CN101046533A - 闭路电视摄像机的透镜光阑调整装置 - Google Patents

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Abstract

提供可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的简单结构的闭路电视摄像机的透镜光阑调整(光圈调整)装置，具备：齿传动(geared)电机(GM)，驱动透镜光阑机构(14)的光阑叶片(22)；驱动电路(130)，根据自动调整用的第一驱动信号(CS1)或手动调整用的第二驱动信号(CS2)，驱动齿传动电机(GM)；比较电路，对摄像环境所对应的明度信息信号(S1)和第一基准信号(Vref1)进行比较，输出自动调整用的第一驱动信号(CS1)；差动放大器(120)，输入从操作者输入的手动调整信号(S2)、和规定齿传动电机(GM)的驱动量的界限值的第二基准信号(Vref2)，输出手动调整用的第二驱动信号(CS2)；和选择电路(140)，将第一驱动信号(CS1)或第二驱动信号(CS2)中的任一个与驱动电路(130)连接。

Description

闭路电视摄像机的透镜光阑调整装置
技术领域
本发明涉及闭路电视摄像机的透镜光阑调整(光圈调整)装置。
背景技术
闭路电视(Closed Circuit Television：以下称作“CCTV”)不是如电视广播那样发送以不特定多数人作为对象的映像信号，而是在规定的闭合的范围内(即闭路上)，以允许视听的人可选择性地接收的方式发送映像信号。作为利用CCTV的系统，可列举：使用在便利商店或街道、停车场等上设置的摄像机的防盗系统或者工厂生产线的监视系统等。尤其将CCTV系统所使用的防盗摄像机或监视摄像机称作CCTV摄像机(camera)。
CCTV摄像机不仅设置在室内，也可以设置在街头、停车场等户外，不论日夜要对对象进行摄像，因此需要根据摄像环境的明度来调整透镜光阑(光圈)。为了节省观看CCTV摄像机所摄像的映像的人(以下，称作“监视人”。)根据环境的变化来调整透镜光阑(光圈)的时间，目前设置的CCTV摄像机大多具有基于摄像环境的明度自动地进行透镜光阑调整的功能。
CCTV摄像机的透镜光阑调整被自动进行的同时，也具有监视人要用手动进行透镜光阑调整这样的要求。因此要求可对透镜调整的自动调整和手动调整进行切换的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置。作为可对透镜调整的自动调整和手动调整进行切换的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置，例如，可列举如下述所示的专利文献1或专利文献2中提出的装置。
专利文献1：特公平5-第86707号公报
专利文献2：特公平6-第42720号公报
CCTV摄像机的透镜光阑，通过组合多个称作光阑叶片的金属等的板形而形成大致圆形的孔并移动多个光阑叶片来改变孔的直径而被实现。一般，光阑叶片的个数越多孔就越接近圆形，从而提高透镜光阑的精度即根据摄像环境输入到CCTV摄像机的光量的精度。
但是，可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的以往的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置(以下，称作“以往装置”。)中，作为移动光阑叶片的电机使用电流计(galvanometer)，因此只能同时移动2～3个左右的光阑叶片。因此以往装置中，得不到目前社会所要求的水准的透镜光阑的精度。
另外，以往装置中，在移动光阑叶片之际，需要光阑位置及/或光阑速度相关的反馈控制，从而另外需要位置反馈电路和速度反馈电路，该光阑位置是利用光阑位置检测元件所获得的，该光阑速度是利用测速发电机所获得的。
