红外能量法二点式自动对焦系统.docx

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1、红外能量法二点式自动对焦系统　　摘要：本文讨论了．对系统的结构和电路作7分析．导　　出7对焦系统6々设计计算公式。对能量绥自动对焦系统所特有6々误差——被摄物漫反射率变　　化；i入的误差作了较详细的分析，并提出j处理这个误差的重叠设计法　　l-引言　　目前，能量法二点式自动对焦系统已广　　泛应用在普及型照相机中，从理论上讲，用　　几个特定的对焦点只能使几个特定的摄影距　　离获得精晰的照片。在其它距离上的拍摄均　　将在底片上产生弥散园。因而，自动对焦必　　须是连续式的。但由于人限的分辨率有限．只　　要这个弥散园在一定范围内，人们还是可以　　

2、接受的。由于一般摄影者只将照片扩印到5

3、。　　而很少再放大．同时由于普及型照相机焦距　　较短，光圈数值较大，使得自动对焦的对焦　　点数减少到二点，仍能满足一般摄影要求，因　　而本文试就红外能量德二点式自动对焦系统　　作一讨论，包括结构和电路原理，对焦系统　　的设计计算，井分析漫反射率变化将给对焦　　带入的误差，最后提出处理该误差的方法　　2．结构l原理　　的各组　　成部分及其相互关系如图l所示红外发射　　元件可选用辐射功率较大的红外发光二极　　管．接收光电器件用红外光敏三极管。这两　　种器件通常可在市场上配对赡买。发射元件　　发射的红外脉

4、冲经发射透镜会聚在被摄物　　上，被披摄物漫反射后经接收透镜，由接收　　元件接收到。当被摄物较近时，接收元件接　　收到的光信号较强，最后控利电路输出状态　　{，使电磁铁吸台．摄影镜头在手按快门按　　钮时由于被电磁铁吸住而不髓转动，镜头对　　焦在近距离。反之，当被摄物较远时，接收　　到的信号较弱．控制电路输出状态⋯0．电　　磁铁不吸合，摄影镜头在手按快门按钮时在　　弹簧力作用下跟着转动，镜头便向底片面收　　缩，对焦在这距离。这两种状态分别保证了　　两段摄影范围获得清晰照片，实现自动对焦　　3．控制电路分析　　自动对焦控制电路如图2所示。k、k

5、。　　c和红外led组成了红外发射电路。k和　　k为联动开关，在准备状态时k闭合，k断　　开，电原e对主电容c充电。当按下照相机　　快门按钮时，k断开、k闭合、电容c快速　　向红外发光二极管led放电，led即发射出　　红外脉冲。红外脉冲经发射透镜照射到被摄　　物上·经技摄物漫反射后，被装在接收透镜　　后的红外光敏三极管接收，产生光电流。当　　披摄物离相机较近时，红外光敏三极管产生　　白争光电流较大，rt上压降v的交流成份较　　1　　大，经隔直、放大后的v：值将超过闷值电平　　vt。比较器a输出低电平。晶体管bg导遥·　　电磁铁mg吸合．

6、使快门按钮按下时摄影物　　镜不能转动。定焦在近对焦点．图中反馈二　　k总　　极管d在这里起了保持作用，以保证在信号　　结柬后仍能使v保持高电平．确保电磁铁吸　　合．　　田1自动对蔫系缱组成部分　　田2控埘电路原理田　　当被撮物离相机较远时，光敏三极管接　　收到的光信号较小，经光电转挽、隔直放大　　后的vt值很小．比较器az继续输出高电平t　　b0截止，电磁铁mi；不吸合．在快门按钮按　　下时摄影镜头转动，定焦在远对焦点．　　在完成一次摄影操作，或需重新对焦时。　　放开快门按钮、k重新合上、k断开、红外　　发射主电容c-再次充电，为下次发射

7、贮备能　　量．接收电路中由于晶体管bg-发射极断电　　而无榘电极电流，电磁铁复位。．　　圈3为控制电路各主要工作点在被摄物　　2　　远和近两种状态下的典型波形。　　4．对焦系统设计计算　　4．1选定反转点位置时的对焦点和清晰范　　围　　如图4所示．镜头焦距为f，光圈值为f　　在反转点时弥散园。即最大允许弥赦园为6o。　　反转点lln已确定．由高斯公式　　l粤仲一j　　并由几何关系．得远对焦点a与反转点t口　　的像方距离　　霉皋　　一筹·oa’一　　由于摄影铴距总是远大于镜头焦距，即1》　　f，则　　“一f一。　　代入式得　　a’t。一鲁·

8、，一如·　　再由几何关系　　“fm—ar=fj一f　　由高斯公式可得远对焦点位置　　l：=：￡：　　t"一f—l　　式中1可由式求得．　　状态被摄物较近时被摄物较远时　　v】i八f～。　　v0i}==一：==一‘t　　v。　　vi　　f。　　kkulf　　．t　　镜头对焦近远　　田3拉脚电路备主薹工作点典型波形　　田4物像关幕示意田　　同样可得远清晰点物距n。近对焦点m和近清晰点物距12　　3　　‘一‘rj　　．·　　“=了　　关键点也以f一4，f蝎和o·0　　为倒．。　　衰2不商远清晰距鼻时的对焦点　　反转点和近清晰点—等呵㈣　　表1列

9、出了应用公式和一　　的例子，设f一4，ff一35ram一　　0．08ram。　　4．2选定远清晰距离时的对焦点，反转点4　　和近清晰距离　　当远清晰距离1选定后，可以从下列公　　式　　衰1不同