實驗名稱:

液晶透鏡爬山自動對焦算法研究

研究方向：光學成像技術

實驗內(nèi)容:

液晶透鏡作為對焦元件，實現(xiàn)光學成像系統(tǒng)的自動對焦。

測試目的：測試液晶透鏡對焦精度。

測試設備:相機、鏡頭、函數(shù)發(fā)生器、高壓放大器、液晶透鏡。

實驗原理:

液晶透鏡是一種可電控調(diào)焦透鏡。利用液晶透鏡爬山法自動對焦則是通過電信號經(jīng)高壓放大器改變電壓驅動液晶透鏡來完成。整個對焦過程不需要任何的機械移動，可實現(xiàn)大范圍對焦，使成像系統(tǒng)進一步小型化成為可能。

實驗過程:

1. 液晶透鏡設置在成像系統(tǒng)，對不同位置的物體自動對焦（圖一）。

2.交流方波電信號經(jīng)過高壓放大器放大后驅動液晶透鏡（圖二）。

測試結果:

實驗最后采用邊緣能量梯度函數(shù)作為對焦評價函數(shù)，結合變步長設計的爬山搜索算法得到的自動對焦效果圖如圖 3與圖 4所示。圖3為成像系統(tǒng)拍攝的全景圖，場景中鸚鵡、老虎 t 斑馬的尺寸大小約為 4cm、10cm 和 18cm，分別位于距液晶透鏡 12cm、25cm及90cm處，其中綠色框代表 ROI 區(qū)域。此時自動對焦在全景的區(qū)域的鸚鵡身上，可以看到鸚鵡的像是清晰的，而其它的物體都是處于模糊的狀態(tài)。

（圖 3   自動對焦效果全景圖）

     圖 4 分別顯示了三個 ROI 區(qū)域對焦的效果圖， 成像區(qū)域內(nèi)的鸚鵡、老虎和斑馬實現(xiàn)了清晰對焦。

（圖4  各個 ROI 對焦狀態(tài)效果圖）

實驗結論:

   液晶透鏡爬山法自動對焦的具體分析方法和實施方案，分析并比較了在液晶透鏡調(diào)焦范圍內(nèi)，各種對焦評價函數(shù)的好壞，并提出了一種適應于液晶透鏡的對焦評價算子。液晶透鏡不需要任何的機械移動，功耗更低，且透鏡調(diào)焦范圍內(nèi)的各種調(diào)焦評價曲線性能良好。

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