_A+，FOCUS_A_，FOCUS_B+ 和 FOCUS_B_ 信號，DRIVE+和DRIVE-信號的驅動原理及電路接法與DAMP+和DAMP-信號一致。兩個型號為L9110的驅動芯片控制F(XUS_A+和F(XUS_A-信號，其控制口 PA+，PA-與副控制器8的Cortex-MO芯片的IO 口相連，當PA+輸入高電平，PA-輸入低電平時A+輸出高電平，A-輸出低電平；當PA+輸入低電平，PA-輸入高電平時A+輸出低電平，A-輸出高電平；當PA+和PA-同時輸入高電平或低電平時，A+和A-均輸出輸出低電平。這樣，電機驅動控制單元不僅對IO 口的電流進行了放大，而且使兩個輸出端A+和A-不會同時輸出高電平，穩定的驅動步進電機，控制步進電機拉伸鏡頭1，調整聚焦位置，同時避免IO 口驅動出現的競爭冒險現象，F0CUS_B+和F0CUS_B-控制信號的驅動原理及電路接法與F0CUS_A+和F0CUS_A_信號一致。 如圖5所示，本實用新型的工作原理為鏡頭I將外界圖像信號攝入，通過C⑶傳感器2將圖像信號轉換為可數字處理的電信號，該電信號的一路送至圖像顯示屏3顯示，以此作為聚焦效果判斷最直觀的依據，該電信號的另一路送至視頻同步分離模塊4中分離出行同步信號和奇偶場同步信號，當副控制器8先后接收視頻同步分離電路4分離出的奇場同步信號(上升沿觸發)和行同步信號(上升沿觸發)時，將在PI01. 2輸出高電平，此時AD采集模塊5啟動，進行圖像數據采集，AD采集模塊5將采集到的數據通過并行數據傳輸IO 口送入副控制器8中緩存后再通過第一無線傳輸模塊6發送到第二無線傳輸模塊9中，第二無線傳輸模塊9將接收到的數據發送到主控制器10中，主控制器10的Cortex-M3芯片利用灰度差分算法對接收的圖像數據的清晰度進行分析，其算法表達式為
/⑴卜丨)，其中f⑴表示第i幅差分圖像，
C*_fJ
fi (x, y)表示/69在U，_F)像素點處的灰度值，/,.( 表示/69在Cr，_F_7)像素點處的灰度值，之6-人W表示/69在像素點處的灰度值。根據數字圖像處理理論圖像聚焦程度(即圖像是否清晰)主要由光強分布中高頻分量的多少決定，高頻分量少則圖像模糊，高頻分量豐富則圖像清晰，在空域表現為圖像的對比度變化明顯；可以得出采集的圖像越清晰，即f(i)值越大，就說明聚焦的效果越好；根據灰度差分算法得出當前/TiV值與前一次得出/Ti-W值進行比較，判斷圖像是否處于最佳聚焦狀態。當客戶不啟用TFT觸摸顯示屏Ii時，主控制器10根據灰度差分算法的數據得出步進電機調整的數據，并轉化為控制信號通過第二無線傳輸模塊9發送給第一無線傳輸模塊6，第一無線傳輸模塊6再將此控制信號傳輸給副控制器8，副控制器8根據此控制信號發出相應的PWM波控制信號至自動聚焦驅動模塊7中，自動聚焦驅動模塊7驅動步進電機調整鏡頭I進行自動聚焦；當客戶通過TFT觸摸顯示屏11調整了圖像的相關參數(圖像的亮度、分辨率、白平衡或者對比度等)，主控制器10根據該調整信息修改灰度差分算法的相應數據后轉化為控制信號通過第二無線傳輸模塊9發送給第一無線傳輸模塊6，第一無線傳輸模塊6再將此控制信號傳輸給副控制器8，副控制器8根據此控制信號發出相應的PWM波控制信號至自動聚焦驅動模塊7中，自動聚焦驅動模塊7驅動步進電機調整鏡頭I進行自動聚焦。·
權利要求1.一種無線自動聚焦系統，包括鏡頭和圖像顯示屏，其特征在于還包括CXD傳感器、視頻同步分離模塊、AD采集模塊、自動聚焦驅動模塊、第一無線傳輸模塊、第二無線傳輸模塊、主控制器和副控制器，所述的鏡頭分別與所述的CCD傳感器和所述的自動聚焦驅動模塊連接，所述的CCD傳感器分別與所述的圖像顯示屏和所述的視頻同步分離模塊連接，所述的視頻同步分離模塊分別與所述的AD采集模塊和所述的副控制器連接，所述的AD采集模塊與所述的副控制器連接，所述的副控制器分別與所述的第一無線傳輸模塊和所述的自動聚焦驅動模塊連接，所述的第二無線傳輸模塊與所述的主控制器連接。
2.根據權利要求I所述的一種無線自動聚焦系統，其特征在于所述的主控制器連接有TFT觸摸顯示屏。
3.3.根據權利要求I所述的一種無線自動聚焦系統，其特征在于所述的視頻同步分離模塊主要由型號為LM1881的集成芯片及外圍電路組成，所述的AD采集模塊主要由型號為ADS828的集成芯片及外圍電路組成。
4.根據權利要求I所述的一種無線自動聚焦系統，其特征在于所述的第一無線傳輸模塊主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成，所述的第二無線傳輸模塊主要由型號為NRF2401的集成芯片及外圍電路組成。
5.根據權利要求I所述的一種無線自動聚焦系統，其特征在于所述的主控制器主要由型號為Cortex-M3的集成芯片及外圍電路組成，所述的副控制器主要由型號為Cortex-MO的集成芯片及外圍電路組成。
6.根據權利要求I所述的一種無線自動聚焦系統，其特征在于所述的自動聚焦驅動模塊主要由型號為8050的PNP三極管、型號為8550的NPN三極管和基于L9110驅動芯片的H橋驅動電路組成。
專利摘要本實用新型公開了一種無線自動聚焦系統，包括鏡頭和圖像顯示屏，還包括CCD傳感器、視頻同步分離模塊、AD采集模塊、自動聚焦驅動模塊、第一無線傳輸模塊、第二無線傳輸模塊、主控制器和副控制器，鏡頭分別與CCD傳感器和自動聚焦驅動模塊連接，CCD傳感器分別與圖像顯示屏和視頻同步分離模塊連接，視頻同步分離模塊分別與AD采集模塊和副控制器連接，AD采集模塊與副控制器連接，副控制器分別與第一無線傳輸模塊和自動聚焦驅動模塊連接，第二無線傳輸模塊與主控制器連接；優點是簡化了系統結構，避免了接線帶來的繁瑣操作，安裝方便，同時提高了對外界環境的抗干擾性。
文檔編號H04N5/232GK202563147SQ20122006233
公開日2012年11月28日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者應博, 蔣金濤, 楊鳴, 俞偉康, 蔣浩 申請人:寧波大學