logo
Shenzhen Huachuang Micro Vision Technology Co., Ltd.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
bahasa indonesia
Σφραγίδα Σφραγίδα
Λεπτομέρειες για το blog
Created with Pixso. Σπίτι Created with Pixso. Μπλογκ Created with Pixso.

Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους

Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους

2025-07-09

τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  0

Από βιομηχανικές δοκιμές έως απομακρυσμένη υγειονομική περίθαλψη, η εστίαση ακριβείας επιπέδου χιλιοστού του δευτερολέπτου καθοδηγείται από τριπλή συνεργασία σε οπτικά, ηλεκτρονικά και αλγορίθμους.
Όταν ξεκινάμε μια τηλεδιάσκεψη ή σαρώνουμε ένα έγγραφο με το τηλέφωνό μας, η κάμερα USB μπορεί να παρουσιάσει άμεσα μια καθαρή εικόνα, η οποία οφείλεται στη χρήση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης. Αυτή η φαινομενικά απλή λειτουργία είναι στην πραγματικότητα μια ακριβής συνεργασία οπτικού σχεδιασμού, ηλεκτρονικού ελέγχου και λήψης αποφάσεων με αλγόριθμους. Από τα παραδοσιακά modules φακών που κινούνται από κινητήρες βημάτων έως τους επαναστατικούς υγρούς φακούς και τη μεταφορά της τεχνολογίας καμερών κινητών τηλεφώνων σε κάμερες USB, η τεχνολογία αυτόματης εστίασης έχει αναπτύξει πολλαπλές τεχνολογικές διαδρομές για την κάλυψη των αναγκών διαφορετικών σεναρίων.


τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  1

1, Η βασική αρχή της αυτόματης εστίασης: ένας κλειστός βρόχος οπτικών, αξιολόγησης και εκτέλεσης


Το βασικό καθήκον της αυτόματης εστίασης είναι να εστιάσει με ακρίβεια το προσπίπτον φως στο φωτοευαίσθητο στοιχείο ρυθμίζοντας την απόσταση μεταξύ του φακού και του αισθητήρα εικόνας.
Η υλοποίηση αυτού του στόχου μέσω καμερών USB βασίζεται στη συνεργατική εργασία τριών μεγάλων modules:


Σύστημα οπτικής απόκτησης: Ο φακός, το φίλτρο και ο αισθητήρας εικόνας CMOS (όπως το module 12 megapixel OIS12M) είναι υπεύθυνοι για την καταγραφή του ακατέργαστου φωτός και τη μετατροπή του σε ηλεκτρικά σήματα. Όταν το φως διαθλάται μέσω του φακού, σχηματίζει μοτίβα παρεμβολής στον αισθητήρα απεικόνισης και η διαφορά φάσης (τιμή PD) αυτών των μοτίβων παρεμβολής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της θέσης του εστιακού σημείου.


Σύστημα αξιολόγησης σαφήνειας: Μετά την απόκτηση δεδομένων εικόνας μέσω μιας διεπαφής USB, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί τον Γρήγορο Μετασχηματισμό Fourier (FFT) ή διαφορικές λειτουργίες για τον υπολογισμό του φάσματος πλάτους ή των δεδομένων ευκρίνειας των άκρων - αυτά ονομάζονται Λειτουργίες Αξιολόγησης Σαφήνειας Εικόνας (FV). Η τιμή FV λαμβάνεται μέσω της ανάλυσης της αντίθεσης της εικόνας, η οποία ουσιαστικά υπολογίζει τη διαφορά κλίμακας του γκρι μεταξύ γειτονικών pixel. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο πιο καθαρή είναι η εικόνα.


