相机镜头控制协议的分析与转换

参考文献 .................................................... 55 致谢 ........................................................ 57
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第 1 章 绪论
1.1 本论文研究的目的和意义
3.2 控制实现系统 ................................................. 31
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3.2.1 控制系统实现 .......................................... 31 3.2.2 数据采集程序实现 ...................................... 32 3.3 控制协议分析 ................................................. 36 3.3.1 信号格式 .............................................. 36 3.3.2 串行数据控制协议 ...................................... 37
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美能达 110 变焦型等等。APS 胶卷发表之后，相应的单反相机不断涌 现，其体积小型化程度基本上也可以归类到微型单反相机中。 2. 数码单反， （1）一体化数字单反。主要指使用专业 135 单反相机构建的数字化产品，如尼康 D1、柯达 DC620、佳能 EOS·DCS1 等等。 （2）数字背。主要指用在哈苏、玛米亚、勃朗尼卡等相机上面的数字影像记录装 置，如我国生产的超意系列即属该类产品。 1.1.3 研究意义
从技术上看，萨顿全景相机的反光镜由手动提升，聚焦玻璃须从较高位置观察， 操作者身体会处于不稳定姿态。也许正是由于这种原因，并没有多少人真正对萨顿的 设计感兴趣，很久都没有人购买他的专利，直到后来也仅有极少数的产品问世，甚至 连实物照片也不曾留下。很显然，最早的单反相机生不逢时，没有得到人们的认同， 它在无声无息中结束了使命。
从以上内容可以看出，单反相机已经作为一种重要的摄影手段被大众所接受，但 是由于多种不同接口标准与系统存在，使得人们在日常生活中使用不便。
而控制协议作为商家的重要秘密，资料缺少。所以本课题针对佳能与奥林巴斯 4/3 系统提出相应的转换办法并分析了两种系统的协议与命令字标准，为人们生活学习带 来了积极意义。
本毕设论文所依托的项目背景是分析多种单反相机镜头与其机身之间的通讯协 议并开发一个转换平台与器件，实现不同品牌单反相机与镜头之间通用，从而达到无 需手动变焦，而在 AF 模式下混合使用镜头机身来摄影。
由于转换平台需要知道多种单反相机品牌的控制协议，才能实现多品牌之间镜头 与机身无缝使用，因此需要分析多种品牌控制协议，建立统一控制命令字转换函数库， 方便后期开发者进行复用。并需要设计采集硬件电路与设计转换器电路，同时编写采 集程序与设计测试接口，以及需要结合光学成像的知识来设计转换器的光学信息，以 便不破坏成像效果。
第 3 章 佳能EF镜头通讯协议分析 .............................. 25
3.1 数据采集系统 ................................................. 26 3.1.1 并行接口与数据采集 .................................... 29 3.1.2 采集系统与数据分析 .................................... 30
早在 1685 年，德国一所修道院里一名叫约翰·图恩的修道士就公开发表了他设
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计的各种各样暗箱，其中有一款便是单镜头反光式暗箱，且可以携带。18 世纪中叶， 构造简单、操作便捷的单镜头反光式暗箱就已被画家们作为写生工具而广为使用了。 比起目测，反光式暗箱。它最突 出的优点就是很大程度地减轻了描绘时手臂的疲劳。
1.2 本文的研究内容 ................................................ 3 1.3 本文的组织和结构 .............................................. 4
第 2 章 数据采集、虚拟仪器与PIC MCU简介 ...................... 7
由于时间与精力的限制，本毕业设计特选定佳能与 Olympus 这两个品牌进行研究 与实现转换，同时使用虚拟仪器来模拟转换过程。 1.1.1 课题来源
本课题来源于导师与企业合作项目，该项目需要分析并且掌握现市面上多种单反 相机的控制协议同时设计一整套转换程序，而本论文选题正是其中一部分——佳能与 奥林巴斯相机与镜头协议分析与转换。 1.1.2 单反相机发展史
