0104] 當(dāng)光圈調(diào)節(jié)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光圈將隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而可調(diào)節(jié)位置的光圈左限位位置檢 測(cè)開(kāi)關(guān)4和光圈右限位位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)5安裝在所述圖像采集單元的下方，用于檢測(cè)從動(dòng)齒 輪3的位置；
[0105] 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主動(dòng)齒輪6帶動(dòng)從動(dòng)齒輪3,通過(guò)傳動(dòng)軸2帶動(dòng)傳動(dòng)軸主動(dòng)齒輪11， 傳動(dòng)軸主動(dòng)齒輪11將動(dòng)力傳送到光圈調(diào)節(jié)齒輪10。
[0106] 由于光圈節(jié)齒輪10固定在鏡頭的光圈調(diào)節(jié)環(huán)上，此時(shí)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)光圈的大小進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
[0107] 本裝置通常鏡頭的光圈調(diào)節(jié)范圍從完全關(guān)閉到完全打開(kāi)，在鏡頭上的調(diào)節(jié)環(huán)可旋 轉(zhuǎn)的范圍是一定的，調(diào)節(jié)到位之后就不可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)（這個(gè)范圍通常約為幾十度），為了適應(yīng) 所有的鏡頭光圈調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)精度，電機(jī)輸出的主動(dòng)動(dòng)齒輪與最終帶動(dòng)光圈調(diào)節(jié)的齒輪 之間的傳動(dòng)比例設(shè)計(jì)為η: 1，即電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)n°光圈調(diào)節(jié)圈轉(zhuǎn)動(dòng)Γ。本實(shí)施例中η優(yōu)選為 5〇
[0108] 由于通過(guò)兩次齒輪配合來(lái)調(diào)節(jié)光圈，其傳動(dòng)比η值選擇范圍大，甚至可達(dá)到10以 上。從動(dòng)齒輪3上設(shè)計(jì)有一個(gè)標(biāo)志位，該標(biāo)志位能被兩個(gè)位置傳感器探知，從而確定光圈的 調(diào)節(jié)達(dá)到了其左側(cè)或右側(cè)的極限位置。而雙傳動(dòng)器的作用下，即使圖像拍攝裝置斷電后重 啟，也能避免光圈被過(guò)度調(diào)節(jié)而損壞。
[0109] 在斷電狀態(tài)，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)光圈調(diào)節(jié)齒輪帶動(dòng)光圈至完全打開(kāi)狀態(tài)，查看此時(shí)從動(dòng)齒 輪3上的標(biāo)志位所處位置，并將最大位置限位開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)至該位置，使得限位開(kāi)關(guān)在此位置 被觸發(fā)，并且在將光圈調(diào)小該限位開(kāi)關(guān)立即復(fù)位，鎖緊該限位開(kāi)關(guān)；然后將手動(dòng)旋轉(zhuǎn)光圈調(diào) 節(jié)齒輪帶動(dòng)光圈至完全關(guān)閉狀態(tài)，查看此時(shí)從動(dòng)齒輪3上的標(biāo)志位所處位置，并將最大位 置限位開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)至該位置，使得限位開(kāi)關(guān)在此位置被觸發(fā)，并且在將光圈調(diào)大該限位開(kāi)關(guān) 立即復(fù)位，鎖緊該限位開(kāi)關(guān)。
[0110] 完成限位傳感器的位置調(diào)節(jié)配置，圖像拍攝裝置可以安全的進(jìn)行光圈自適應(yīng)調(diào) 節(jié)。作為優(yōu)先，所述限位單元為兩個(gè)位置傳感器，用于探測(cè)所述從動(dòng)齒輪3的標(biāo)志位。
[0111] 光圈的自適應(yīng)調(diào)節(jié)步驟如下：
[0112] (1)在當(dāng)前位置連續(xù)采集Ν幀圖像，本實(shí)用新型中Ν優(yōu)選為5。 1 '.
