一种摄像、摄影一体灯及使用方法与流程

本发明涉及一种摄像、摄影一体灯及使用方法，尤其涉及一种适用于摄像机补光、照相机闪光的灯具。

背景技术：

现有的摄像机补光灯，在电压低于额定电压时，亮度下降，有的补光灯甚至出现亮度不稳的现象，无法确保恒流输出。照相机闪光灯也存在该技术问题。

无论是摄像机补光灯还是照相机闪光灯，现有技术中已经大都采用LED灯，但是其在聚光效果上略差于氙气灯，且照明的远度上也不及氙气灯。

同时，现有的补光灯或闪光灯均只能由摄像机或照相机控制，不能够自主控制，对于临时需要增光不利，往往需要另外携带较为笨重的灯源，不利于户外补光需要。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可恒流输出的、LED灯与氙气灯相结合的摄像、摄影一体灯及使用方法，可脱离照相机、摄像机自带控制系统，实现多种灯光控制功能。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种摄像、摄影一体灯，包括控制系统、灯壳、氙气灯管、LED灯、控制壳体、连接座、触摸屏、锂电池，灯壳与控制壳体相互铰接，灯壳上设有透镜、灯碗，灯碗内固定有 LED灯，灯碗外部罩有透镜，氙气灯管固定在灯壳上，控制壳体内设有控制系统，控制壳体底部固定有连接座，控制壳体上设有触摸屏、液晶显示屏、光敏二极管，光敏二极管、触摸屏、液晶显示屏与控制系统相连接，锂电池与控制壳体卡扣连接；所述的LED灯布置在氙气灯管两侧。

控制系统包括控制器、电源、相机热靴、散热系统、LED灯组控制电路、氙气灯控制电路、时钟电路、AD/DA转换单元、、GPIO端口扩展器、环境光检测单元、闪存；控制器与触摸屏、液晶显示屏相连接；电源为控制器、LED灯、氙气灯管供电，控制器与相机热靴、散热系统、LED灯组控制电路、氙气灯控制电路、时钟电路、AD/DA转换单元、SPI接口、I2C接口、GPIO端口扩展器、环境光检测单元、闪存相连接。

所述的控制器为STM32MCU芯片。

所述的电源为7.2V锂电池。

一种摄像、摄影一体灯的使用方法，当需要摄像补光时，LED灯长亮，在触摸屏上设置频闪，并可调整频闪的时间和频率，用作频闪灯；光线较暗时自动补光，调整亮度，用作微距摄影；调色温，从3600K到6500K可调；

当需要照相单闪时，调整单闪的时间和频率；当需要照相连闪时，在触摸屏上设置连闪的时间和频率，并可调整连闪的次数；

当需要照相补光时，可由触摸屏设置氙气灯管打开补光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将摄像补光和照相闪光融合在一起，可单独使用，也可安装在摄像机或照相机上使用。利用氙气灯管和LED灯结合实现提高亮度的目的，控制系统的设置实现一体灯的多种功能应用，如：摄像补光(灯长亮)在摄像功能里，有频闪功能，为摄像自动补光；照相功能里有单闪，频闪功能；有氙气灯管闪光，能拍出拖尾照片，使照片更加艳丽，这一点是电子闪光灯实现不了的；且能做微距摄影，可调色温，从3600K到6500K可调。采用液晶显示屏和触摸屏控制，更加直观，用起来更加方便。在补光灯方面填补了这个行业的空白。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧视图。

图3是本发明的后视图。

图4是控制系统的逻辑框图。

图5是电源输入电路图。

图6是AD/DA转换单元中转换为5.0V的电路图。

图7是AD/DA转换单元中转换为3.3V的电路图。

图8是AD/DA转换单元中转换为3.0V的电路图.

