变倍摄像机及监控系统的制作方法

文档序号:14042160研发日期:2017年阅读:429来源:国知局
技术简介:
本专利针对现有变倍摄像机采用直流电机驱动导致的精度不足问题,提出采用步进电机分电压驱动方案。通过低电压电机驱动对焦镜头组、高电压电机驱动放大镜头组,结合H桥电路和MCU控制模块,实现镜头组精准移动,显著提升图像获取精度。该方案优化了驱动结构,兼顾不同镜头组的运动需求,有效解决了传统直流电机驱动精度低的技术瓶颈。
关键词:步进电机,变倍摄像机

本申请涉及摄像技术领域,尤其涉及一种变倍摄像机及监控系统。



背景技术:

随着安防需求越来越高,用户对监控系统的监控能力要求越来越高,具体表现在,目前的监控系统的监控区域越来越大,这使得越来越多的监控系统采用变倍摄像机。变倍摄像机通过镜片的移动来放大或缩小需要拍摄的场景,进而达到调节摄像区域大小的目的。

但是目前的变倍摄像机通常采用直流电机驱动镜头组移动,直流电机存在驱动精度较低的问题,无法满足精度要求较高的图像的获取。



技术实现要素:

本申请提供一种变倍摄像机,以解决目前的变倍摄像机采用直流电机驱动镜头组存在驱动精度较低的问题。

为了解决上述问题,本申请采用下述技术方案:

变倍摄像机,包括镜头组和步进电机,所述镜头组包括放大镜头组和对焦镜头组;所述步进电机包括低电压驱动电机和高电压驱动电机,所述低电压驱动电机与所述对焦镜头组驱动相连,以驱动所述对焦镜头组在拍摄方向移动;所述高电压驱动电机与所述放大镜头组驱动相连,以驱动所述放大镜头组在所述拍摄方向移动。

优选的,上述变倍摄像机中,所述变倍摄像机包括低电压电机驱动模块和功率放大模块,所述低电压电机驱动模块的一驱动信号输出端与所述低电压驱动电机相连,所述低电压电机驱动模块的另一驱动信号输出端通过所述功率放大模块与所述高电压驱动电机相连。

优选的,上述变倍摄像机中,所述低电压驱动电机的工作电压为5V,所述高电压驱动电机的工作电压为12V。

优选的,上述变倍摄像机中,还包括依次相连的图像传感器、视频编码器和MCU模块,所述MCU模块与所述低电压电机驱动模块相连;所述图像传感器用于采集图像数据;所述视频编码器用于将所述图像数据编码为控制信号;所述MCU模块用于根据所述控制信号控制所述低电压电机驱动模块启停。

优选的,上述变倍摄像机中,所述低电压电机驱动模块为H桥电机驱动电路,所述H桥电机驱动电路包括依次相连的逻辑控制子模块、PWM控制子模块、第一H桥驱动子模块和低压H桥输出子模块;其中:所述低压H桥输出子模块与所述低电压驱动电机相连;所述逻辑控制子模块与所述MCU模块相连,所述逻辑控制子模块接收所述MCU模块发送的所述控制信号,以及将所述控制信号解析为逻辑信号并发送;所述PWM控制子模块依据所述逻辑信号发送第一占空比信号,所述第一H桥驱动子模块根据所述第一占空比信号,控制所述低压H桥输出子模块以第一步进脉冲驱动所述低电压驱动电机。

优选的,上述变倍摄像机中,所述功率放大模块包括依次相连的电平转换子模块、第二H桥驱动子模块和高压H桥输出子模块;其中,所述电平转换子模块与所述低压H桥输出子模块相连,用于对所述低压H桥输出子模块所输出的信号进行电平转换,得到第二占空比信号;所述第二H桥驱动子模块用于根据第二占空比信号,控制所述高压H桥输出子模块以第二步进脉冲驱动高电压驱动电机。

优选的,上述变倍摄像机中,所述变倍摄像机为球形摄像机和云台摄像机。

监控系统,包括如上任一项所述的变倍摄像机。

本申请采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果:

本申请公开的变倍摄像机中,采用步进电机驱动镜头组,进而实现镜头组在拍摄方向的移动,最终达到镜头组缩放、对焦功能。相比于直流电机驱动而言,步进电机控制较为精确,进而能够提高对镜头组驱动的精度,最终能提高所获取图像的精度。同时,该方案能够根据放大镜头组和对焦镜头组的特点,采用相应动力的步进电机来驱动,进而能达到较好的驱动效果,最终能进一步提高对镜头的驱动精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本申请实施例公开的变倍摄像机的第一种结构示意图;

图2为本申请实施例公开的变倍摄像机的第二种结构示意图;

图3为本申请实施例公开的变倍摄像机的第三种结构示意图;

