用于监控摄像机的镜头驱动电路及监控摄像机的制作方法

本实用新型涉及监控摄像机领域，更具体地，涉及一种镜头驱动电路以及具有该镜头驱动电路的监控摄像机。

背景技术：

现在大多监控摄像机使用的镜头都是专门针对安防领域的，即靶面尺寸为：1/3英寸、1/2英寸、1/1.8英寸、2/3英寸、1英寸或者更大。但是随着安防领域的发展，所需要的图像传感器的靶面尺寸越来越大，已经超出现有监控摄像机的镜头的靶面尺寸。于是，只能定做镜头或者购买昂贵的特殊镜头，这显然不符合安防大批量的需求。

因此，需要一种将现有的价格较低的大靶面尺寸的镜头用于监控摄像机的解决方案。

技术实现要素：

考虑到上述问题，本实用新型提供了一种用于监控摄像机的镜头驱动电路，该镜头驱动电路包括相互连接的电平转换器和连接器，电平转换器用于连接监控摄像机的机身的处理器，接收来自处理器的具有第一工作电压范围的处理器端电信号并将其转换为具有第二工作电压范围的处理器端电信号，接收来自连接器的具有第二工作电压范围的镜头端电信号并将其转换为具有第一工作电压范围的镜头端电信号，并将具有第一工作电压范围的镜头端电信号传输到处理器；连接器用于连接单反镜头的电触点，接收镜头电源信号以及具有第二工作电压范围的处理器端电信号，将镜头电源信号和具有第二工作电压范围的处理器端电信号传输至单反镜头的对应电触点以驱动单反镜头工作，并接收单反镜头返回的具有第二工作电压范围的镜头端电信号。

示例性地，镜头驱动电路还包括高频滤波电路，高频滤波电路的一端用于接收预期电压值等于第二工作电压范围的最大值的电源电压信号，另一端连接连接器，高频滤波电路用于对电源电压信号进行过滤，以生成镜头电源信号。

示例性地，高频滤波电路包括第一滤波电路，第一滤波电路的一端用于接收电源电压信号，另一端连接连接器的第一引脚，第一引脚用于连接单反镜头的、用于向单反镜头的镜头电机提供驱动电压的驱动电压触点。

示例性地，第一滤波电路包括第一电感和第一电容，第一电感和第一电容并联连接。

示例性地，高频滤波电路还包括第二滤波电路，第二滤波电路的一端用于接收电源电压信号，另一端连接连接器的第二引脚，第二引脚用于连接单反镜头的、用于向单反镜头的镜头芯片提供工作电压的数字电源触点。

示例性地，第二滤波电路包括第二电感和第二电容，第二电感和第二电容并联连接。

示例性地，镜头驱动电路还包括防振铃电路，防振铃电路的一端用于接收预期电压值等于第二工作电压范围的最大值的电源电压信号，另一端连接电平转换器与连接器之间的连接端点。

示例性地，具有第一工作电压范围的处理器端电信号包括具有第一工作电压范围的命令信号和具有第一工作电压范围的时钟信号，具有第二工作电压范围的处理器端电信号包括具有第二工作电压范围的命令信号和具有第二工作电压范围的时钟信号；具有第二工作电压范围的镜头端电信号包括具有第二工作电压范围的数据信号，具有第一工作电压范围的镜头端电信号包括具有第一工作电压范围的数据信号；连接器包括第三引脚、第四引脚和第五引脚，其中，第三引脚用于连接单反镜头的、机身到镜头数据传输触点，接收具有第二工作电压范围的命令信号，并将具有第二工作电压范围的命令信号传输到机身到镜头数据传输触点；第四引脚用于连接单反镜头的、镜头到机身数据传输触点，接收具有第二工作电压范围的数据信号，并将具有第二工作电压范围的数据信号传输到电平转换器；第五引脚用于连接单反镜头的、时钟控制触点，接收具有第二工作电压范围的时钟信号，并将具有第二工作电压范围的时钟信号传输到时钟控制触点。