图9是控制器的原理图。

图10是控制器的下载接口。

图11是光敏二极管的连接示意图。

图12是时钟电路原理图。

图13是纽扣电池电路。

图14是液晶显示屏的原理图。

图15是触摸屏的原理图。

图16是LED灯的原理图。

图17是LED灯的控制原理图。

图18是蜂鸣器的原理图。

图19是LED灯组控制电路示意图。

图20是锂电池测压电路。

图21是热靴触发电路示意图。

图22是电源与控制器的连接示意图。

图23是控制器扩展接口图。

图24是氙气灯管的控制原理图。

图25是本发明的功能逻辑框图。

图中：1-LED灯 2-氙气灯管 3-灯碗 4-灯壳 5-触摸屏 6-控制壳体 7-插针 8- 连接座 9-液晶显示屏 10-开关 11-锂电池 12-光敏二极管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图3，一种摄像、摄影一体灯，包括控制系统、灯壳4、氙气灯管2、LED灯1、控制壳体6、连接座8、触摸屏5、锂电池11，灯壳4与控制壳体6相互铰接，灯壳4上设有透镜、灯碗3，灯碗3内固定有LED灯1，灯碗3外部罩有透镜，氙气灯管2固定在灯壳4上，控制壳体6内设有控制系统，控制壳体6底部固定有连接座8，控制壳体6上设有触摸屏5、液晶显示屏9、光敏二极管12、开关10，光敏二极管、触摸屏5、液晶显示屏9与控制系统相连接，开关10用以控制闪光灯的开启和关闭，锂电池11与控制壳体6 卡扣连接，控制壳体6上设有凹槽，其内设有插针7，用以与锂电池1111连接，锂电池11 通过卡扣固定在凹槽内；所述的LED灯1布置在氙气灯管2两侧。

见图4，控制系统包括控制器、电源、相机热靴、散热系统、LED灯1组控制电路、氙气灯控制电路、时钟电路、AD/DA转换单元、GPIO端口扩展器、环境光检测单元、闪存；控制器与触摸屏5、液晶显示屏9相连接；电源为控制器、LED灯1、氙气灯管2供电，控制器与相机热靴、散热系统、LED灯1组控制电路、氙气灯控制电路、时钟电路、 AD/DA转换单元、SPI接口、I2C接口、GPIO端口扩展器、环境光检测单元、闪存相连接。

其中，电源部分主要由7.2V锂电池11组成，并由AD/DA转换单元调压为一体灯供电，见图5。8锂电池11用MP1584芯片将7.2V直流转成5V直流电，为液晶屏背光和按键灯供电，见图6；再用AMS1117芯片将5V直流电转成3.3V直流电，为控制器和逻辑电路供电，见图7；用LM2576芯片，将7.2V输入电压转成3.0V直流电输出，为氙气灯电路供电，见图8。以纽扣电池为补充电源，见图13，纽扣电池电路用两个MBR0530二极管做选通处理，当外部锂电池11拔掉，3.3V电压随之消失，这时纽扣电池通过D6二极管为控制器的VBAT引脚供电，保证单片机的时钟电路继续工作。

见图9，控制器选用STM32F303CBT6，这个单片机的特点是内建两路DAC数字模拟转换器，靠这两路DAC操作一个压控电流源电路，实现LED闪光灯的亮度控制。C12， C15，C16是VDD的滤波电容L1、C17、C19为VDDA即单片机的模拟电路电源滤波，提供稳定的电压，C14接单片机的复位引脚，用以稳定电平，保证单片机可靠的复位。

见图10，控制器上连接有下载接口，下载接口采用SWD接口，用于备份数据。见图 11，光敏二极管D10(标号12)用以检测环境光，并与控制器相通讯，以此为根据控制器调整闪光灯亮度。见图12，时钟电路由外部晶振组成，高速8M晶振为单片机主时钟提供时钟源，低速32.768k晶振为实时时钟电路提供时钟源。控制器与触摸屏5、液晶显示屏9 连接，见图14，液晶显示屏9选用一个122*32的黑白液晶屏，接口为并口6800时序，自带5V背光。见图15，触摸屏5是一款电容屏，驱动芯片是GT911，接口为I2C接口，R16/17 是I2C总线的上拉电阻，触摸屏5的字符是镂空的，镂空下有8组LED贴片灯照亮，见图 16。见图17，液晶屏的背光和图16的8组LED灯1都由2SJ355场效应管控制，G极接单片机IO口。见图18，蜂鸣器电路为用户提供按键提示音，LEB9055a是一个蜂鸣器， D7MBR0530二极管起到续流作用，Q6、R21控制蜂鸣器是否通电，R22提供一个默认低电平。

见图19，压控恒流源电路DAC2处接单片机的dac输出电压，范围是0-3.3V，经过 U6C运放组成的电压跟随器，在经过R43、R47电压衰减到原来的1/100，也就是0～0.033V， U6B/R49/Q9组成压控恒流源，U6B的IN+，IN-电压相等，都等于R49非接地端的电压，以此电压调整电流，电流等于Vdac2/100/R49用这个电流控制LED灯1闪光亮度。

