专利名称：一种无线自动聚焦系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动聚焦系统，尤其是涉及一种无线自动聚焦系统。
背景技术：
自动聚焦系统是一个闭环的控制系统，它包括信号的自动检测和自动调整两部分，相对于手动调焦，它具有操作方便，精度和效率较高的特点，但是其结构一般比较复杂，成本也比较高。传统的自动聚焦系统可分为主动式自动聚焦系统和被动式自动聚焦系统两类。主动式自动聚焦系统是利用发射红外线或超声波来度量被摄物的距离，自动聚焦系统根据所获得的距离资料驱动镜头调节像距，从而完成自动聚焦；被动式自动聚焦系统是通过接受来自被摄物的信息，以电子视测或相位差检测的方式完成自动聚焦。但是传统的自动聚焦系统线路繁多，结构复杂，安装过程比较繁琐，容易受到外界环境的干扰，从而导致聚焦失准，图像模糊。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种线路简单，安装方便，抗干扰性强的无线自动聚焦系统。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种无线自动聚焦系统，包括镜头和图像显示屏，还包括CXD传感器、视频同步分离模块、AD采集模块、自动聚焦驱动模块、第一无线传输模块、第二无线传输模块、主控制器和副控制器，所述的镜头分别与所述的CCD传感器和所述的自动聚焦驱动模块连接，所述的CCD传感器分别与所述的图像显示屏和所述的视频同步分离模块连接，所述的视频同步分离模块分别与所述的AD采集模块和所述的副控制器连接，所述的AD采集模块与所述的副控制器连接，所述的副控制器分别与所述的第一无线传输模块和所述的自动聚焦驱动模块连接，所述的第二无线传输模块与所述的主控制器连接。所述的主控制器连接有TFT触摸显示屏。所述的视频同步分离模块主要由型号为LM1881的集成芯片及外围电路组成，所述的AD采集模块主要由型号为ADS828的集成芯片及外围电路组成。所述的第一无线传输模块主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成，所述的第二无线传输模块主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成。所述的主控制器主要由型号为CorteX-M3的集成芯片及外围电路组成，所述的副控制器主要由型号为Cortex-MO的集成芯片及外围电路组成。所述的自动聚焦驱动模块主要由型号为8050的PNP三极管、型号为8550的NPN三极管和基于L9110驱动芯片的H桥驱动电路组成。与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过设置主控制器和副控制器配合聚焦方法，不仅可以实现近距离聚焦，还可以实现远距离自动聚焦，通过设置的第一无线传输模块和第二无线传输模块的配合使用，利用无线通信技术实现图像视频信号及控制信号的无线传输，简化了系统结构，避免了接线带来的繁琐操作，安装方便，同时提高了对外界环境的抗干扰性；如果主控制器连接有TFT触摸显示屏，用户可以根据要求对图像聚焦加入人为的干预，适应性更强；如果主控制器采用型号为Cortex_M3的芯片，副控制器采用型号为Cortex-MO的芯片，其价位等同于8位MCU，而其却拥有32处理器的性能，加快了数据处理速度，增强了聚焦效果，使其具有较高经济实用性；如果AD采样模块采用型号为ADS828的芯片，可以丰富图像视频信号采集的点数，进一步提高了聚焦的精确度；如果自动聚焦驱动模块通过基于L9110驱动芯片的H桥驱动电路输出互补的PWM波，避免驱动信号间的竞争冒险，使得电机驱动控制更加平稳有效。