示例性地，连接器包括第六引脚，用于接地并连接单反镜头的数字地触点和保护地触点。

根据本实用新型另一方面，提供一种监控摄像机，其包括单反镜头、上述镜头驱动电路、以及机身，单反镜头通过镜头驱动电路电气连接至机身。

示例性地，单反镜头为佳能EF口镜头。

通过本实用新型提供的镜头驱动电路，可以实现现有的多种靶面尺寸较大的单反镜头与监控摄像机之间的电气连接，从而能够将现有的大靶面尺寸的单反镜头用于监控摄像机，有助于解决安防领域中镜头靶面尺寸较小的问题。并且，相比于定做镜头或者采用特殊镜头，该解决方案的成本较低，能够被广大用户所接受。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本实用新型一个实施例的镜头驱动电路的示意性框图；

图2示出根据本实用新型一个实施例的镜头驱动电路的示意性电路图；以及

图3示出根据本实用新型一个实施例的监控摄像机的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

单反镜头中具有靶面尺寸较大的镜头，例如佳能EF口镜头。发明人创造性地将单反镜头用于监控摄像机，不但能够满足监控摄像机的需要，而且单反镜头的成本易于接受。单反镜头主要是为单反摄像机设计，镜头需要专门的电源和逻辑控制，这不同于普通的监控摄像机的镜头。为了将单反镜头用于监控摄像机，本实用新型提供了一种用于监控摄像机的镜头驱动电路、以及包含该镜头驱动电路的监控摄像机。

下面结合图1和2对镜头驱动电路及采用该镜头驱动电路的监控摄像机进行详细描述。

图1示出根据本实用新型一个实施例的镜头驱动电路100的示意性框图。如图1所示，镜头驱动电路100包括相互连接的电平转换器110和连接器120。

电平转换器110用于连接监控摄像机的机身的处理器，接收来自处理器的具有第一工作电压范围的处理器端电信号并将其转换为具有第二工作电压范围的处理器端电信号，接收来自连接器的具有第二工作电压范围的镜头端电信号并将其转换为具有第一工作电压范围的镜头端电信号，并将具有第一工作电压范围的镜头端电信号传输到处理器。

电平转换器110可以采用各种合适的硬件实现。在一个示例中，电平转换器110采用TXS0104EPWR芯片实现。监控摄像机的处理器所使用的逻辑电平(即逻辑电路的工作电压)一般与单反镜头所使用的逻辑电平不一致，因此可以利用电平转换器110在处理器与单反镜头之间进行电平转换，将发送方发送的电信号转换为具有接收方所需的电平的电信号。示例性地，第一工作电压范围可以是0～3.3V，其中，用1.65V～3.3V表示逻辑“1”，用0V～1.65V表示逻辑“0”；第二工作电压范围可以是0～5V，其中，用2.5V～5V表示逻辑“1”，用0V～2.5V表示逻辑“0”。也就是说，机身的逻辑电路可以用0～3.3V的电压驱动，镜头的逻辑电路可以用0～5V的电压驱动。上述工作电压范围为示例，其可以根据实际情况而定。

连接器120用于连接单反镜头的电触点，接收镜头电源信号以及具有第二工作电压范围的处理器端电信号，将镜头电源信号和具有第二工作电压范围的处理器端电信号传输至单反镜头的对应电触点以驱动单反镜头工作，并接收单反镜头返回的具有第二工作电压范围的镜头端电信号。

如上文所述，与普通的监控摄像机的镜头不同，单反镜头需要专门的电源和逻辑控制。单反镜头上具有多个电触点，用于接收电源信号和各种控制信号，并且可以用于向机身返回数据。连接器120用于连接单反镜头的电触点，以将单反镜头所需的电源信号和控制信号传输到对应的电触点，并将单反镜头返回的数据信号传输给电平转换器110，由电平转换器110转换之后传输到处理器。