进一步，以往装置为了对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换，而需要具备多个开关，并且必须对它们进行控制。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换，且用开环控制来控制电机的简易的结构的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置。
为了解决上述目的，根据本发明的观点，本发明的闭路电视摄像机的透镜光阑调整装置，可进行透镜光阑机构的自动调整和手动调整之间的切换，具备：齿传动(齿转传动)电机，驱动透镜光阑机构的光阑叶片；驱动电路，根据自动调整用的第一驱动信号或手动调整用的第二驱动信号，驱动所述齿传动电机；比较电路，对由取得摄像环境的明度信息的明度信息取得装置所取得的明度信息信号和相当于目标明度的第一基准信号进行比较，输出自动调整用的第一驱动信号，该第一驱动信号以抵消所述明度信息信号和所述第一基准信号之间的差分的方式驱动所述透镜光阑叶片，决定所述齿传动电机的驱动量；差动放大器，输入从操作者输入的手动调整信号、和规定所述齿传动电机的驱动量的界限值的所述手动调整信号所对应的第二基准信号，输出不超过所述界限值的范围的手动调整用的第二驱动信号；和选择电路，将所述第一驱动信号或所述第二驱动信号中的任一个与所述驱动电路连接，驱动所述齿传动电机。
根据涉及的构成，本发明的透镜光阑调整装置，通过用齿传动电机驱动透镜光阑机构的光阑叶片，改变由光阑叶片作出的光阑直径，实现透镜光阑调整(光圈调整)。输入由取得摄像环境的明度信息的明度信息取得装置所取得的明度信息信号、和相当于目标明度的第一基准信号的比较电路，通过对明度信息信号和第一基准信号进行比较，当明度信息信号大于第一基准信号时，输出按照以抵消其差分的量减小光阑直径的方式决定齿传动电机的驱动量的自动调整用的第一驱动信号，另外，当明度信息信号小于第一基准信号时，输出按照以抵消其差分的量增大光阑直径的方式决定齿传动电机的驱动量的自动调整用的第一驱动信号。输入从操作者输入的手动调整信号、和规定齿传动电机的驱动量的界限值的第二基准信号的差动放大器，通过对手动调整信号和手动调整信号所对应的第二基准信号进行差动放大，输出不超过齿传动电机的驱动量的界限值的范围的、即信号电平与自动调整用的第一驱动信号一致的手动调整用的第二驱动信号。选择电路，通过将自动调整用的第一驱动信号或手动调整用的第二驱动信号中的任一个与驱动电路连接，在由第一驱动信号使驱动电路工作时，进行透镜光阑机构的自动调整，或者在由第二驱动信号使驱动电路工作时，进行透镜光阑机构的手动调整等，能进行透镜光阑机构的自动调整和手动调整之间的切换。
如上所述，根据本发明，提供一种通过具备一个选择电路和一个差动放大器，而使输出比使用在以往装置中使用的电流计的电机要大，且可同时移动多个光阑叶片，齿传动电机由开环电路控制进行控制，从而具有以往装置以上的光圈调整精度的可对简单结构的自动调整和手动调整进行切换的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式相关的可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的闭路电视摄像机的透镜光阑调整装置的框图。
图2是表示本发明的实施方式的闭路电视摄像机具备的机构的部分剖面图。
图3是图2所示的闭路电视摄像机含有的透镜光阑机构的主要部分剖面图。
图4是表示本发明的实施方式的闭路电视摄像机的透镜光阑机构的说明图。
图5是表示本发明的实施方式相关的可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的闭路电视摄像机的透镜光阑调整中的信号流动的整体像的框图。
附图说明：