图4为本申请实施例公开的变倍摄像机的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

以下结合附图,详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

请参考图1,本申请实施例公开一种变倍摄像机,所公开的变倍摄像机包括镜头组100和驱动电机。

其中,驱动电机与镜头组100驱动连接,且用于驱动镜头组100在拍摄方向移动,进而达到变倍的目的。本申请实施例中,驱动电机为步进电机200。变倍摄像机的镜头组100可以为两组,两组镜头组100包括放大镜头组(即ZOOM镜头组)110和对焦镜头组(即FOCUS镜头组)120。步进电机200用于驱动放大镜头组110和对焦镜头组120在拍摄方向移动。

本申请实施例中,步进电机200包括低电压驱动电机210和高电压驱动电机220,低电压驱动电机210与对焦镜头组120驱动相连,且用于驱动对焦镜头组120在拍摄方向移动。高电压驱动电机220与放大镜头组110驱动相连,且用于驱动放大镜头组110在拍摄方向移动。由于放大镜头组110体积重量较大,因此采用动力较大的高电压驱动电机220实现驱动,而对焦镜头组120的体积重量较小,因此采用动力较小的低电压驱动电机210驱动。

本申请实施例公开的变倍摄像机,采用步进电机200驱动镜头组100,进而实现镜头组100在拍摄方向的移动,最终达到镜头组100缩放、对焦的功能。相比于直流电机驱动而言,步进电机200控制较为精确,进而能够提高对镜头组100驱动的精度。同时,该方案能够根据放大镜头组110和对焦镜头组120 的特点,采用相应动力的步进电机来驱动,进而能达到较好的驱动效果,最终能进一步提高对镜头的驱动精度。

请参考图2,在工作的过程中,变倍摄像机可以包括低电压电机驱动模块 300和功率放大模块400。低电压电机驱动模块300的一驱动信号输出端与低电压驱动电机210相连,低压电机驱动模块300的另一驱动信号输出端通过功率放大模块400与高电压驱动电机220相连。该优选方案中,通过功率放大模块400即可实现低电压电机驱动模块300能同时驱动低电压电机210和高电压驱动电机220,进而使得利用较少的软件资源,实现对两路不同驱动电压的步进电机的驱动。该优选方案具有实现容易、节约成本等优点。

本申请实施例公开的变倍摄像机中,低电压电机驱动模块300可以为H桥电机驱动电路。一种具体的实施方式中:低电压驱动电机210的工作电压可以为5V,高电压驱动电机220的工作电压可以为12V。

请参考图3,本申请实施例公开的变倍摄像机还可以包括依次相连的图像传感器500、视频编码器600和MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)模块700。MCU模块700与低电压电机驱动模块300相连。在具体的工作过程中,图像传感器500用于采集图像数据,视频编码器600用于将图像数据编码为控制信号。MCU模块700用于根据控制信号控制低电压电机驱动模块300启停。 MCU模块700通过控制低电压电机驱动模块300的启停,达到启动后续低电压驱动电机210和高电压驱动电机220的目的。

请参考图4,一种具体的实施方式中,低电压电机驱动模块300为H桥电机驱动电路,H桥电机驱动电路可以包括依次相连的逻辑控制子模块310、 PWM控制子模块320、第一H桥驱动子模块330和低压H桥输出子模块340;其中:低压H桥输出子模块340与低电压驱动电机210相连;逻辑控制子模块 310与MCU模块700相连,逻辑控制子模块310接收MCU模块700发送的控制信号,以及将控制信号解析为逻辑信号并发送;PWM控制子模块310依据逻辑信号发送第一占空比信号,第一H桥驱动子模块330根据第一占空比信号,控制低压H桥输出子模块340以第一步进脉冲驱动低电压驱动电机210。

请再次参考图4,基于上述具体实施方式,本申请实施例中,功率放大模块400可以包括依次相连的电平转换子模块410、第二H桥驱动子模块420和高压H桥输出子模块430;其中,电平转换子模块410与低压H桥输出子模块 340相连,用于对低压H桥输出子模块340所输出的信号进行电平转换,得到第二占空比信号;第二H桥驱动子模块420用于根据第二占空比信号,控制高压H桥输出子模块430以第二步进脉冲驱动高电压驱动电机220。

本申请实施例所公开的变倍摄像机可以是球形摄像机,也可以为云台摄像机。本申请不限制变倍摄像机的具体种类。

基于本申请实施例公开的变倍摄像机,本申请实施例还公开一种监控系统,所公开的监控系统包括上文实施例中任一项所述的变倍摄像机。

本文中,各个优选方案中的技术特征只要不矛盾均可组合来形成方案,这些方案均在本申请公开的范围内。

本文中,各个优选方案仅仅重点描述的是与其它优选方案的不同,各个优选方案只要不冲突,都可以任意组合,组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内,考虑到文本简洁,本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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