通过本实用新型提供的镜头驱动电路，可以实现现有的多种靶面尺寸较大的单反镜头与监控摄像机之间的电气连接，从而能够将现有的大靶面尺寸的单反镜头用于监控摄像机，有助于解决安防领域中镜头靶面尺寸较小的问题。并且，相比于定做镜头或者采用特殊镜头，该解决方案的成本较低，能够被广大用户所接受。

示例性地，镜头驱动电路100还可以包括高频滤波电路，高频滤波电路的一端用于接收预期电压值等于第二工作电压范围的最大值的电源电压信号，另一端连接连接器，高频滤波电路用于对电源电压信号进行过滤，以生成镜头电源信号。

沿用上述示例，假设第二工作电压范围是0～5V，则上述电源电压信号的预期电压值可以是5V。预期电压值是初始设定的电源电压信号的电压值，在实际的电路工作过程中，电源电压信号的电压值可能发生变化。5V是提供给单反镜头的理想电源电压，但是在电路工作过程中，该电压值可能发生抖动，因此，该电压值可以在第二工作电压范围的最大值(5V)周围的一定范围(例如，在5V-0.5V～5V+0.5V的范围)内变化，并且会形成一些噪声。因此，可以采用高频滤波电路去除电源电压信号中的噪声，生成稳定的5V电压信号，即上述镜头电源信号。

示例性地，高频滤波电路可以包括第一滤波电路，第一滤波电路的一端用于接收电源电压信号，另一端连接连接器120的第一引脚，第一引脚用于连接单反镜头的、用于向镜头电机提供驱动电压的驱动电压触点。

参考图2，示出根据本实用新型一个实施例的镜头驱动电路200的示意性电路图。在图2所示的示例中，电平转换器110可以采用电平转换芯片实现。图2中采用TXS0104EPWR芯片作为电平转换器110来描述镜头驱动电路200，该镜头驱动电路200用于单反镜头，例如，驱动佳能EF口镜头。本领域技术人员可以理解，图2所示的电路结构仅是示例而非对本实用新型的限制，本实用新型提供的镜头驱动电路可以具有其他合适的电路结构，并驱动其它类型的单反镜头。电平转换器110也可以采用其它类型的电平转换芯片实现。

如图2所示，镜头驱动电路200包括由第一电感FB22和第一电容C586组成的LC滤波电路(第一滤波电路)。第一电感FB22和第一电容C586并联连接，二者组成的第一滤波电路一端接收5V的电源电压信号VCC_5V，另一端连接连接器120(JP9)的第一引脚(1号引脚)。连接器JP9的1号引脚用于与佳能EF口镜头的驱动电压触点VBAT连接。佳能EF口镜头的驱动电压触点VBAT用于向单反镜头的镜头电机提供驱动电压。在单反摄像机中，采用稳定、干净的5V电池向镜头电机提供驱动电压，而在将单反镜头应用于监控摄像机时，可以不使用电池，而是使用监控摄像机采用的电源提供持续的5V供电。

监控摄像机采用的电源不如电池电源干净，存在噪声，所提供的电压容易发生抖动。如果镜头电机的驱动电压发生抖动，则镜头电机的工作状态也无法保持稳定，导致采集到的图像的质量也不稳定。例如，可能会由于焦距无法保持稳定而出现图像明暗度不均匀等问题。通过第一滤波电路可以为单反镜头的镜头电机提供稳定的驱动电压，例如5V，以使得单反镜头在监控摄像机上使用时能够获得较高质量的图像。

在图2中，第一电感FB22和第一电容C586并联连接。然而，图2所示的第一滤波电路的电路结构仅是示例而非限制，第一滤波电路可以由其他合适的器件组成，例如由电阻及电容或电感及电阻等组成。

示例性地，高频滤波电路可以包括第二滤波电路，第二滤波电路的一端用于接收电源电压信号，另一端连接连接器的第二引脚，第二引脚用于连接单反镜头的、用于向镜头芯片提供工作电压的数字电源触点。