10-闭路电视摄像机；14-透镜光阑机构；22-光阑叶片；120-差动放大器；140-选择电路；CS1-第一驱动信号；CS2-第二驱动信号；GM-齿传动(geared)电机；S1-明度信息信号；S2-手动调整信号；Vref1-第一基准信号；Vref2-第二基准信号。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。此外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能构成的构成要素赋予相同的符号，并省略重复的说明。
图2是表示本发明的实施方式的CCTV摄像机10具有的机构的部分剖面图。
CCTV摄像机10在CCTV摄像机框体11内具备：主(master)系列透镜组件12a、12b；支撑主系列透镜组件12b的支撑部13；与主系列透镜组件12b并设，且对输入到主系列透镜组件12a、12b的光量进行控制的透镜光阑机构14；支撑透镜光阑机构14的支撑部15；变焦系列透镜组件16a、16b；聚焦系列透镜组件18；支撑变焦系列透镜组件16a、16b和聚焦系列透镜组件18的支撑部17；和分别驱动这些透镜组件的CCTV摄像机驱动部20(参照图5)。另外，透镜光阑机构14在光阑框体28内具备：光阑叶片22、保持环24、齿形垫圈26、轴销30、轴受孔32、导孔36、定位销34、和弹性部件38。对透镜光阑机构14的构成进行后述。
如上所述，CCTV摄像机10具有变焦功能、聚焦功能、光量调整功能等各种功能，但是本发明的实施方式的透镜光阑调整装置与光量调整功能紧密相连，因此，下面对光量调整功能的透镜光阑机构14、透镜光阑机构14的驱动相关的CCTV摄像机驱动部20进行说明。
图3是图2的CCTV电视摄像机10含有的透镜光阑机构14的主要部分剖面图，图4是表示本发明的实施方式的CCTV电视摄像机的透镜光阑机构14的说明图。
如图4所示，透镜光阑机构14在光阑框体28内具备6个光阑叶片22。另外，如图3所示，在透镜光阑机构14中，光阑叶片22分别设置在保持环24和齿形垫圈26之间，且由插入贯通保持环24的轴受孔32的轴销30、和插入齿形垫圈26上的导孔36的定位销34所嵌入。在此，透镜光阑机构14也可以具备对定位销进行按压的橡胶等弹性部分38。
光阑叶片22分别经由透镜光阑机构14含有的动力传递部件42被传递有相当于并设于光圈框体28的齿传动电机GM的驱动量的动力，从而沿着导孔36移动。本发明的实施方式的CCTV电视摄像机的透镜光阑机构14通过使6个光阑叶片22作出的光阑直径40的大小根据6个光阑叶片22的动作来变化，按照如果使光阑直径40的大小变大则输入到主系列透镜组件12a、12b的光量增多、另外如果使光阑直径40的大小变小则输入到主系列透镜组件12a、12b的光量变小的方式，对输入到主系列透镜组件12a、12b的光量进行控制。
此外，作为图4的动力传递部件42，可列举利用齿轮，但是若基于齿传动电机GM的驱动来移动光阑叶片22，则并不限于齿轮，设计者可任意设定如何对光阑叶片22传递动力。在此，举出透镜光阑机构14具备的光阑叶片22的个数为6个的情况，但是并不限于涉及的个数，能设定为任意的个数。
如上所述，本发明的实施方式的CCTV摄像机10的透镜光阑调整，按照通过控制齿传动电机GM的驱动而使多个光阑叶片22所作出的光阑直径40变大或变小的方式来进行。
图5是表示本发明的实施方式的相关的可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的CCTV摄像机10的透镜光阑调整的信号流动的整体像的框图。
摄像环境所对应的光量经由透镜光阑机构14和透镜系统导入CCTV摄像机10内部，就可发挥作为明度信息取得装置的作用，使用CCD(ChargeCoupled Devices)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)的传感器等的摄像元件44将所输入的光量变换为信号。由摄像元件44所变换的信号经过CCTV摄像机驱动部20含有的信号处理电路21变为摄像环境所对应的明度信息信号S1，并将明度信息信号S1输入到透镜光阑调整部100。另外，摄像元件44并不限于使用CCD或MOS的传感器，只要是能传送由光电变换所产生的电荷的元件，则这样的各种元件可作为摄像元件44进行使用。