Μηχανισμός εκτέλεσης: Σύμφωνα με τις οδηγίες του συστήματος λήψης αποφάσεων, η συσκευή οδήγησης (κινητήρας βημάτων/κινητήρας VCM/υγρός φακός) μετακινεί τη θέση του φακού. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας βημάτων θα κινήσει τον φακό προς τα εμπρός και προς τα πίσω μέσω ενός συνόλου γραναζιών μετάδοσης, με ακρίβεια έως και μικρόμετρα. Οι κινητήρες φωνητικών πηνίων VCM βασίζονται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για την επίτευξη ακριβούς μετατόπισης. Η όλη διαδικασία ελέγχου κλειστού βρόχου μπορεί να συνοψιστεί ως: καταγραφή εικόνων → υπολογισμός σαφήνειας → ρύθμιση του φακού → επαλήθευση του εφέ → κλείδωμα της εστίασης. Όταν το σύστημα ανιχνεύσει αποεστίαση, θα ενεργοποιήσει αμέσως αυτή τη διαδικασία για να διασφαλίσει ότι η εικόνα αποκαθίσταται στην καθαρότητα.


2, Τεχνολογική διαδρομή υλοποίησης: Από τα παραδοσιακά γρανάζια στην επανάσταση των υγρών
(1). Παραδοσιακό μηχανικό σύστημα οδήγησης: Η άνοδος και η πτώση των κινητήρων βημάτων
Οι πρώτες κάμερες USB χρησιμοποιούσαν συνήθως έναν συνδυασμό κινητήρων βημάτων και συνόλων γραναζιών μετάδοσης. Το πρωτότυπο που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Zhejiang χρησιμοποιεί το τσιπ αισθητήρα OV7620. Αφού ο υπολογιστής αναγνωρίσει την αποεστίαση, στέλνει ένα παλμικό σήμα στο κύκλωμα οδήγησης του κινητήρα (όπως το τσιπ PIC16C73A) μέσω της διεπαφής USB. Ο κινητήρας περιστρέφεται σε μια σταθερή γωνία (όπως 1,8 °) κάθε φορά που λαμβάνει έναν παλμό και η περιστροφική κίνηση μετατρέπεται σε γραμμική μετατόπιση του φακού μέσω οδήγησης με σκουλήκι ή οδήγησης με σπείρωμα.

Το πλεονέκτημα έγκειται στην απλή δομή και το χαμηλό κόστος, αλλά υπάρχουν εμφανή μειονεκτήματα: περιορισμένη διάρκεια ζωής λόγω μηχανικής φθοράς (συνήθως εκατοντάδες χιλιάδες κύκλοι εστίασης), αργή ταχύτητα εστίασης (που απαιτεί 100-500 χιλιοστά του δευτερολέπτου), ασθενής αντοχή σε κρούσεις και εύκολη αστοχία σε κινητές συσκευές.


(2). Επανάσταση υγρών φακών: απόκριση επιπέδου χιλιοστού του δευτερολέπτου χωρίς μηχανική κίνηση

Η τεχνολογία ηλεκτρο-διαβροχής που αναπτύχθηκε από την Varioptic στη Γαλλία έχει ανοίξει έναν νέο δρόμο. Αυτή η τεχνολογία εγχέει δύο μη αναμίξιμα υγρά, μονωτικό λάδι και αγώγιμο υδατικό διάλυμα, σε έναν σφραγισμένο θάλαμο. Όταν εφαρμόζεται τάση στο ηλεκτρόδιο, η καμπυλότητα της διεπαφής του υγρού αλλάζει λόγω αλλαγών στην επιφανειακή τάση, επιτυγχάνοντας έτσι ρύθμιση του εστιακού μήκους σε επίπεδο χιλιοστού του δευτερολέπτου.
Η βιομηχανική κάμερα USB 3.0 της PixeLINK είναι η πρώτη που εφαρμόζει αυτήν την τεχνολογία και τα πλεονεκτήματά της είναι αξιοσημείωτα:
Χωρίς φυσικά κινούμενα μέρη: διάρκεια ζωής που υπερβαίνει τις 400 εκατομμύρια λειτουργίες
Εξαιρετικά γρήγορη εστίαση:<50 milliseconds in open-loop mode, approximately 10 frames per second closed-loop mode
Ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα: ικανή να αντέχει σε μηχανική κρούση 2000g, με μακρο δυνατότητα<5cm
Εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας: Ο ίδιος ο φακός καταναλώνει λιγότερο από 1mW ισχύος