继续参考图2，镜头驱动电路200包括由第二电感FB23和第二电容C587组成的第二滤波电路。第二电感FB23和第二电容C587并联连接，二者组成的第二滤波电路一端接收5V的电源电压信号VCC_5V，另一端连接连接器JP9的第二引脚(2号引脚)。连接器JP9的2号引脚用于与佳能EF口镜头的数字电源触点VDD连接。佳能EF口镜头的数字电源触点VDD用于向其镜头芯片提供工作电压。单反镜头接收命令信号、根据命令信号执行相应动作、输出数据信号等操作主要由镜头芯片中的逻辑电路执行，数字电源触点VDD可以为这些逻辑电路提供工作电压。

通过第二滤波电路提供稳定的工作电压有利于逻辑电路稳定地工作，以正确执行命令及返回数据。

在图2中，第二电感FB23和第二电容C587并联连接。然而，图2所示的第二滤波电路的电路结构仅是示例而非限制，第二滤波电路可以由其他合适的器件组成，例如由电阻及电容或电感及电阻等组成。

示例性地，具有第一工作电压范围的处理器端电信号包括具有第一工作电压范围的命令信号和具有第一工作电压范围的时钟信号，具有第二工作电压范围的处理器端电信号包括具有第二工作电压范围的命令信号和具有第二工作电压范围的时钟信号；具有第二工作电压范围的镜头端电信号包括具有第二工作电压范围的数据信号，具有第一工作电压范围的镜头端电信号包括具有第一工作电压范围的数据信号；连接器包括第三引脚、第四引脚和第五引脚，其中，第三引脚用于连接单反镜头的、机身到镜头数据传输触点，接收具有第二工作电压范围的命令信号，并将具有第二工作电压范围的命令信号传输到机身到镜头数据传输触点；第四引脚用于连接单反镜头的、镜头到机身数据传输触点，接收具有第二工作电压范围的数据信号，并将具有第二工作电压范围的数据信号传输到电平转换器；第五引脚用于连接单反镜头的、时钟控制触点，接收具有第二工作电压范围的时钟信号，并将具有第二工作电压范围的时钟信号传输到时钟控制触点。

继续参考图2，连接器JP9具有第三引脚(3号引脚)、第四引脚(4号引脚)和第五引脚(5号引脚)。3号引脚经由电阻R255连接到TXS0104EPWR芯片的B1引脚以接收所述具有所述第二工作电压范围的命令信号，4号引脚经由电阻R295连接到TXS0104EPWR芯片的B2引脚以将所述具有所述第二工作电压范围的数据信号传输到所述电平转换器，5号引脚经由电阻R257连接到TXS0104EPWR芯片的B3引脚以接收所述具有所述第二工作电压范围的时钟信号。连接器JP9的3号引脚用于连接佳能EF口镜头的DCL触点，即机身到镜头数据传输触点，以将所述具有所述第二工作电压范围的命令信号传输到所述机身到镜头数据传输触点DCL。连接器JP9的4号引脚用于连接佳能EF口镜头的DLC触点，即镜头到机身数据传输触点，以接收所述具有所述第二工作电压范围的数据信号。连接器JP9的5号引脚用于连接佳能EF口镜头的LCLK触点，即时钟控制触点，以将所述具有所述第二工作电压范围的时钟信号传输到所述时钟控制触点LCLK。

TXS0104EPWR芯片的B1、B2和B3引脚分别与TXS0104EPWR芯片的A1、A2和A3引脚对应。A1引脚接收来自机身的处理器的、工作电压范围为0～3.3V的命令信号，即CANON_EF_DCL信号，B1引脚输出工作电压范围为0～5V的命令信号。B2引脚经由连接器JP9接收来自单反镜头(佳能EF口镜头)的、工作电压范围为0～5V的数据信号，即CANON_EF_DLC信号，A2引脚输出工作电压范围为0～3.3V的数据信号。A3引脚接收来自机身的处理器的、工作电压范围为0～3.3V的时钟信号，即CANON_EF_LCLK信号，B3引脚输出工作电压范围为0～5V的时钟信号。