另外，若监视人对设置在CCTV摄像机10的外部的透镜光阑手动调整装置50所具备的透镜光阑调整旋钮(未图示)进行操作，则CCTV摄像机的透镜光阑动作从自动调整向手动调整切换的切换信号SELECT、和调整旋钮动作所对应的手动调整信号S被输入到透镜光阑调整部100。通过将切换信号SELEC输入到透镜光阑调整部100，而使透镜光阑调整部100从自动调整切换为手动调整。此时，无论向透镜光阑调整部100输入何种信号作为明度信息信号S1，也不会进行基于明度信息信号S1的齿传动电机GM的驱动控制，而进行基于手动调整信号S2的齿传动电机GM的驱动控制。
由此，本发明的实施方式的透镜光阑调整装置中，可通过基于手动调整信号S2进行齿传动电机GM的驱动控制，从而能实现透镜光阑的手动调整。此外，透镜光阑手动调整装置50也可以形成为与CCTV摄像机10分体的装置，也可以形成得包含在CCTV摄像机10中。另外，CCTV摄像机10的透镜光阑动作从自动调整切换为手动调整的、切换信号SELECT，无需与透镜光阑调整旋钮的动作同步，例如，通过在透镜光阑手动调整装置设置手动调整切换开关并将手动调整切换开关切换至手动操作侧，从而与手动调整信号S2非同步地将切换信号SELECT输入到透镜光阑调整部100。进一步，监视人为了调整透镜光阑所操作的装置并不限于透镜光阑调整旋钮是不言而喻的。
如上所述，对透镜光阑调整部100输入明度信息信号S1及/或手动调整信号S2及切换信号SELECT。并且，本发明的实施方式的透镜光阑调整装置基于明度信息信号S1或手动调整信号S2驱动齿传动电机GM，来实现透镜光阑的自动调整或手动调整。
接着，对基于明度信息信号S1或手动调整信号S2驱动齿传动电机GM的透镜光阑调整部100进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的可对透镜光阑的自动调整和手动调整进行切换的CCTV电视摄像机的透镜光阑调整装置的框图。
参照图1，本发明的实施方式的透镜光阑调整装置由透镜光阑调整部100和齿传动电机GM构成，透镜光阑调整部100具备：比较电路110、差动放大器120、选择电路140、和驱动电路130。
对比较电路110输入明度信息信号S1和基准信号Vref1。第一基准信号Vref1是成为决定以下的透镜调整动作的基准的信号，该透镜调整动作当明度信息信号S1大于第一基准信号Vref1时使透镜光阑缩小、当明度信息信号S1小于第一基准信号Vref1时使透镜光阑增大。在此，所谓使透镜光阑缩小，与使多个光阑叶片22所作出的光阑直径40减少也就是使输入到主系列透镜组件12a、12b的光量减少相同。另外，所谓使透镜光阑增大与增大光阑直径40也就是使输入到主系列透镜组件12a、12b的光量增多相同。
在比较电路110中，对明度信息信号S1和第一基准信号Vref1进行比较，且输出以抵消明度信息信号S1和第一基准信号Vref1之间的差分的方式驱动齿传动电机GM的、自动调整用的第一驱动信号CS1。
另外，差动放大器120是由电阻R1、R2、R3、R4和运算放大器OP构成的差动放大电路。对差动放大器120输入手动调整信号S2和第二基准信号Vref2，其一端与接地GND连接。在此，第二基准信号Vref2是规定从差动放大器120输出的手动调整用的第二驱动信号CS2的输出的上限的基准信号。