(3). Σχέδιο μετανάστευσης τεχνολογίας κινητής τηλεφωνίας: VCM και συνεχής εστίαση
Με την αυξανόμενη ζήτηση για ποιότητα εικόνας στις κάμερες φορητών υπολογιστών, η τεχνολογία module καμερών κινητών τηλεφώνων έχει αρχίσει να εισάγεται. Το module USB που αναπτύχθηκε από την Sunny Optoelectronics χρησιμοποιεί κινητήρες φωνητικών πηνίων VCM (που βρίσκονται συνήθως σε κάμερες κινητών τηλεφώνων), σε συνδυασμό με έναν αισθητήρα CMOS 5 megapixel, για την επίτευξη ενός μικρογραφημένου σχεδιασμού με πάχος μικρότερο από 5 mm.

Το VCM βασίζεται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, όπου οι αλλαγές ρεύματος οδηγούν το πηνίο να κινείται πάνω και κάτω σε ένα μαγνητικό πεδίο, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση του φακού. Τα πλεονεκτήματά του έγκεινται στο μικρό του μέγεθος, την γρήγορη απόκριση και την υποστήριξη συνεχούς αυτόματης εστίασης (CAF) - το σύστημα παρακολουθεί συνεχώς τις αλλαγές στις τιμές FV και εστιάζει ξανά μόλις η ευκρίνεια πέσει κάτω από ένα όριο, διασφαλίζοντας τη σαφήνεια σε σκηνές κίνησης.

3, Βασικός αλγόριθμος: Πώς η κάμερα «σκέφτεται» την εστίαση;
Στρατηγική αναζήτησης εστίασης
Μέθοδος καθολικής αναζήτησης: Μετακινήστε την κάμερα από το πλησιέστερο άκρο στο μακρύτερο άκρο, υπολογίστε την τιμή FV σε όλη τη διαδικασία και επιλέξτε τη θέση αιχμής. Αργή ταχύτητα αλλά υψηλή αξιοπιστία, κατάλληλη για αρχική εστίαση.
Αλγόριθμος Hill Climbing: μια κύρια λύση βελτιστοποίησης. Το σύστημα μετακινεί πρώτα την κάμερα σε μεγάλα βήματα για να καθορίσει την τάση των αλλαγών FV και μεταβαίνει σε μικρή βήμα ρύθμιση όταν πλησιάζει στην αιχμή. Οι σύγχρονοι αλγόριθμοι όπως το μεταβλητό βήμα και η αναρρίχηση λόφων μεταβλητής ταχύτητας μπορούν να χωρίσουν δυναμικά την περιοχή μακρινής εστίασης (γρήγορη σάρωση μεγάλου βήματος) και την περιοχή κοντινής εστίασης (λεπτή ρύθμιση μικρού βήματος).
Μηχανισμός προσδιορισμού αιχμής
Η παραδοσιακή ανίχνευση μονής αιχμής είναι επιρρεπής σε παρεμβολές θορύβου. Η κάμερα μικροσκοπίου της Hangzhou Atlas Optoelectronics υιοθετεί το κριτήριο «δύο ανόδων και δύο πτώσεων»: όταν οι τιμές FV σε πέντε διαδοχικές θέσεις ικανοποιούν FV ₁FV ₄>FV ₅, FV ∝ κρίνεται ως η εστίαση. Για να αποφευχθεί η εσφαλμένη κρίση, είναι επίσης απαραίτητο να επαληθευτεί ότι η τιμή υπερβαίνει το προσαρμοστικό όριο (όπως το 90% του μέγιστου FV κατά την προηγούμενη διαδικασία εστίασης).

Τεχνολογία προσαρμογής σκηνής
Μετά την ολοκλήρωση της εστίασης, το σύστημα παρακολουθεί συνεχώς τη φωτεινότητα της σκηνής και την τιμή FV της περιοχής. Εάν ανιχνευθούν σημαντικές αλλαγές (όπως κίνηση στόχου ή ξαφνικές αλλαγές στον φωτισμό), ενεργοποιεί την εκ νέου εστίαση. Περιμένετε να σταθεροποιηθεί η διακύμανση φωτεινότητας/FV εντός του ορίου και καθορίστε ότι η σκηνή έχει επιστρέψει στην ηρεμία. Αυτή η προσαρμοστικότητα δυναμικού εύρους βελτιώνει σημαντικά την απόδοση σε χαμηλό φωτισμό.

τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  2
4, Frontier Hybrid Technology and Application Adaptation
Υβριδική τεχνολογία εστίασης
Η high-end κάμερα USB υιοθετεί ένα υβριδικό σχήμα ανίχνευσης φάσης (PDAF) και εστίασης αντίθεσης (CDAF). Το PDAF προσομοιώνει την διαφορά του ανθρώπινου ματιού διατάσσοντας ειδικά pixel μάσκας (pixel μάσκας αριστερού μισού και pixel μάσκας δεξιού μισού που εμφανίζονται σε ζεύγη) σε αισθητήρες CMOS για τον υπολογισμό των διαφορών φάσης και την επίτευξη προκαταρκτικής γρήγορης τοποθέτησης. Το CDAF εκτελεί λεπτή ρύθμιση. Ο σχεδιασμός αναφοράς της κάμερας επιτήρησης 4K που αναπτύχθηκε από κοινού από την Renesas Electronics και την Lianyong Technology υιοθετεί αυτό το σχήμα, το οποίο διατηρεί εξαιρετική ακρίβεια αναγνώρισης στόχου σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.
Τεχνολογική προσαρμογή για βιομηχανικές εφαρμογές
Βιομηχανική επιθεώρηση και ιατρική απεικόνιση: Οι κάμερες υγρών φακών PixeLINK διαπρέπουν σε τομείς όπως η σάρωση γραμμωτών κωδίκων και η αναγνώριση αμφιβληστροειδούς λόγω των δυνατοτήτων τους κατά των κραδασμών και των ισχυρών μακρο δυνατοτήτων.
Δυναμική εγγραφή βίντεο: Η κάμερα κατά των κραδασμών OIS13M συνδυάζει οπτική σταθεροποίηση (OIS) και αυτόματη εστίαση για σταθερή απεικόνιση σε drones ή αθλητική ποδηλασία.
Μικροσκοπική απεικόνιση: Η Hangzhou Atlas Optoelectronics χρησιμοποιεί ιδιωτικές εντολές πρωτοκόλλου UVC για τον έλεγχο της κάμερας μικροσκοπίου και επιλύει το πρόβλημα της τοπικής παρεμβολής αιχμής σε υψηλή μεγέθυνση μέσω της αναγνώρισης προσαρμοστικής διεύθυνσης.


5, Future Evolution Direction
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστικής φωτογραφίας, η αυτόματη εστίαση της κάμερας USB εξελίσσεται σε τρεις κατευθύνσεις:
Αλγοριθμική νοημοσύνη: Συνδυάζοντας τη βαθιά μάθηση για την πρόβλεψη των εστιακών θέσεων και τη μείωση της μηχανικής διαδρομής αναζήτησης. Όπως η προκαταρκτική αναγνώριση της περιοχής του θέματος με βάση τη σημασιολογική τμηματοποίηση της σκηνής ή η πρόβλεψη της τροχιάς του στόχου μέσω ανάλυσης θόλωσης κίνησης.
Hardware Fusion: Η υβριδική κίνηση υγρού φακού και VCM έχει γίνει μια νέα τάση, όπως το module αισθητήρα IMX415 που επιτυγχάνει οπτικό ζουμ 3x διατηρώντας παράλληλα ένα συμπαγές μέγεθος 38×67,39mm.
Αναβάθμιση πρωτοκόλλου και μετάδοσης: Η νέα γενιά διεπαφής USB4 θα ξεπεράσει το όριο εύρους ζώνης 480Mbps, καθιστώντας δυνατή τη μετάδοση και επεξεργασία δεδομένων 8K υψηλής ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας μια βάση δεδομένων για εστίαση εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας.



