TCL相位检测原理
TCL(Through the Camera Lens)相位检测模块是美国Honeywell公司于1981年研制的组件,1982年对外出售。
TCL测距组件结构图 |
组件的基板为陶瓷材料,在陶瓷基板上设有两排电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)作为感光元件,每排有24对CCD元件,CCD元件的作用是将照射光线转变成电荷量。每对CCD中包含有A组CCD和B组CCD,这两组是相互错位排列而成,每排的CCD排列顺序为:
A1 |
|
B1 |
A2 |
|
B2 |
|
A24 |
|
B24 |
└─ |
┬ |
─┘ |
└─ |
┬ |
─┘ |
·········· |
└─ |
┬ |
─┘ |
第 |
1 |
对 |
第 |
2 |
对 |
|
第 |
24 |
对 |
CCD受光图 |
两排CCD中的一排是用于光圈大于f/2.8的镜头,另外一排则用于光圈大于f/4.5而小于f/2.8的镜头,这两排CCD元件的面积是不同的。由于最大光圈小的镜头与最大光圈大的镜头的进光光束有所不同,小光圈镜头的照射束变小,为了提高测量精度,所以要选用面积小的CCD元件。
在CCD元件上方是复眼透镜组,每一对CCD元件被一个塑料小透镜覆盖,每一个复眼透镜的直径为0.2mm。复眼透镜的作用是将透过镜头的光线分成两半,分别成像调焦在一对CCD元件上,即A组CCD 接受半边光线的照射,而B组CCD则接受另一半光线的照射。由于摄影镜头的成像面积的成像基本上是圆形的,经过复眼透镜成像后仍为圆形。把这一圆形区域分成左右两半,由A组和B组CCD元件分别受光,因此,A组和B组CCD都是方向相反的近似半圆的多角形。
CCD排列图 |
复眼透镜上方为光栏板,其作用是限制复眼透镜组的受光范围。校正透镜的作用是使位于轴上或轴外的 CCD感光元件不出现光学特性上的差异。通过校正透镜后射向各微小复眼透镜中心的主光线都是相互平行的。
由于一般镜头并未对红外光线进行色校正,若有大范围的色差会引起焦点误差,因此加入一块红外光截止滤光镜,将不必要的红外光滤掉。
TCL组件进行焦点检测的原理是通过对A组CCD和B组CCD进行扫描,得到像的照度分布。A组和B组CCD的照度分布一般是相同的,只是在位置上有偏移,偏移量的大小和偏移方向决定了像是在焦点前还是在焦点后。当焦点落在胶片等效平面上时(合焦),A组和B组CCD的照度分布是一样的,而且是相重合、没有偏移的(见图中的a);当离焦时,两组CCD的照度分布不重合(见图中的b和c),并且从两组差别的先后顺序就可以判断出是焦点前还是焦点后。
合焦时:A组和B组CCD的照度分布一样,而且相位相同;
焦前时:A组的照度分布超前于B组CCD的照度分布;
焦后时:A组的照度分布落后于B组CCD的照度分布
TCL检测原理 |
TCL组件每对CCD元件之间的间距(又称节距)较大,为200μm,对细线等被摄体的检测有一定的困难,但优点是在反差较弱时也能检测。
采用TCL组件的AF单反机有Nikon F-501和Olympus OM 707。
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