自動光圈及P IRIS原理

2021-08-19 20:19:14 字數 2326 閱讀 1948

光圈:

光圈的作用是調節透過鏡頭的光的數量。如果沒有光圈,在非常明亮的環境中,影象可能變得太亮,相反則太亮。同時光圈還會影響影象的景深和銳度。光圈越大,景深越淺。

dc-iris原理及問題:

自動光圈能夠根據光線亮度的變化自動調節光圈孔。早期的dc-iris只是單純的根據光線亮度來調節光圈,並沒有考慮光圈對其他影象因素(光圈)的影響。dc-iris只知道根據光線亮度來開啟或關閉光圈,不能提供給攝像機光圈的位置,因此無法有效控制光圈大小以優化影象質量。

p-iris工作原理:

p-iris是通過控制p-iris鏡頭中的步進電機動態精確的控制光圈大小。與dc-iris的主要任務是不停的調節光圈大小不同,p-iris的主要目的是設定最佳光圈位置,以便大部分鏡頭中心及效果最佳的部分得到使用,在此位置光學誤差大大減小,從而提高影象質量。

p-iris需要與增益**時間相配合來管理光線的微小變化從而進一步優化影象質量,使最佳光圈位置保留盡可能長的時間。但超過增益和**時間的調節能力時,p-iris再調節光圈到不同位置。

一種光圈p-iris控制方法及步驟:

a)、將光圈調整至最佳光圈位置;

b)、獲取當前鏡頭的快門,增益及亮度值;

c)、判斷快門、增益在設定範圍內可調節時,轉到步驟f;若增益為0,快門在設定範圍內最大值時,則轉到步驟d;

d)、判斷獲取的亮度值與設定亮度的差值是否超過設定的閾值,是則執行步驟e,否則轉回步驟b;

e)、判斷獲取的亮度值與設定亮度的差值大於閾值則根據預設調節量調整縮小光圈後轉回步驟b,小於閾值則根據預設調節量調整擴大光圈後轉回步驟b;

f)、將光圈調整至最佳光圈位置後轉回步驟b;

上述方法中,所述步驟f具體包括,

f1)、判斷增益及快門是否低於設定的閾值,是則轉到步驟f2,否則轉到步驟f3;

f2)、將光圈調整至最佳光圈位置,轉回步驟b;

f3)、根據預設調節量調整擴大光圈,轉回步驟b;

上述方法中,所述步驟c中,判斷快門、增益在設定範圍內可調節時,設定光圈動作標誌為0;若增益為0,快門在設定範圍內最大值時設定光圈動作標誌為1;

上述方法中,所述步驟d具體包括,

d1)、判斷獲取的亮度值與設定亮度的差值是否超過設定的閾值,否則轉回步驟b;是則轉到步驟d2;

d2)、在預設時間內連續判斷根據亮度值與設定亮度的差值是否均超過設定閾值,否則轉回步驟b,是則轉到步驟e;

上述方法中,所述步驟d2通過步驟d3轉到步驟e;所述步驟d3為判斷是否出現反覆,是則減小預設調節量而後轉回步驟b,否則直接轉回步驟b。

p-iris想要實現的乙個關鍵點是需要知道光圈當前的位置情況。這有兩種方式,

1、控制光圈的是步進電機,步進電機可通過計算電機走的步數來計算當前位置。

2、控制光圈的是直流電機,這就需要通過hall感測器來檢測當下位置。下面著重介紹這種方式。

霍爾元件原理:

在一塊通電的半導體薄片上,加上和**表面垂直的磁場b,在薄片的橫向兩側會出現乙個電壓,如圖中的vh,這種現象就是霍爾效應,是由科學家愛德文·霍爾在2023年發現的。vh稱為霍爾電壓。

在**上作四個電極,其中c1、c2間通以工作電流i,c1、c2稱為電流電極,c3、c4間取出霍爾電壓vh,c3、c4稱為敏感電極。將各個電極焊上引線,並將**用塑料封裝起來,就形成了乙個完整的霍爾元件。

當改變光圈大小,就改變了磁場的強度,從而改變了感應電壓。

(理論上,hall感測器的激勵和訊號,即c1、c2和c3、c4是可以互換的。當l和w相等,並且導體的各方向的導電係數等相同,其他條件不變的情況下,產生的霍爾電壓應該相同)

想詳細了解霍爾感測器,可訪問:

光圈控制環路:

v+和v-給霍爾感測器提供了乙個偏置電流,在h+和h-端產生感應電壓。感應電壓vh經過差分放大後,對其進行adc取樣,最後通過pid演算法對光圈直流電機進行控制。

自動公升級的原理及實現

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