Σφραγίδα
Λεπτομέρειες για το blog
Created with Pixso. Σπίτι Created with Pixso. Μπλογκ Created with Pixso.

Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους

Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους

2025-07-09

τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  0

Από βιομηχανικές δοκιμές έως απομακρυσμένη υγειονομική περίθαλψη, η εστίαση ακριβείας επιπέδου χιλιοστού του δευτερολέπτου καθοδηγείται από τριπλή συνεργασία σε οπτικά, ηλεκτρονικά και αλγορίθμους.
Όταν ξεκινάμε μια τηλεδιάσκεψη ή σαρώνουμε ένα έγγραφο με το τηλέφωνό μας, η κάμερα USB μπορεί να παρουσιάσει άμεσα μια καθαρή εικόνα, η οποία οφείλεται στη χρήση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης. Αυτή η φαινομενικά απλή λειτουργία είναι στην πραγματικότητα μια ακριβής συνεργασία οπτικού σχεδιασμού, ηλεκτρονικού ελέγχου και λήψης αποφάσεων με αλγόριθμους. Από τα παραδοσιακά modules φακών που κινούνται από κινητήρες βημάτων έως τους επαναστατικούς υγρούς φακούς και τη μεταφορά της τεχνολογίας καμερών κινητών τηλεφώνων σε κάμερες USB, η τεχνολογία αυτόματης εστίασης έχει αναπτύξει πολλαπλές τεχνολογικές διαδρομές για την κάλυψη των αναγκών διαφορετικών σεναρίων.


τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  1

1, Η βασική αρχή της αυτόματης εστίασης: ένας κλειστός βρόχος οπτικών, αξιολόγησης και εκτέλεσης


Το βασικό καθήκον της αυτόματης εστίασης είναι να εστιάσει με ακρίβεια το προσπίπτον φως στο φωτοευαίσθητο στοιχείο ρυθμίζοντας την απόσταση μεταξύ του φακού και του αισθητήρα εικόνας.
Η υλοποίηση αυτού του στόχου μέσω καμερών USB βασίζεται στη συνεργατική εργασία τριών μεγάλων modules:


Σύστημα οπτικής απόκτησης: Ο φακός, το φίλτρο και ο αισθητήρας εικόνας CMOS (όπως το module 12 megapixel OIS12M) είναι υπεύθυνοι για την καταγραφή του ακατέργαστου φωτός και τη μετατροπή του σε ηλεκτρικά σήματα. Όταν το φως διαθλάται μέσω του φακού, σχηματίζει μοτίβα παρεμβολής στον αισθητήρα απεικόνισης και η διαφορά φάσης (τιμή PD) αυτών των μοτίβων παρεμβολής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της θέσης του εστιακού σημείου.


Σύστημα αξιολόγησης σαφήνειας: Μετά την απόκτηση δεδομένων εικόνας μέσω μιας διεπαφής USB, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί τον Γρήγορο Μετασχηματισμό Fourier (FFT) ή διαφορικές λειτουργίες για τον υπολογισμό του φάσματος πλάτους ή των δεδομένων ευκρίνειας των άκρων - αυτά ονομάζονται Λειτουργίες Αξιολόγησης Σαφήνειας Εικόνας (FV). Η τιμή FV λαμβάνεται μέσω της ανάλυσης της αντίθεσης της εικόνας, η οποία ουσιαστικά υπολογίζει τη διαφορά κλίμακας του γκρι μεταξύ γειτονικών pixel. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο πιο καθαρή είναι η εικόνα.


Μηχανισμός εκτέλεσης: Σύμφωνα με τις οδηγίες του συστήματος λήψης αποφάσεων, η συσκευή οδήγησης (κινητήρας βημάτων/κινητήρας VCM/υγρός φακός) μετακινεί τη θέση του φακού. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας βημάτων θα κινήσει τον φακό προς τα εμπρός και προς τα πίσω μέσω ενός συνόλου γραναζιών μετάδοσης, με ακρίβεια έως και μικρόμετρα. Οι κινητήρες φωνητικών πηνίων VCM βασίζονται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για την επίτευξη ακριβούς μετατόπισης. Η όλη διαδικασία ελέγχου κλειστού βρόχου μπορεί να συνοψιστεί ως: καταγραφή εικόνων → υπολογισμός σαφήνειας → ρύθμιση του φακού → επαλήθευση του εφέ → κλείδωμα της εστίασης. Όταν το σύστημα ανιχνεύσει αποεστίαση, θα ενεργοποιήσει αμέσως αυτή τη διαδικασία για να διασφαλίσει ότι η εικόνα αποκαθίσταται στην καθαρότητα.