图I为本实用新型的结构框图；图2为实用新型的AD采集模块、第一无线传输模块和副控制器的电路连接图；图3为本实用新型的自动聚焦驱动模块的光圈控制单元电路图；图4为本实用新型的自动聚焦驱动模块的电机驱动控制单元电路图；图5为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图I所示，一种无线自动聚焦系统，包括镜头I、CXD传感器2、图像显示屏3、视频同步分离模块4、AD采集模块5、第一无线传输模块6、自动聚焦驱动模块7、副控制器8、第二无线传输模块9和主控制器10，镜头I分别与CCD传感器2和自动聚焦驱动模块7连接，CXD传感器2分别与图像显示屏3和视频同步分离模块4连接，视频同步分离模块4分别与AD采集模块5和副控制器8连接，AD采集模块5与副控制器8连接，副控制器8分别与第一无线传输模块6和自动聚焦驱动模块7连接，第二无线传输模块9与主控制器10连接。上述具体实施例中，镜头I可以为10倍一体机，图像显示屏3可以为黑白显示屏，视频同步分离模块4主要由型号为LM1881的集成芯片及外围电路组成；如图2所示，AD采集模块5主要由型号为ADS828的集成芯片及外围电路组成，第一无线传输模块6主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成，第二无线传输模块9主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成，副控制器8主要由型号为Cortex-MO的集成芯片及外围电路组成，主控制器10主要由型号为Cortex-M3的集成芯片及外围电路组成，Cortex-MO芯片和Cortex-M3芯片是市场上高性价比的ARM处理器，其价位等同于8位MCU，却拥有32位处理器的性能，可以加快数据处理速度。上述具体实施例中，主控制器10可以连接有TFT触摸显示屏11，TFT触摸显示屏11作为一个用户交互界面，用户可以根据要求调整图像的相关参数(图像的亮度、分辨率、白平衡或者对比度等)，同时还可以对现场图像再现，使用户达到远程监控的目的。上述具体实施例中，自动聚焦驱动模块7主要包括光圈控制单元和电机驱动控制单元，具体电路如图3和图4所示。光圈控制单元主要控制DAMP+信号和DAMP-信号，
3.3V直流电压通过22欧电阻直接与DAMP+信号端相连，3. 3V直流电压与8050三极管的基极B相连，8050三极管的发射极E接地，8050三极管的集电极C与DAMP-信号端相连，当DAMP+信号端输入高电平，DAMP-信号端输入低电平，且满足一定输入功率时，光圈打开；电机驱动控制单元主要控制 DRIVE+，DRIVE-, FOCUS_A+，FOCUS_A_，FOCUS_B+ 和 FOCUS_B_ 信号，DRIVE+和DRIVE-信号的驱动原理及电路接法与DAMP+和DAMP-信号一致。两个型号为L9110的驱动芯片控制F(XUS_A+和F(XUS_A-信号，其控制口 PA+，PA-与副控制器8的Cortex-MO芯片的IO 口相连，当PA+输入高电平，PA-输入低电平时A+输出高电平，A-输出低电平；当PA+输入低电平，PA-输入高电平时A+输出低电平，A-输出高电平；当PA+和PA-同时输入高电平或低电平时，A+和A-均输出输出低电平。这样，电机驱动控制单元不仅对IO 口的电流进行了放大，而且使两个输出端A+和A-不会同时输出高电平，稳定的驱动步进电机，控制步进电机拉伸镜头1，调整聚焦位置，同时避免IO 口驱动出现的竞争冒险现象，F0CUS_B+和F0CUS_B-控制信号的驱动原理及电路接法与F0CUS_A+和F0CUS_A_信号一致。 如图5所示，本实用新型的工作原理为镜头I将外界图像信号摄入，通过C⑶传感器2将图像信号转换为可数字处理的电信号，该电信号的一路送至图像显示屏3显示，以此作为聚焦效果判断最直观的依据，该电信号的另一路送至视频同步分离模块4中分离出行同步信号和奇偶场同步信号，当副控制器8先后接收视频同步分离电路4分离出的奇场同步信号(上升沿触发)和行同步信号(上升沿触发)时，将在PI01. 2输出高电平，此时AD采集模块5启动，进行图像数据采集，AD采集模块5将采集到的数据通过并行数据传输IO 口送入副控制器8中缓存后再通过第一无线传输模块6发送到第二无线传输模块9中，第二无线传输模块9将接收到的数据发送到主控制器10中，主控制器10的Cortex-M3芯片利用灰度差分算法对接收的图像数据的清晰度进行分析，其算法表达式为
/⑴卜丨)，其中f⑴表示第i幅差分图像，