[0113] (2)統(tǒng)計(jì)采集的Ν幀圖像的平均亮度值k，λ =yΣ&、其中ΚΝ表示第Ν幀圖像 J1 ? 的平均亮度，是該幀圖像所有像素點(diǎn)的亮度均值。
[0114] (3)判斷平均亮度值k與亮度閾值之間的關(guān)系，亮度閾值有兩個(gè)，分別是高亮度閾 值Kb和低亮度閾值Kd。
[0115] 一般圖像的灰度值在某個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，圖像的細(xì)節(jié)保留的比較好，圖像表征清晰，對(duì) 于256級(jí)灰度圖像，本實(shí)用新型實(shí)施例這個(gè)范圍優(yōu)選為80~150,也就是Kb優(yōu)選為150,Kd 優(yōu)選為80。
[0116] 如果Kd<k彡Kb，表明當(dāng)前圖像的亮度符合要求。
[0117] 如果k<Kd，則表明當(dāng)前圖像偏暗，光圈值偏小。接下來(lái)判斷當(dāng)前光圈位置是否位 于最大，若已經(jīng)達(dá)到最大，則需要進(jìn)入曝光時(shí)間調(diào)節(jié)，曝光時(shí)間由運(yùn)算控制單元控制成像系 統(tǒng)完成。沒(méi)有達(dá)到最大光圈則控制電機(jī)向繼續(xù)打開(kāi)光圈的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度α，然后重復(fù) 第2步操作。本實(shí)用新型中α優(yōu)選值為〇. 225°。
[0118] 如果k>Kb，則表明當(dāng)前圖像偏亮，光圈值偏大。接下來(lái)判斷當(dāng)前光圈位置是否位 于最小，若已經(jīng)達(dá)到最小，則需要進(jìn)入曝光時(shí)間調(diào)節(jié)，曝光時(shí)間由運(yùn)算控制單元控制成像系 統(tǒng)完成。沒(méi)有達(dá)到最小光圈則控制電機(jī)向繼續(xù)關(guān)閉光圈的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度α，然后重復(fù) 第2步操作。
[0119] (4)對(duì)于進(jìn)入曝光時(shí)間調(diào)節(jié)的，先判斷當(dāng)前曝光時(shí)間t與成像系統(tǒng)曝光時(shí)間區(qū)域 (t_，t_)比較，對(duì)于圖像偏暗的，如果t+Λt不超過(guò)t_，貝1J增大曝光時(shí)間至t+Λt，并返回 第2步，否則反饋調(diào)節(jié)結(jié)果，報(bào)告環(huán)境光照條件過(guò)暗，超出調(diào)節(jié)范圍。對(duì)于圖像偏亮的，如果 t-Δt不超過(guò)t_，則減少曝光時(shí)間至t-Δt，并返回第2步，否則反饋調(diào)節(jié)結(jié)果，報(bào)告環(huán)境光 照條件過(guò)亮，超出調(diào)節(jié)范圍。
[0120] 本實(shí)施例的技術(shù)方案通過(guò)在當(dāng)前位置連續(xù)采集N幀圖像的平均亮度控制驅(qū)動(dòng)單 元驅(qū)動(dòng)光圈轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)自動(dòng)調(diào)整光圈，以拍攝出清晰的圖像，能實(shí)現(xiàn)對(duì)普通手動(dòng)光圈進(jìn)行自適 應(yīng)調(diào)節(jié)，具有普遍適應(yīng)性，能節(jié)約成本。
[0121] 注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì) 理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明 顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離 本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附 的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于，包括： 圖像采集單元、運(yùn)算控制單元、以及驅(qū)動(dòng)單元； 所述圖像采集單元用于根據(jù)圖像采集單元的手動(dòng)光圈在當(dāng)前鎖定的光圈值下時(shí)連續(xù) 拍攝圖像； 所述運(yùn)算控制單元用于根據(jù)所述圖像采集單元連續(xù)拍攝的N幀圖像確定環(huán)境亮度，若 所述環(huán)境亮度不滿足預(yù)設(shè)閾值條件，且所述手動(dòng)光圈的光圈值允許調(diào)節(jié)，則根據(jù)所述環(huán)境 亮度確定所述手動(dòng)光圈的光圈值，其中所述N為大于或等于1的整數(shù)； 所述驅(qū)動(dòng)單元用于將所述手動(dòng)光圈調(diào)整并鎖定在所述運(yùn)算控制單元所確定的光圈值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于，所述裝置還包括限位單 元，所述限位單元用于檢測(cè)所述手動(dòng)光圈的狀態(tài)是否達(dá)到最大限位或最小限位； 所述運(yùn)算控制單元具體用于若所述環(huán)境亮度不滿足預(yù)設(shè)閾值條件時(shí)，根據(jù)所述手動(dòng)光 圈的狀態(tài)以及所述環(huán)境亮度確定所述手動(dòng)光圈的光圈值。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元包括傳動(dòng) 軸、步進(jìn)電機(jī)、光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 步進(jìn)電機(jī)耦接在傳動(dòng)軸上，光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定安裝在傳動(dòng)軸上，光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在 所述圖像采集單元的光圈調(diào)節(jié)環(huán)； 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將動(dòng)力傳送傳動(dòng)軸上，送傳動(dòng)軸帶光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，光圈將隨之 調(diào)整。