差动放大器120的输出基于所输入的手动调整信号S2和第二基准信号Vref2、电阻R1、R2、R3、R4的值来决定。对驱动电路130而言，由于设计得与自动调整用的第一驱动信号CS1对应，从而可认为通过手动调整信号S2的大小及/或电阻R1、R2、R3、R4各自的值的设定，而使从差动放大器120输出的第二驱动信号CS2成为破坏驱动电路130的电平(level)的信号。因此通过将手动调整信号S2所对应的第二基准信号Vref2输入到差动放大器120，而控制由运算放大器OP放大输出的信号即从差动放大器120输出的手动调整用的第二驱动信号CS2的输出的上限。由此，使第二驱动信号CS2的上限与第一驱动信号CS1一致，另外，能防止由第二驱动信号CS2引起的驱动电路130的破坏。
另外，选择电路140由开关构成。选择电路140在不施加切换信号SELECT时与驱动电路130和比较电路110连接，将输入驱动电路130的信号作为自动调整用的第一驱动信号CS1。
另外，选择电路140在施加切换信号SELECT时与驱动电路130和差动放大器120连接，将输入驱动电路130的信号作为手动调整用的第二驱动信号CS2。
由此，选择电路140根据切换信号SELECT，将第一驱动信号CS1或第二驱动信号CS2中的任一个与驱动电路130连接，但是选择电路140中的切换并不限于基于有无施加切换信号SELECT，例如切换信号SELECT为模拟信号时，也可以根据其模拟信号的大小来进行切换。
另外，对驱动电路130输入从选择电路140输出的信号即第一驱动信号CS1或第二驱动信号CS2，驱动电路130基于从选择电路140输出的信号来驱动齿传动电机GM。在此，驱动电路130中，不进行齿传动电机GM的位置及/或速度有关的反馈控制，驱动电路130用开环电路控制来驱动齿传动电机GM。
如上所述，本发明的实施方式的透镜光阑调整装置基于自动调整用的第一驱动信号CS1或手动调整用的第二驱动信号CS2的任一个，用开环电路控制来控制齿传动电机GM，同时移动多个光阑叶片22。并且通过改变光阑叶片22所作出的光阑直径40的大小，来进行透镜光阑调整(光圈调整)。
另外，透镜光阑调整装置含有的透镜光阑调整部100具备一个选择电路140和一个差动放大器120，通过使用自动调整用的第一驱动信号CS1和手动调整用的第二驱动信号CS2的任一个来驱动齿传动电机GM，从而实现透镜光阑的自动调整和手动调整之间的切换。
如上所述，根据本发明的实施方式，通过用开环电路控制来对可同时移动多个光阑叶片22的齿传动电机GM进行控制，且具备一个选择电路140和一个差动放大器120，而提供具有比以往装置高的调整光量的精度(光圈的精度)的、可对简单结构的自动调整和手动调整进行切换的CCTV摄像机的透镜光阑调整装置。
以上，虽然参照附图说明了本发明的最佳实施方式，但是本发明并不限于涉及的例子是不言而喻的。根据本领域技术人员，在权利要求书的范围内可进行各种变更或修正，对于它们也了解为当然属于本发明的技术范围内。
例如，图5中，透镜光阑手动调整装置只示出了一个，但是根据不限于设置在相同的场所的多个透镜光阑手动调整装置，分别输入手动调整信号和切换信号，并进行透镜光阑的自动调整和手动调整之间的切换等由本领域技术人员来说是很容易变更的，也应理解为属于本发明的等价范围。

Claims (1)

1、一种闭路电视摄像机的透镜光阑调整装置，可进行透镜光阑机构的自动调整和手动调整之间的切换，
具备：
齿传动电机，驱动透镜光阑机构的光阑叶片；
驱动电路，根据自动调整用的第一驱动信号或手动调整用的第二驱动信号，驱动所述齿传动电机；
比较电路，对由取得摄像环境的明度信息的明度信息取得装置所取得的明度信息信号和相当于目标明度的第一基准信号进行比较，输出自动调整用的第一驱动信号，该第一驱动信号以抵消所述明度信息信号和所述第一基准信号之间的差分的方式驱动所述透镜光阑叶片，决定所述齿传动电机的驱动量；
差动放大器，输入从操作者输入的手动调整信号、和规定所述齿传动电机的驱动量的界限值的所述手动调整信号所对应的第二基准信号，输出不超过所述界限值的范围的手动调整用的第二驱动信号；和
选择电路，将所述第一驱动信号或所述第二驱动信号中的任一个与所述驱动电路连接，驱动所述齿传动电机。
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