CN110296815A - 用于电动对焦镜头的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电动对焦镜头的检测装置，包括：外壳；检测控制单元，设置于外壳内，包括用于控制检测镜头物料的单片机以及与所述单片机电连接的用于驱动镜头物料内部电机的电机驱动模块；显示单元，安装在外壳上，与单片机电连接，用于显示检测控制单元对镜头物料的检测结果；操作单元，安装在外壳上，与单片机电连接，用于设定单片机对电机驱动模块、光圈控制模块和滤光片切换模块的控制参数；外壳设有用于连接镜头物料的接口或柔性电路板的FPC连接器。本发明能对电动对焦镜头进行多项检测并能兼容多种类型的电动对焦镜头。
Description
技术领域
本发明涉及电动对焦检测领域，尤其涉及用于电动对焦镜头的检测装置及检测方法。
背景技术
随着自动及电动对焦镜头的发展，对电动对焦镜头控制要求更加精准和高效。用于控制电动对焦镜头的装置也要求支持更多的检测的功能，要从多方面检测电动对焦镜头的品质，且需要兼容多种类型的电动对焦镜头。企业在生产电动对焦镜头的同时能够验证和测试镜头的品质时急需这样的治具和装置，但是市面上大多只能够实现功能不能够完成部品的检测，使得企业生产时遇到困难。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用于电动对焦镜头的检测装置及检测方法。
为实现上述目的，本发明提供一种用于电动对焦镜头的检测装置，包括：
外壳；
检测控制单元，设置于所述外壳内，包括用于控制检测镜头物料的单片机以及均与所述单片机电连接的用于驱动镜头物料内部电机的电机驱动模块；
显示单元，安装在所述外壳上，与所述单片机电连接，用于显示所述检测控制单元对镜头物料的检测结果；
操作单元，安装在所述外壳上，与所述单片机电连接，用于设定所述单片机对所述电机驱动模块、所述光圈控制模块和所述滤光片切换模块的控制参数；
所述外壳设有用于连接镜头物料的接口或柔性电路板的FPC连接器。
根据本发明的一个方面，所述检测控制单元还包括均与所述单片机电连接的用于控制镜头物料内部光圈的光圈控制模块和用于切换镜头物料内部滤光片的滤光片切换模块。
根据本发明的一个方面，所述外壳上还设有用于将镜头数据传出至外部电脑的USB接口和用于将外界电源电流传递至装置内的电源接口；
根据本发明的一个方面，所述外壳内还设有用于调节镜头物料内部电机的驱动电压的驱动电源调节模块。
根据本发明的一个方面，所述外壳内靠近所述电源接口的位置还设有用于将外接电源电流转换为适用于所述控制装置的电流的电源适配器。
根据本发明的一个方面，还包括驱动镜头物料内部电机的驱动电路；
所述驱动电路中设有用于将外界检测镜头物料的PI光耦传回所述单片机的周期性信号转换为矩形脉冲信号的施密特触发器。
根据本发明的一个方面，所述显示单元包括LCD显示屏，所述操作单元包括键盘。
根据本发明的一个方面，包括以下步骤：
S1:将镜头物料接口或柔性电路板与FPC连接器连接，并设置驱动电路驱动电机的驱动方式及参数，并通过操作单元选择对焦方式；
S2:单片机判断镜头内部电机是否存在异常情况并报错；
S3：控制单片机对镜头物料内部电机进行失步检测和背隙检测；
S4：光圈控制模块控制镜头物料内部光阑作动，判断光阑作动是否正常，并在显示单元上显示判断结果；
S5：单片机控制滤光片切换模块在两种滤光片之间来回切换，并检查滤光片的切换状态。
根据本发明的一个方面，在所述步骤(S1)中，所述驱动方式为2-2相或1-2相；
所述参数包括驱动电机的速度、驱动步数、复位方式；
所述对焦方式包括单步对焦、指定步距对焦以及设置固定位置对焦。
根据本发明的一个方面，在所述步骤(S3)中，
所述失步检测包括：
a31:镜头物料分别以三种不同的驱动速度在前后端限位点之间运动三个来回，在最后一个来回即将结束时以一次一细分步的速度靠近外界PI光耦检测点；
a32：当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，通过比对信号跳变点和当前理论位置值得到失步值；
a33：经过单片机与阈值比对后控制显示单元显示检测数值及镜头质量的判定结果；
所述背隙检测包括：
b31:镜头物料会被驱动到靠近外界PI光耦两侧的位置，以一次一细分步的速度分别向外界PI光耦检测点靠近；
b32:当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，分别记下两点位置，通过比对两信号跳变点和当前理论位置值得到背隙值；
b33:经过单片机与阈值比对后控制显示单元显示检测数值及镜头质量的判定结果。
根据本发明的一个方面，在所述步骤(S5)中，还包括：通过操作单元设置单片机输出的正、反向信号的通电时间以及驱动电压来使滤光片切换模块适应不同的滤光片。