2, Τεχνολογική διαδρομή υλοποίησης: Από τα παραδοσιακά γρανάζια στην επανάσταση των υγρών
(1). Παραδοσιακό μηχανικό σύστημα οδήγησης: Η άνοδος και η πτώση των κινητήρων βημάτων
Οι πρώτες κάμερες USB χρησιμοποιούσαν συνήθως έναν συνδυασμό κινητήρων βημάτων και συνόλων γραναζιών μετάδοσης. Το πρωτότυπο που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Zhejiang χρησιμοποιεί το τσιπ αισθητήρα OV7620. Αφού ο υπολογιστής αναγνωρίσει την αποεστίαση, στέλνει ένα παλμικό σήμα στο κύκλωμα οδήγησης του κινητήρα (όπως το τσιπ PIC16C73A) μέσω της διεπαφής USB. Ο κινητήρας περιστρέφεται σε μια σταθερή γωνία (όπως 1,8 °) κάθε φορά που λαμβάνει έναν παλμό και η περιστροφική κίνηση μετατρέπεται σε γραμμική μετατόπιση του φακού μέσω οδήγησης με σκουλήκι ή οδήγησης με σπείρωμα.

Το πλεονέκτημα έγκειται στην απλή δομή και το χαμηλό κόστος, αλλά υπάρχουν εμφανή μειονεκτήματα: περιορισμένη διάρκεια ζωής λόγω μηχανικής φθοράς (συνήθως εκατοντάδες χιλιάδες κύκλοι εστίασης), αργή ταχύτητα εστίασης (που απαιτεί 100-500 χιλιοστά του δευτερολέπτου), ασθενής αντοχή σε κρούσεις και εύκολη αστοχία σε κινητές συσκευές.


(2). Επανάσταση υγρών φακών: απόκριση επιπέδου χιλιοστού του δευτερολέπτου χωρίς μηχανική κίνηση

Η τεχνολογία ηλεκτρο-διαβροχής που αναπτύχθηκε από την Varioptic στη Γαλλία έχει ανοίξει έναν νέο δρόμο. Αυτή η τεχνολογία εγχέει δύο μη αναμίξιμα υγρά, μονωτικό λάδι και αγώγιμο υδατικό διάλυμα, σε έναν σφραγισμένο θάλαμο. Όταν εφαρμόζεται τάση στο ηλεκτρόδιο, η καμπυλότητα της διεπαφής του υγρού αλλάζει λόγω αλλαγών στην επιφανειακή τάση, επιτυγχάνοντας έτσι ρύθμιση του εστιακού μήκους σε επίπεδο χιλιοστού του δευτερολέπτου.
Η βιομηχανική κάμερα USB 3.0 της PixeLINK είναι η πρώτη που εφαρμόζει αυτήν την τεχνολογία και τα πλεονεκτήματά της είναι αξιοσημείωτα:
Χωρίς φυσικά κινούμενα μέρη: διάρκεια ζωής που υπερβαίνει τις 400 εκατομμύρια λειτουργίες
Εξαιρετικά γρήγορη εστίαση:<50 milliseconds in open-loop mode, approximately 10 frames per second closed-loop mode
Ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα: ικανή να αντέχει σε μηχανική κρούση 2000g, με μακρο δυνατότητα<5cm
Εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας: Ο ίδιος ο φακός καταναλώνει λιγότερο από 1mW ισχύος