C*_fJ
fi (x, y)表示/69在U，_F)像素点处的灰度值，/,.( 表示/69在Cr，_F_7)像素点处的灰度值，之6-人W表示/69在像素点处的灰度值。根据数字图像处理理论图像聚焦程度(即图像是否清晰)主要由光强分布中高频分量的多少决定，高频分量少则图像模糊，高频分量丰富则图像清晰，在空域表现为图像的对比度变化明显；可以得出采集的图像越清晰，即f(i)值越大，就说明聚焦的效果越好；根据灰度差分算法得出当前/TiV值与前一次得出/Ti-W值进行比较，判断图像是否处于最佳聚焦状态。当客户不启用TFT触摸显示屏Ii时，主控制器10根据灰度差分算法的数据得出步进电机调整的数据，并转化为控制信号通过第二无线传输模块9发送给第一无线传输模块6，第一无线传输模块6再将此控制信号传输给副控制器8，副控制器8根据此控制信号发出相应的PWM波控制信号至自动聚焦驱动模块7中，自动聚焦驱动模块7驱动步进电机调整镜头I进行自动聚焦；当客户通过TFT触摸显示屏11调整了图像的相关参数(图像的亮度、分辨率、白平衡或者对比度等)，主控制器10根据该调整信息修改灰度差分算法的相应数据后转化为控制信号通过第二无线传输模块9发送给第一无线传输模块6，第一无线传输模块6再将此控制信号传输给副控制器8，副控制器8根据此控制信号发出相应的PWM波控制信号至自动聚焦驱动模块7中，自动聚焦驱动模块7驱动步进电机调整镜头I进行自动聚焦。·
权利要求1.一种无线自动聚焦系统，包括镜头和图像显示屏，其特征在于还包括CXD传感器、视频同步分离模块、AD采集模块、自动聚焦驱动模块、第一无线传输模块、第二无线传输模块、主控制器和副控制器，所述的镜头分别与所述的CCD传感器和所述的自动聚焦驱动模块连接，所述的CCD传感器分别与所述的图像显示屏和所述的视频同步分离模块连接，所述的视频同步分离模块分别与所述的AD采集模块和所述的副控制器连接，所述的AD采集模块与所述的副控制器连接，所述的副控制器分别与所述的第一无线传输模块和所述的自动聚焦驱动模块连接，所述的第二无线传输模块与所述的主控制器连接。
2.根据权利要求I所述的一种无线自动聚焦系统，其特征在于所述的主控制器连接有TFT触摸显示屏。
3.3.根据权利要求I所述的一种无线自动聚焦系统，其特征在于所述的视频同步分离模块主要由型号为LM1881的集成芯片及外围电路组成，所述的AD采集模块主要由型号为ADS828的集成芯片及外围电路组成。
4.根据权利要求I所述的一种无线自动聚焦系统，其特征在于所述的第一无线传输模块主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成，所述的第二无线传输模块主要由型号为NRF2401的集成芯片及外围电路组成。
5.根据权利要求I所述的一种无线自动聚焦系统，其特征在于所述的主控制器主要由型号为Cortex-M3的集成芯片及外围电路组成，所述的副控制器主要由型号为Cortex-MO的集成芯片及外围电路组成。
6.根据权利要求I所述的一种无线自动聚焦系统，其特征在于所述的自动聚焦驱动模块主要由型号为8050的PNP三极管、型号为8550的NPN三极管和基于L9110驱动芯片的H桥驱动电路组成。
专利摘要本实用新型公开了一种无线自动聚焦系统，包括镜头和图像显示屏，还包括CCD传感器、视频同步分离模块、AD采集模块、自动聚焦驱动模块、第一无线传输模块、第二无线传输模块、主控制器和副控制器，镜头分别与CCD传感器和自动聚焦驱动模块连接，CCD传感器分别与图像显示屏和视频同步分离模块连接，视频同步分离模块分别与AD采集模块和副控制器连接，AD采集模块与副控制器连接，副控制器分别与第一无线传输模块和自动聚焦驱动模块连接，第二无线传输模块与主控制器连接；优点是简化了系统结构，避免了接线带来的繁琐操作，安装方便，同时提高了对外界环境的抗干扰性。
文档编号H04N5/232GK202563147SQ20122006233
公开日2012年11月28日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者应博, 蒋金涛, 杨鸣, 俞伟康, 蒋浩 申请人:宁波大学