示例性地，镜头驱动电路200还可以包括防振铃电路，防振铃电路的一端用于接收预期电压值等于第二工作电压范围的最大值的电源电压信号，另一端连接电平转换器与连接器之间的连接端点。

继续参考图2，镜头驱动电路200包括三个防振铃电路，该三个防振铃电路分别包括电阻R261、电阻R263和电阻R294。电阻R261、电阻R263和电阻R294分别和TXS0104EPWR芯片与连接器JP9之间的三条传输线路(即命令信号传输线路、数据信号传输线路和时钟信号传输线路)连接。

以电阻R261为例，电阻R261的一端接入5V的电源电压VCC_5V，另一端连接连接器JP9的3号引脚与电阻R255连接的端点。连接器JP9的3号引脚经由电阻R255与TXS0104EPWR芯片的B1引脚连接，可以将连接器JP9的3号引脚与电阻R255连接的端点视为TXS0104EPWR芯片与连接器JP9之间的连接端点。在电路工作过程中，可能发生振铃效应。例如，TXS0104EPWR芯片的B1引脚传输到连接器JP9的3号引脚的命令信号会在3号引脚处发生反射。该命令信号一般是数字信号，当其为高电平5V时，3号引脚可能会返回一个例如0.2V左右的电信号。反射信号会降低监控摄像机所复原出的图像的质量。在电源电压与连接器JP9的3号引脚之间加入一个电阻R261，可以使得反射信号的电压落在该电阻R261上，从而消除反射信号对监控摄像机的工作的影响。

电阻R263和电阻R294的工作原理和作用与电阻R261类似，不再赘述。

示例性地，连接器可以包括第六引脚，用于接地并连接单反镜头的数字地触点和保护地触点。

继续参考图2，连接器JP9包括第六引脚(6号引脚)，其在工作时接地。同时，连接器JP9的6号引脚用于与佳能EF口镜头的DGND(即数字地)触点和PGND(即保护地)触点连接。佳能EF口镜头包括一个数字地触点和两个保护地触点，由于在监控摄像机中数字地和保护地不做区分，因此可以统一经由连接器JP9的6号引脚接地。

此外，如图2所示，TXS0104EPWR芯片的VCCA引脚接入较低的电源电压VCC_3V3，VCCB引脚加入较高的电源电压VCC_5V，OE使能引脚经由电阻R259接入电源电压VCC_3V3，GND引脚接地，A4、B4及两个NC引脚悬空。此外，TXS0104EPWR芯片的低压端设置有旁路滤波电容C249，当电源电压VCC_3V3发生抖动时，电容C249可以消除抖动的干扰，防止影响TXS0104EPWR芯片的工作。类似地，TXS0104EPWR芯片的高压端也设置有旁路滤波电容C250，其作用于电容C250类似，不再赘述。

应当理解，除上述电平转换作用之外，电平转换器还可以起到隔离作用，其可以将机身的电路与单反镜头的电路隔离开，当机身由于电流过大而烧坏时，不会影响单反镜头。由于单反镜头价格比较昂贵，因此通过电平转换器的隔离来保护单反镜头有利于降低成本。

应当理解，图2所示的电路结构仅是示例而非对本实用新型的限制，本实用新型提供的镜头驱动电路可以具有其他合适的电路结构，并驱动其它类型的单反镜头。电平转换器110也不局限于TXS0104EPWR芯片，还可以采用其它类型的电平转换芯片实现。

根据本实用新型另一方面，提供一种监控摄像机。图3示出根据本实用新型一个实施例的监控摄像机300的示意性框图。如图3所示，该监控摄像机300包括单反镜头330、上述镜头驱动电路100、以及机身340，单反镜头330通过镜头驱动电路100电气连接至机身340。

示例性地，单反镜头330可以为佳能EF口镜头。

上文已经结合附图1和2描述了镜头驱动电路的结构、工作原理及其优点等，本领域技术人员可以根据上文描述及附图1和2理解上述监控摄像机300的结构、工作原理及其优点，不再赘述。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或至少两个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或装置进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在至少两个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。