(3). Σχέδιο μετανάστευσης τεχνολογίας κινητής τηλεφωνίας: VCM και συνεχής εστίαση
Με την αυξανόμενη ζήτηση για ποιότητα εικόνας στις κάμερες φορητών υπολογιστών, η τεχνολογία module καμερών κινητών τηλεφώνων έχει αρχίσει να εισάγεται. Το module USB που αναπτύχθηκε από την Sunny Optoelectronics χρησιμοποιεί κινητήρες φωνητικών πηνίων VCM (που βρίσκονται συνήθως σε κάμερες κινητών τηλεφώνων), σε συνδυασμό με έναν αισθητήρα CMOS 5 megapixel, για την επίτευξη ενός μικρογραφημένου σχεδιασμού με πάχος μικρότερο από 5 mm.

Το VCM βασίζεται στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, όπου οι αλλαγές ρεύματος οδηγούν το πηνίο να κινείται πάνω και κάτω σε ένα μαγνητικό πεδίο, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση του φακού. Τα πλεονεκτήματά του έγκεινται στο μικρό του μέγεθος, την γρήγορη απόκριση και την υποστήριξη συνεχούς αυτόματης εστίασης (CAF) - το σύστημα παρακολουθεί συνεχώς τις αλλαγές στις τιμές FV και εστιάζει ξανά μόλις η ευκρίνεια πέσει κάτω από ένα όριο, διασφαλίζοντας τη σαφήνεια σε σκηνές κίνησης.

3, Βασικός αλγόριθμος: Πώς η κάμερα «σκέφτεται» την εστίαση;
Στρατηγική αναζήτησης εστίασης
Μέθοδος καθολικής αναζήτησης: Μετακινήστε την κάμερα από το πλησιέστερο άκρο στο μακρύτερο άκρο, υπολογίστε την τιμή FV σε όλη τη διαδικασία και επιλέξτε τη θέση αιχμής. Αργή ταχύτητα αλλά υψηλή αξιοπιστία, κατάλληλη για αρχική εστίαση.
Αλγόριθμος Hill Climbing: μια κύρια λύση βελτιστοποίησης. Το σύστημα μετακινεί πρώτα την κάμερα σε μεγάλα βήματα για να καθορίσει την τάση των αλλαγών FV και μεταβαίνει σε μικρή βήμα ρύθμιση όταν πλησιάζει στην αιχμή. Οι σύγχρονοι αλγόριθμοι όπως το μεταβλητό βήμα και η αναρρίχηση λόφων μεταβλητής ταχύτητας μπορούν να χωρίσουν δυναμικά την περιοχή μακρινής εστίασης (γρήγορη σάρωση μεγάλου βήματος) και την περιοχή κοντινής εστίασης (λεπτή ρύθμιση μικρού βήματος).
Μηχανισμός προσδιορισμού αιχμής
Η παραδοσιακή ανίχνευση μονής αιχμής είναι επιρρεπής σε παρεμβολές θορύβου. Η κάμερα μικροσκοπίου της Hangzhou Atlas Optoelectronics υιοθετεί το κριτήριο «δύο ανόδων και δύο πτώσεων»: όταν οι τιμές FV σε πέντε διαδοχικές θέσεις ικανοποιούν FV ₁FV ₄>FV ₅, FV ∝ κρίνεται ως η εστίαση. Για να αποφευχθεί η εσφαλμένη κρίση, είναι επίσης απαραίτητο να επαληθευτεί ότι η τιμή υπερβαίνει το προσαρμοστικό όριο (όπως το 90% του μέγιστου FV κατά την προηγούμενη διαδικασία εστίασης).

Τεχνολογία προσαρμογής σκηνής
Μετά την ολοκλήρωση της εστίασης, το σύστημα παρακολουθεί συνεχώς τη φωτεινότητα της σκηνής και την τιμή FV της περιοχής. Εάν ανιχνευθούν σημαντικές αλλαγές (όπως κίνηση στόχου ή ξαφνικές αλλαγές στον φωτισμό), ενεργοποιεί την εκ νέου εστίαση. Περιμένετε να σταθεροποιηθεί η διακύμανση φωτεινότητας/FV εντός του ορίου και καθορίστε ότι η σκηνή έχει επιστρέψει στην ηρεμία. Αυτή η προσαρμοστικότητα δυναμικού εύρους βελτιώνει σημαντικά την απόδοση σε χαμηλό φωτισμό.

