摘要：本文讨论了红外能量法二点式自动对焦系统． 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
接受的。由于一般摄影者只将照片扩印到5|，
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
红外能量法二点式自动对焦系统的各组
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。Www.yBaSk.COM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 ，
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．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 (1)
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 (2)
由于摄影铴距总是远大于镜头焦距，即1 》
f，则
“ 一f 一 。
代入(2)式得
a't 。一鲁·，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(1)求得．
状态 被摄物较近时 被

摄物较远时
v】 i八 f～ 。
v 0i }== 一：== 一 ‘ t
v，
v i
f ，
k kul f
． 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‘ r j
． ( + 如f)·
“ =了
(4) 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
(5) 反转点和近清晰点(单位 m)
：— 等 呵 ㈣
表1列出了应用公式(1)和(3)一
(6)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 不同反转点时的对焦点
和清晰范围 (单位：m)
0 fi h l k

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