见图19，由于LED灯1闪光非常敏感，非常小的电流也能发光，因此为了让LED在不闪光的时候完全关断，用Q10把Q9的gate端拉低，U7B是一个74hc14反相器,为了给 Q10一个默认高电平，Q10导通，Q9的gate拉低，则灯不亮。

见图20，Vcc直接接锂电池11正极，经过R33、R38分压，输出给单片机的一路Adc 端口，测量锂电池11电压。见图21，相机的热靴输出是开漏输出，因此单片机接收这个外部触发时用了一个上拉电阻R19和C6来获得稳定的触发信号。

见图22，控制器电路板和压控恒流源电路板上都有这个接口，组装的时候这两个接口通过排线一一对应焊接，以下是引脚定义：

1.恒流源电路向单片机电路提供DC5V电压；

2.公共接地；

3. 6500k色温LED的控制电压，单片机电路板输出给恒流源电路板；

4. 3600k色温LED的控制电压，单片机电路板输出给恒流源电路板；

5. 6500k色温LED的开关控制信号，单片机电路板输出给恒流源电路板；

6. 3600k色温LED的开关控制信号，单片机电路板输出给恒流源电路板；

7.空脚；

8.锂电池11电压测量信号从恒流源电路板接到单片机电路板。

见图23，控制器电路板对外扩展接口：

1.单片机IO口；

2.接地，开漏输出，控制氙气闪光灯；

3.单片机IO口；

4.接地，开漏输出

5.单片机IO口，外部中断功能；

6.接地，输入相机热靴的开关信号；

7. 3.3V电压；

8.单片机IO口，设为ADC功能，外接光敏电阻，用来自动控制LED灯1的亮度。

见图24，氙气灯管2控制电路分为两部分，第一部分由三极管Q1及外围元器件组成的升压电路，第二部分是由三极管Q2及外围电路组成的触发闪光电路。

当电源接通，三极管Q1开始工作，在变压器T1的初级产生电流，并在次级产生电压，三极管Q1开始自激振荡，在变压器T1产生高电压，经二极管D1整流变成高压直流电，存在电容器C2中，等待给氙气灯管2放电。

当用闪光灯时，按动开关K，3伏正电通过电阻R8给光电耦合器二极管电流，这时光电耦合器的集电极对地导通，电容器C3放电-三极管Q2导通-电容器C4放电，使变压器 T2初级有电流通过，变压器T2产生磁场，同时变压器T2次级产生高压脉冲，使氙气灯管2放电产生弧光，达到闪光的效果。

见图25，当需要摄像补光(灯长亮)时，摄像灯长亮，即LED灯1长亮，在触摸屏5 上设置频闪，并可调整频闪的时间和频率，可用做频闪灯。光线较暗时自动补光，调整亮度，能做微距摄影，可调色温，从3600K到6500K可调。当需要照相单闪时，调整单闪的时间和频率。当需要照相连闪时，在触摸屏5上设置连闪的时间和频率，并可调整连闪的次数。当需要照相补光时，可由触摸屏5设置氙气灯管2打开补光，能拍出拖尾照片，使照片更加艳丽，这一点电子闪光灯是做不到的。

作为摄像机补光灯：

能将色温从3600K到6500K随意调整。长亮时有频闪功能，可以作为频闪灯用。频闪亮的时间和频率，在功能里可以调整。采用恒流源输出控制确保LED灯1和氙气灯管2 亮度保持稳定。亮度由触摸屏5调整，并由液晶显示屏9显示，从1W到38W可调，输出功率为38W时，输出的光特别亮，采用恒流源输出控制，只要输入电压不低于6.4V，LED 灯1电压输出永远是6.2V。

作为照相机闪光灯(LED灯1和氙气灯管2)：

LED灯1单闪的亮度可调，LED灯1色温从3600K到6500K随意调整。输出功率42W，可调整亮度，可做微距闪光摄影，如果LED灯1闪光亮度不够，可加氙气灯管280W闪光。能单闪、连闪。连闪能拍出拖尾照片，能闪几百次，电子闪光灯是做不到这样的效果。

同时，本发明的一体灯可组合使用，配装2.4G无线传输模块，能做多灯连动闪光，也即一台灯亮了，几台灯都能跟着亮，做到多灯闪光，效果非常好。