近自古以来视觉在人类认识和探索客观世界的活动中有着无可替代的作用。在人 类文明史上，我们用视觉观察与分析世界，例如，外形、实验现象、星象等。相机的 出现给人们带来了生活的便利，可以记忆逝去的年华、记载历史时刻以及知识传承。 而数码相机的出现使得人们可以摆脱胶片机时代容量的限制，由于存在不同的需求， 数码相机分为单反相机，卡片相机和长焦相机。单反数码相机就是指单镜头反光数码 相机，即 digital 数码、single 单独、lens 镜头、reflex 反光的英文缩写 dslr。市场中的 代表机型常见于尼康、佳能、宾得、富士等。此类相机一般体积较大，比较重。单反 数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头，这是单反相机天生的优 点，是普通数码相机不能比拟的。
2.1 数据采集 ...................................................... 7 2.2 虚拟仪器的简介 ................................................ 8
2.2.1 虚拟仪器概念与发展过程 ................................. 8 2.2.2 虚拟仪器系统 ........................................... 9 2.2.3 虚拟仪器技术 .......................................... 13 2.3 MCU与PIC的MCU ................................................ 15 2.3.1 RISC技术 .............................................. 16 2.3.2 PIC的MCU .............................................. 17 2.3.3 PIC系列单片机的种类与特点 ............................. 17 2.3.4 PIC12F509 与其编程工具简介............................. 19
最早的单反相机是由英国人托马斯·萨顿（Thomas Sutton）设计发明的。他采用 被称之为水珠镜头的透镜设计（一种球面突出的广角镜头）来获得拍摄宽视角的全景 照片，这就是著名的“萨顿全景相机”，1861 年 8 月 10 日获得英国专利。当时正值湿 板照相时期，摄影还是一项非常繁琐的劳动，用现在的话来说，就是在最后按下快门 一瞬间之前，要有一个相当长的准备工作要做。萨顿发明的是用于摄影室的照相机， 其出发点可能就是想观察到拍摄瞬间之前被摄对象的活动过程。
本课题研究的主要内容和解决方案：分析佳能 EF 系统与奥林巴斯 4/3 系统的控 制协议，设计一种转换系统，实现佳能 EF 系统与奥林巴斯 4/3 系统互相控制，并在 AF 模式下实现拍摄功能。
1.2 本文的研究内容
本文有针对性地研究了三个方面：一是 Canon Lens 的通讯协议以及命令字；二 是 Olympus 4/3 系统的引脚电气特性、通讯协议以及命令字；三是设计合适的协议转 换器，包括命令字转化查找算法、时序转化以及消除中间件对光学成像的影响。
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目录
第 1 章 绪论 ................................................. 1
1.1 本论文研究的目的和意义 ........................................ 1 1.1.1 课题来源 ............................................... 1 1.1.2 单反相机发展史 ......................................... 1 1.1.3 研究意义 ............................................... 3
且大部分产品集中在 20 世界 60 年代以后，除 24×36 毫米标准画幅外，还 有 135 半幅产品。如有名的奥林巴斯-潘（Olympus-Pen）F 型相机以及后来 的京兹·塞姆瑞爱（Kyocera Samurai）X3.0 等。 （3）中幅单反相机。主要是指使用 120 一类胶卷的单镜头反光式照相机，如哈苏 系列、玛米亚系列、勃朗尼卡系列（图 30）、宾得 67 系列等等。 （4）微型单反相机。最早的微型单反相机使用特殊胶卷，如前苏联的 Narciss， 该机使用 16 毫米无孔胶卷，一个活动式取景器，画幅尺寸 14×21 毫米。1972 年，柯达公司新型专用暗盒的 110 胶卷问世，随后,使用 110 胶卷的微 型单反相机出现。较有名的如潘泰康·欧脱（Asahi Pentax Auto）110、
第 6 章 结束语 .............................................. 53
6.1 工作总结 ..................................................... 53 6.2 展望 ......................................................... 53