τα τελευταία νέα της εταιρείας για Συνολική ανάλυση της τεχνολογίας αυτόματης εστίασης καμερών USB: από μηχανική κίνηση σε έξυπνους αλγορίθμους  2
4, Frontier Hybrid Technology and Application Adaptation
Υβριδική τεχνολογία εστίασης
Η high-end κάμερα USB υιοθετεί ένα υβριδικό σχήμα ανίχνευσης φάσης (PDAF) και εστίασης αντίθεσης (CDAF). Το PDAF προσομοιώνει την διαφορά του ανθρώπινου ματιού διατάσσοντας ειδικά pixel μάσκας (pixel μάσκας αριστερού μισού και pixel μάσκας δεξιού μισού που εμφανίζονται σε ζεύγη) σε αισθητήρες CMOS για τον υπολογισμό των διαφορών φάσης και την επίτευξη προκαταρκτικής γρήγορης τοποθέτησης. Το CDAF εκτελεί λεπτή ρύθμιση. Ο σχεδιασμός αναφοράς της κάμερας επιτήρησης 4K που αναπτύχθηκε από κοινού από την Renesas Electronics και την Lianyong Technology υιοθετεί αυτό το σχήμα, το οποίο διατηρεί εξαιρετική ακρίβεια αναγνώρισης στόχου σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.
Τεχνολογική προσαρμογή για βιομηχανικές εφαρμογές
Βιομηχανική επιθεώρηση και ιατρική απεικόνιση: Οι κάμερες υγρών φακών PixeLINK διαπρέπουν σε τομείς όπως η σάρωση γραμμωτών κωδίκων και η αναγνώριση αμφιβληστροειδούς λόγω των δυνατοτήτων τους κατά των κραδασμών και των ισχυρών μακρο δυνατοτήτων.
Δυναμική εγγραφή βίντεο: Η κάμερα κατά των κραδασμών OIS13M συνδυάζει οπτική σταθεροποίηση (OIS) και αυτόματη εστίαση για σταθερή απεικόνιση σε drones ή αθλητική ποδηλασία.
Μικροσκοπική απεικόνιση: Η Hangzhou Atlas Optoelectronics χρησιμοποιεί ιδιωτικές εντολές πρωτοκόλλου UVC για τον έλεγχο της κάμερας μικροσκοπίου και επιλύει το πρόβλημα της τοπικής παρεμβολής αιχμής σε υψηλή μεγέθυνση μέσω της αναγνώρισης προσαρμοστικής διεύθυνσης.


5, Future Evolution Direction
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστικής φωτογραφίας, η αυτόματη εστίαση της κάμερας USB εξελίσσεται σε τρεις κατευθύνσεις:
Αλγοριθμική νοημοσύνη: Συνδυάζοντας τη βαθιά μάθηση για την πρόβλεψη των εστιακών θέσεων και τη μείωση της μηχανικής διαδρομής αναζήτησης. Όπως η προκαταρκτική αναγνώριση της περιοχής του θέματος με βάση τη σημασιολογική τμηματοποίηση της σκηνής ή η πρόβλεψη της τροχιάς του στόχου μέσω ανάλυσης θόλωσης κίνησης.
Hardware Fusion: Η υβριδική κίνηση υγρού φακού και VCM έχει γίνει μια νέα τάση, όπως το module αισθητήρα IMX415 που επιτυγχάνει οπτικό ζουμ 3x διατηρώντας παράλληλα ένα συμπαγές μέγεθος 38×67,39mm.
Αναβάθμιση πρωτοκόλλου και μετάδοσης: Η νέα γενιά διεπαφής USB4 θα ξεπεράσει το όριο εύρους ζώνης 480Mbps, καθιστώντας δυνατή τη μετάδοση και επεξεργασία δεδομένων 8K υψηλής ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας μια βάση δεδομένων για εστίαση εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας.