CN102809871A - 一种dc光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头，该驱动电路包括：控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元；与微控制单元相连，驱动步进电机转动的步进电机驱动单元；与微控制单元相连，驱动DC光圈调节圈的手动驱动单元；与微控制单元相连，选择连接步进电机驱动单元或手动驱动单元的多路复用器；与多路复用器相连的接口单元；与接口单元相连，鉴别接口单元外部连接电路的种类的方向控制单元；方向控制单元的输出端与微控制单元相连。本发明解决了DC光圈控制镜头和步进电机控制的光圈控制镜头的驱动电路接口兼容问题，同时实现了DC光圈控制镜头和步进电机控制镜头的功能，无需增加接口。

Description

一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头

技术领域

本发明属于照相机技术领域，涉及一种镜头驱动电路，特别是涉及一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头。

背景技术

相机镜头是相机中最重要的部件，因为它的好坏直接影响到拍摄成像的质量。同时镜头也是划分相机种类和档次的一个最为重要的标准。而光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。

一般的C型接口定焦镜头都配置手动光圈，需要用户手动地调节光圈大小和对焦。但是在自动监控等情况下，用户需要通过相机自动控制镜头光圈的变化。

一般而言，为了对光圈进行自动控制，用户需要选择购买自动光圈镜头，通过标准的自动光圈接口来控制光圈的变化。但是自动光圈镜头有如下缺点：

1、.镜头尺寸较小。由于要附加光圈自动调节机构，镜头的尺寸一般为1/3寸或者1/2寸，在2/3寸或者更大的CCD相机中，该类镜头就无法使用了。

2、种类稀少。因为需要另外设计电路，自动光圈镜头不可能囊括所有规格的定焦镜头，导致用户在选购时很难挑到合适的镜头。

3、控制不精确。现在流行的大部分都是DC自动光圈镜头，使用直流马达控制，无法或很难对光圈大小进行精确控制，大部分都只能控制光圈开启闭合。

因此，如果能够将适用性更好的手动光圈镜头进行改造，使其可以被相机自动控制，自动改变光圈的大小，则可以很好地解决上述问题。

但是，除此之外，人们还希望能够在不同的情况下可选择的使用手动调节光圈或自动调节光圈，这就需要解决更多的技术问题才能够实现。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头，用于解决DC自动光圈控制镜头和步进电机控制的光圈控制镜头的驱动电路接口兼容的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头。

一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头包括：镜头本体；一个可相对于镜头本体转动的DC光圈调节圈；固定套接在镜头本体的外面的固定卡箍；安装在固定卡箍上的步进电机；安装在所述步进电机的输出轴上的小齿轮；固定套接在DC光圈调节圈外面的活动卡箍；固定在活动卡箍的外圆周上，且与所述小齿轮相啮合的外齿圈；与所述步进电机相连接的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路；所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路包括：用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元；与所述微控制单元相连，用以驱动步进电机转动的步进电机驱动单元；与所述微控制单元相连，用以驱动DC光圈调节圈的手动驱动单元；与所述微控制单元相连，用以根据微控制单元输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元或手动驱动单元的多路复用器；与所述多路复用器相连的接口单元；与所述接口单元相连，用以鉴别接口单元外部连接电路的种类的方向控制单元；方向控制单元的输出端与所述微控制单元相连。

优选地，所述多路复用器为4位多路复用器。

优选地，所述步进电机通过线缆接头与一步进电机控制电路相连，所述步进电机控制电路的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路的接口单元相连。

优选地，所述镜头还包括一光圈控制电路，所述光圈控制电路的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路的接口单元相连。

优选地，所述固定卡箍上设有电机安装槽，所述步进电机固定安装在电机安装槽中；所述电机安装槽的上方还设有上盖板，上盖板可拆卸地连接在固定卡箍上，所述步进电机被压紧在上盖板和电机安装槽之间。

优选地，所述固定卡箍和活动卡箍均为具有开口部的套环，开口部的两端设有螺钉孔并通过紧定螺钉相连接。

优选地，所述外齿圈一体成型在活动卡箍的外圆周上。

优选地，所述线缆接头与步进电机通过一转接件相连接。

一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路包括：用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元；与所述微控制单元相连，用以驱动步进电机转动的步进电机驱动单元；与所述微控制单元相连，用以驱动DC光圈调节圈的手动驱动单元；与所述微控制单元相连，用以根据微控制单元输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元或手动驱动单元的多路复用器；与所述多路复用器相连的接口单元；与所述接口单元相连，用以鉴别接口单元外部连接电路的种类的方向控制单元；方向控制单元的输出端与所述微控制单元相连。

优选地，所述多路复用器为4位多路复用器。

如上所述，本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路及镜头，具有以下有益效果：

本发明解决了DC自动光圈控制镜头的驱动电路和步进电机控制的光圈控制镜头的驱动电路的接口兼容问题，使得本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路既可以驱动DC光圈控制镜头，也可以驱动步进马达光圈控制镜头，无需增加接口，可以自动识别并连接相应的设备。

附图说明

图1显示为本发明所述的复用光圈驱动电路的结构示意图。

图2显示为本发明所述的步进电机控制电路的结构示意图。

图3显示为本发明所述的光圈控制电路的结构示意图。

图4显示为传统的DC光圈镜头的外部结构示意图。

图5显示为本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头的外部结构示意图。

图6显示为图2中A处的局部放大图。

图7显示为本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头的外部结构分解示意图。

元件标号说明

10        镜头本体；

11        DC光圈调节圈；

21        固定卡箍；

22        活动卡箍；

23        线缆接头；

24        步进电机；

25        转接件；

26        上盖板；

27        螺钉；

28        紧定螺钉；

29        紧定螺钉；

210       开口部；

211       电机安装槽；

212       螺钉孔；

221       外齿圈；

241       小齿轮；

30        DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路；

31        微控制单元；

32        步进电机驱动单元；

33        手动驱动单元；

34        多路复用器；

35        接口单元；

36        方向控制单元；

40        步进电机控制电路；

50        光圈控制电路。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例一

本实施例提供一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路，如图1所示，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路30包括：用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元31；与所述微控制单元31相连，用以驱动步进电机24转动的步进电机驱动单元32；与所述微控制单元31相连，用以驱动DC光圈调节圈11的手动驱动单元33；与所述微控制单元31相连，用以根据微控制单元31输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元32或手动驱动单元33的多路复用器34；与所述多路复用器34相连的接口单元35；与所述接口单元35相连，用以鉴别接口单元35外部连接电路的种类的方向控制单元36；方向控制单元36的输出端与所述微控制单元31相连。所述多路复用器34为4位多路复用器。

所述步进电机24可通过线缆接头23与步进电机控制电路40相连，如图2所示，所述步进电机控制电路40的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的30的接口单元35相连。

所述镜头还包括一光圈控制电路50，如图3所示，所述光圈控制电路50的接口可与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路30的接口单元35相连。

下面结合附图对本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路的工作情况作进一步详细说明。

在图1中所示的相机内部电路中，从左到右分别是MCU（微控制单元），两种接口的驱动（DC Iris Driver和Stepper Motor Driver），4位多路复用器(4-Bit Multiplexer)，方向检测电路（Direction Circuitry）和相机的光圈控制接口（Connecter）。

MCU是相机内部控制单元，用以对该接口电路进行控制，可以通过相机的光圈控制接口传输控制命令，从而起到控制光圈的作用。

两种接口的驱动（DC Iris Driver和Stepper Motor Driver）分别是对于两种不同接口的驱动电路，该电路可以驱动相应的接口，使得MCU能够直接控制外部的设备。

4位多路复用器(4-Bit Multiplexer)是用以连接驱动电路和对应的接口的设备。该多路复用器收到来自MCU的信号（switch control）后，会选择将接口连接到手动驱动单元（又可间称DC光圈控制驱动，DC Iris Driver）或者步进电机驱动单元（又可简称步进电机控制的光圈控制驱动，Stepper Motor Driver）上。

方向控制电路（Direction Circuitry）可以用以鉴别外部连接的是何种电路，完成鉴别后会给MCU发送相应的信号。

整个电路的运行机制为：当相机的外部有接口电路连接时（即用户插入光圈控制设备的接头），方向控制电路会首先分辨出外部的接口种类，给MCU发送相应的信号。随后MCU发送切换信号（switch control）至多路复用器，多路复用器会控制相应的接口电路与驱动连接。从而MCU可以经正确的驱动电路来驱动、控制外部的光圈控制设备。

本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路解决了DC自动光圈控制镜头的驱动电路和步进电机控制的光圈控制镜头的驱动电路的接口兼容问题。

实施例二

本实施例提供一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，如图4至6所示，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头包括镜头本体10；一个可相对于镜头本体转动的DC光圈调节圈11；固定套接在镜头本体10的外面的固定卡箍21；安装在固定卡箍21上的步进电机24；安装在所述步进电机24的输出轴上的小齿轮241；固定套接在光圈调节圈DC外面的活动卡箍22；固定在活动卡箍22的外圆周上，且与所述小齿轮241相啮合的外齿圈221；与所述步进电机24相连接的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路30。

此处所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的30即为实施例一所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的30，如图1所示，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的30包括用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元31；与所述微控制单元31相连，用以驱动步进电机24转动的步进电机驱动单元32；与所述微控制单元31相连，用以驱动DC光圈调节圈11的手动驱动单元33；与所述微控制单元31相连，用以根据微控制单元31输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元32或手动驱动单元33的多路复用器34；与所述多路复用器34相连的接口单元35；与所述接口单元35相连，用以鉴别接口单元35外部连接电路的种类的方向控制单元36；方向控制单元36的输出端与所述微控制单元31相连。其中，所述多路复用器34位4位多路复用器。

下面结合附图对本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头的组件运作情况作进一步详细说明。

如图2所示，所述步进电机24可通过线缆接头23与步进电机控制电路40相连，所述步进电机控制电路40的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的30的接口单元35相连。

如图3所示，所述镜头还包括一光圈控制电路50，所述光圈控制电路50的接口可与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的30的接口单元35相连。

如图4所示，一般的C型接口DC光圈镜头1，从外部看，包括镜头本体10和一个DC光圈调节圈11，镜头本体10与镜头为一体，不可转动；而DC光圈调节圈11可相对于镜头本体10转动，当用手转动DC光圈调节圈11时，可调节镜头光圈的大小。

结合参照图5、图6和图7，本发明外接控制装置包括一个固定卡箍21和一个活动卡箍22，固定卡箍21可以固定套接在镜头本体10（见图4）的外面，与镜头本体形成紧密的无相对转动连接；活动卡箍22可以固定套接在DC光圈调节圈11（见图4）的外面，与光圈调节圈形成紧密的无相对转动连接。固定卡箍21用于固定安装步进电机24；而活动卡箍22用于固定安装外齿圈221，外齿圈221固定在活动卡箍22的外圆周上，也可以采用一体成型的方式形成在活动卡箍22的外圆周上。步进电机24的输出轴上设有小齿轮241，小齿轮241与所述外齿圈221相啮合，因此，当步进电机24转动时，可以带动镜头的光圈调节圈转动，以自动调节光圈大小。步进电机24上连接有线缆接头23，可以与相机内部的控制电路相连接，实现对步进电机24的驱动和控制，从而可以在程序的控制下，由步进电机24带动光圈调节圈转动，自动调节光圈大小。

在本发明的一种优选实施例中，在固定卡箍21上设有电机安装槽211，用于固定安装步进电机24。在电机安装槽211的上方还设有上盖板26，上盖板26通过螺钉27可拆卸地连接在固定卡箍21上，从而步进电机24被压紧在上盖板26和电机安装槽211之间。

在本发明的另一种优选实施例中，在电机安装槽211内还设有一转接件25，线缆接头23与步进电机24通过转接件25相连接，以方便线缆接头23与步进电机24的组装。

在本发明的再一种优选实施例中，固定卡箍21和活动卡箍22均为具有开口部210的套环，开口部210的两端设有螺钉孔212并分别通过紧定螺钉28、29相连接。当固定卡箍21套在镜头本体外面时，拧紧紧定螺钉29，即可使固定卡箍21与镜头本体的外圆周紧固结合；当活动卡箍22套在光圈调节圈外面时，拧紧紧定螺钉28，即可使活动卡箍22与光圈调节圈的外圆周紧固结合。

使用本发明所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，既可以实现普通的DC自动光圈控制镜头（即本发明所述的手动控制镜头）功能，也可以实现使用步进电机控制的光圈控制镜头（即本发明所述的自动控制镜头）的功能，无需增加接口，可以自动识别并连接相应的设备。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征在于，所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头包括：

镜头本体（10）；

一个可相对于镜头本体转动的DC光圈调节圈（11）；

固定套接在镜头本体（10）的外面的固定卡箍（21）；

安装在固定卡箍（21）上的步进电机（24）；

安装在所述步进电机（24）的输出轴上的小齿轮（241）；

固定套接在DC光圈调节圈（11）外面的活动卡箍（22）；

固定在活动卡箍（22）的外圆周上，且与所述小齿轮（241）相啮合的外齿圈（221）；

与所述步进电机（24）相连接的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路（30）；

所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路（30）包括：

用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元（31）；

与所述微控制单元（31）相连，用以驱动步进电机（24）转动的步进电机驱动单元（32）；

与所述微控制单元（31）相连，用以驱动DC光圈调节圈（11）的手动驱动单元（33）；

与所述微控制单元（31）相连，用以根据微控制单元（31）输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元（32）或手动驱动单元（33）的多路复用器（34）；

与所述多路复用器（34）相连的接口单元（35）；

与所述接口单元（35）相连，用以鉴别接口单元（35）外部连接电路的种类的方向控制单元（36）；方向控制单元（36）的输出端与所述微控制单元（31）相连。

2.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征在于：所述多路复用器（34）为4位多路复用器。

3.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征在于：所述步进电机（24）通过线缆接头（23）与一步进电机控制电路（40）相连，所述步进电机控制电路（40）的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路（30）的接口单元（35）相连。

4.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征在于：所述镜头还包括一光圈控制电路（50），所述光圈控制电路（50）的接口与所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路（30）的接口单元（35）相连。

5.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征是，所述固定卡箍（21）上设有电机安装槽（211），所述步进电机（24）固定安装在电机安装槽（211）中；所述电机安装槽（211）的上方还设有上盖板（26），上盖板（26）可拆卸地连接在固定卡箍（21）上，所述步进电机（24）被压紧在上盖板（26）和电机安装槽（211）之间。

6.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征是，所述固定卡箍（21）和活动卡箍（22）均为具有开口部的套环，开口部的两端设有螺钉孔并通过紧定螺钉相连接。

7.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征是，所述外齿圈（221）一体成型在活动卡箍（22）的外圆周上。

8.根据权利要求1所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的镜头，其特征是，所述线缆接头（23）与步进电机（24）通过一转接件（25）相连接。

9.一种DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路，其特征在于：所述DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路（30）包括：

用以控制光圈为步进电机驱动或手动驱动工作模式的微控制单元（31）；

与所述微控制单元（31）相连，用以驱动步进电机（24）转动的步进电机驱动单元（32）；

与所述微控制单元（31）相连，用以驱动DC光圈调节圈（11）的手动驱动单元（33）；

与所述微控制单元（31）相连，用以根据微控制单元（31）输出的选择控制信号选择连接步进电机驱动单元（32）或手动驱动单元（33）的多路复用器（34）；

与所述多路复用器（34）相连的接口单元（35）；

与所述接口单元（35）相连，用以鉴别接口单元（35）外部连接电路的种类的方向控制单元（36）；方向控制单元（36）的输出端与所述微控制单元（31）相连。

10.根据权利要求9所述的DC光圈和步进马达光圈控制复用的驱动电路，其特征在于：

所述多路复用器（34）为4位多路复用器。

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