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

實驗內容:

液晶透鏡作為對焦元件，實現光學成像系統的自動對焦。

測試目的：測試液晶透鏡對焦精度。

測試設備:相機、鏡頭、函數發生器、高壓放大器、液晶透鏡。

實驗原理:

液晶透鏡是一種可電控調焦透鏡。利用液晶透鏡爬山法自動對焦則是通過電信號經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，可實現大范圍對焦，使成像系統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，對不同位置的物體自動對焦（圖一）。

2.交流方波電信號經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作為對焦評價函數，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 區域。此時自動對焦在全景的區域的鸚鵡身上，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。

（圖 3   自動對焦效果全景圖）

     圖 4 分別顯示了三個 ROI 區域對焦的效果圖， 成像區域內的鸚鵡、老虎和斑馬實現了清晰對焦。

（圖4  各個 ROI 對焦狀態效果圖）

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焦范圍內，各種對焦評價函數的好壞，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，且透鏡調焦范圍內的各種調焦評價曲線性能良好。

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