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于： 所述光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)齒輪（3)、主動(dòng)齒輪(6)、光圈調(diào)節(jié)齒輪（10)、傳動(dòng)軸主動(dòng) 齒輪（11)、以及帶座軸承（12); 所述限位單元包括光圈左限位位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)（4)、以及光圈右限位位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)（5); 所述裝置還包括電機(jī)安裝座（7)、固定環(huán)（9); 步進(jìn)電機(jī)（8)通過(guò)電機(jī)安裝座（7)固定在底板上，主動(dòng)齒輪（6)固定安裝在步進(jìn)電機(jī) (8)的輸出軸上，從動(dòng)齒輪（3)和傳動(dòng)軸主動(dòng)齒輪（11)均安裝在傳動(dòng)軸（2)上，傳動(dòng)軸（2) 用兩個(gè)帶座軸承（12)固定在底板上，光圈調(diào)節(jié)齒輪（10)通過(guò)固定環(huán)（9)固定在所述圖像 采集單元的光圈調(diào)節(jié)環(huán)； 當(dāng)光圈調(diào)節(jié)齒輪（10)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光圈將隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而可調(diào)節(jié)位置的光圈左限位位置檢測(cè) 開(kāi)關(guān)（4)和光圈右限位位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)（5)安裝在所述圖像采集單元的下方，用于檢測(cè)從動(dòng) 齒輪⑶的位置； 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)主動(dòng)齒輪（6)帶動(dòng)從動(dòng)齒輪（3)，通過(guò)傳動(dòng)軸（2)帶動(dòng)傳動(dòng)軸主動(dòng)齒 輪（11)，傳動(dòng)軸主動(dòng)齒輪（11)將動(dòng)力傳送到光圈調(diào)節(jié)齒輪（10)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于，所述運(yùn)算控制單元具體 用于： 當(dāng)所述環(huán)境亮度小于預(yù)設(shè)的第一亮度閥值且所述限位單元檢測(cè)所述手動(dòng)光圈的狀態(tài) 未達(dá)到最大限位，則確定調(diào)大所述手動(dòng)光圈的光圈值； 當(dāng)所述環(huán)境亮度大于預(yù)設(shè)的第二亮度閥值且所述限位單元檢測(cè)所述手動(dòng)光圈的狀態(tài) 未達(dá)到最大小限位，則確定調(diào)小所述手動(dòng)光圈的光圈值； 其中所述第一亮度閥值小于所述第二亮度閥值。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其特征在于，所述運(yùn)算控制單元還用 于： 當(dāng)所述環(huán)境亮度小于預(yù)設(shè)的第一亮度閥值且所述限位單元檢測(cè)所述手動(dòng)光圈的狀態(tài) 達(dá)到最大限位，則確定所述手動(dòng)光圈的光圈值不變且所述圖像采集單元的快門(mén)曝光時(shí)間延 長(zhǎng)；以及 當(dāng)所述環(huán)境亮度大于預(yù)設(shè)的第二亮度閥值且所述限位單元檢測(cè)所述手動(dòng)光圈的狀態(tài) 達(dá)到最小限位，則確定所述手動(dòng)光圈的光圈值不變且所述圖像采集單元的快門(mén)曝光時(shí)間減 少； 將所述圖像采集單元的快門(mén)曝光時(shí)間調(diào)整到所確定的快門(mén)曝光時(shí)間。
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種自適應(yīng)圖像拍攝裝置，其中自適應(yīng)圖像拍攝裝置包括圖像采集單元、運(yùn)算控制單元、以及驅(qū)動(dòng)單元；所述圖像采集單元用于根據(jù)圖像采集單元的手動(dòng)光圈在當(dāng)前鎖定的光圈值下時(shí)連續(xù)拍攝圖像；所述運(yùn)算控制單元用于根據(jù)所述圖像采集單元連續(xù)拍攝的N幀圖像確定環(huán)境亮度，若所述環(huán)境亮度不滿足預(yù)設(shè)閾值條件，且所述手動(dòng)光圈的光圈值允許調(diào)節(jié)，則根據(jù)所述環(huán)境亮度確定所述手動(dòng)光圈的光圈值；所述驅(qū)動(dòng)單元用于將所述手動(dòng)光圈調(diào)整并鎖定在所述運(yùn)算控制單元所確定的光圈值。本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案能實(shí)現(xiàn)對(duì)普通手動(dòng)光圈進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，能極大地減少光圈的頻繁調(diào)整的同時(shí)確保拍照質(zhì)量。
【IPC分類】H04N5/232, H04N5/235
【公開(kāi)號(hào)】CN205017430
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520706752
【發(fā)明人】鄧覽, 謝啟峰
【申請(qǐng)人】深圳中集天達(dá)空港設(shè)備有限公司, 中國(guó)國(guó)際海運(yùn)集裝箱(集團(tuán))股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月11日