根据本发明的一个方案，电机驱动模块可驱动电动镜头内部步进电机运作，以便单片机通过电机驱动模块对镜头内部步进电机进行特性检查，超出规格或出错时会报错停止，及时筛选出不良品，提高了生产效率和品质。
根据本发明的一个方案，光圈控制模块能够控制镜头内部光阑进行正常缓慢开合，当光阑作动不正常时能够通过霍尔传感器读数确认不良，从而在显示单元上显示判定结果，使生产检测更加便捷，结果及数据更加精确。
根据本发明的一个方案，单片机输出正向、反向信号来控制滤光片切换模块在两种滤光片之间来回切换，但是对于不同口径，线圈内阻不同的特性滤光片可以通过键盘设置单片机输出的正、反向信号的通电时间以及驱动电压来管控滤光片切换模块切换的性能，极大提高了系统的通用性和实用性，为生产出货检测提供了验证及判定的标准。
根据本发明的一个方案，对镜头物料内部步进电机进行的失步检测和背隙检测，可以精确地检测到被测电机的失步值和背隙值，从而可以及时筛选出不良品，提高了生产效率和品质。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置结构图；
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置轴测图；
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置功能框图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置结构图。如图1所示，本发明的用于电动对焦镜头的检测装置包括外壳1、检测控制单元2、显示单元3和操作单元4。还包括驱动镜头物料内部电机的驱动电路。
根据本发明的一种实施方式，外壳1上设有USB接口101和电源接口102。本装置可通过USB接口101将镜头物料的检测数据传出至外部电脑，而电源接口102连接外部电源，用于将外界电源电流传递至装置内。
根据本发明的一种实施方式，检测控制单元2设置于外壳1内部图示位置，包括单片机、电机驱动模块、光圈控制模块和滤光片切换模块。电机驱动模块可驱动电动镜头内部步进电机运作，以便单片机通过电机驱动模块对镜头内部步进电机进行特性检查，超出规格或出错时会报错停止，及时筛选出不良品，提高了生产效率和品质。
根据本发明的一种实施方式，光圈控制模块能够支持市面上两种常用的光圈：DC-iris和P-iris。光圈控制模块能够通过控制输入信号和镜头物料内部霍尔传感器反馈读数到单片机后使光阑能够正常缓慢开合，当光阑作动不正常时能够通过霍尔传感器读数确认不良，从而在显示单元3上显示判定结果，使生产检测更加便捷，结果及数据更加精确。该模块同时也能够通过单片机检测镜头物料内部马达线圈状态及马达是否存在通、断线及连焊问题，以及通过单片机内部ADC(模数转换器)读取线圈内阻状态是否处于公差范围内，能够在生产时及时筛选出不良品。
根据本发明的一种实施方式，单片机输出正向、反向信号来控制滤光片切换模块在两种滤光片之间来回切换，但是对于不同口径，线圈内阻不同的特性滤光片可以通过键盘设置单片机输出的正、反向信号的通电时间以及驱动电压来管控滤光片切换模块切换的性能，极大提高了系统的通用性和实用性，为生产出货检测提供了验证及判定的标准。
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置轴测图。如图2所示，外壳1内部还设有FPC连接器5、驱动电源调节模块6和电源适配器7。FPC连接器5可以连接镜头物料的接口或柔性电路板，并在外壳1如图2所示位置留有接口。连接镜头柔性电路板后，单片机可通过内部模数转换器读取驱动电路上与镜头物料内部马达线圈相连电阻的电压值，判断马达是否存在断线、短路和连焊的情况，如有发生其一就会报错，能够及时拦截马达来料不良品和在生产焊接作业时发生的漏焊、虚焊和连焊问题。驱动电源调节模块6可以调节镜头物料内部电机的驱动电压。在本实施方式中，驱动电源调节模块6上具有两个按键，分别用于增大或减小电压，每个按键按一下可增大或减小0.1V，最大能够调节至12V，最小能够调节至0.3V。电源适配器7设置于外壳1内靠近电源接口102的位置还设有用于将外接电源220v交流电转换为12v直流电。
PI(即光电断路器)元件是组成安防变焦镜头的元件之一。当镜片组移动到一定位置时，会遮挡PI光线，从而使PI元件产生电信号。安防变焦镜头中使用PI元件来确定变倍群和变焦群的复位点位置，从而通过驱动组件和驱动程序通过控制变倍群和变焦群的位置来达到镜头变焦的目的。根据本发明的一种实施方式，驱动电路部分携带施密特触发器，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变换为边沿很陡的矩形脉冲信号。当单片机驱动镜头物料内部的步进马达作动时会带动外界PI挡片与PI光耦信号的输出到单片机经过程序处理后，单片机会控制镜头上的步进马达作动，从而带动PI挡片使PI光耦信号输出回单片机。其输出PI的反馈信号只要幅度大于某一固定电位V值，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号，消除了PI输入端的干扰，提高了检测精度，减小电机在检测过程中的误差。
根据本发明的一种实施方式，显示单元3为LCD显示屏，而操作单元4为键盘。
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的用于电动对焦镜头的检测装置功能框图。根据本发明的一种实施方式，利用本发明的用于电动对焦镜头的控制检测装置的检测方法包括以下步骤：
S1:将镜头物料接口或柔性电路板与FPC连接器5连接，并设置驱动电路驱动电机的驱动方式及参数。驱动方式可为2-2相或1-2相，这两种驱动方式能够满足大部分电动对焦镜头驱动方法。同时设置驱动电机的速度、驱动步数、复位方式等参数。并通过操作单元4(即键盘)设置单步对焦、指定步距对焦以及设置固定位置对焦等对焦方式，为驱动镜头提供了更方便快捷的功能，提升了效率。
S2:单片机通过内部ADC(模数转换器)读取电机驱动单元上与镜头物料内部电机线圈相连电阻的电压值，判断电机是否存在断线、短路和连焊的情况发生。如有发生其一就会报错，能够及时拦截马达来料不良品和在生产焊接作业时发生的漏焊、虚焊和连焊问题。
S3：通过操作单元4可选择控制单片机对镜头物料内部电机分别进行失步检测和背隙检测。在选择进行失步检测或背隙检测时，单片机会控制镜头物料进行初始化，让镜头物料停留在复位原点处。在检测期间，单片机可通过判断状态来确定镜头位置。
失步检测步骤包括：
a31:镜头物料分别以三种不同的驱动速度在前后端限位点之间运动三个来回，在最后一个来回即将结束时以一次一细分步的速度靠近外界PI光耦检测点；
a32：当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，通过比对信号跳变点和当前理论位置值得到失步值；
a33：经过单片机与阈值比对后控制显示单元3(即LCD显示屏)显示检测数值及镜头质量的判定结果，例如以OK(即质量合格)或NG(即质量不合格)的形式。
背隙检测步骤包括：
b31:镜头物料会被驱动到靠近外界PI光耦两侧的位置，以一次一细分步的速度分别向外界PI光耦检测点靠近；
b32:当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，分别记下两点位置，通过比对两信号跳变点和当前理论位置值得到背隙值；
b33:经过单片机与阈值比对后控制显示单元3显示检测数值及镜头质量的判定结果。
S4：光圈控制模块通过控制输入信号和镜头物料内部霍尔传感器反馈读数到单片机后控制镜头物料内部光阑正常缓慢开合，通过内部ADC读取镜头内部霍尔传感器数值来判断光圈开合的具体状态，并在显示模块3上显示判断结果，能够及时筛选光圈不良品。
S5：单片机控制滤光片切换模块在两种滤光片之间来回切换，并检查滤光片的切换状态。但是对于不同口径，线圈内阻不同的特性滤光片，可通过操作单元4设置单片机输出的正、反向信号的通电时间以及驱动电压来使滤光片切换模块适应不同的滤光片。
根据本发明的上述实施方式，单片机可通过电机驱动模块、光圈控制模块和滤光片切换模块分别对对镜头内部步进电机、光阑及滤光片进行检测，从而实现对电动对焦镜头物料的多功能检测。而对步进电机的检测包含失步检测和背隙检测，可以及时筛选出不良品，提高了生产效率和品质。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，包括：
外壳(1)；
检测控制单元(2)，设置于所述外壳(1)内，包括用于控制检测镜头物料的单片机以及与所述单片机电连接的用于驱动镜头物料内部电机的电机驱动模块；
显示单元(3)，安装在所述外壳(1)上，与所述单片机电连接，用于显示所述检测控制单元(2)对镜头物料的检测结果；
操作单元(4)，安装在所述外壳(1)上，与所述单片机电连接，用于设定所述单片机对所述电机驱动模块、所述光圈控制模块和所述滤光片切换模块的控制参数；
所述外壳(1)设有用于连接镜头物料的接口或柔性电路板的FPC连接器(5)。
2.根据权利要求1所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，所述检测控制单元(2)还包括均与所述单片机电连接的用于控制镜头物料内部光圈的光圈控制模块和用于切换镜头物料内部滤光片的滤光片切换模块。
3.根据权利要求2所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，所述外壳(1)上还设有用于将镜头数据传出至外部电脑的USB接口(101)和用于将外界电源电流传递至装置内的电源接口(102)。
4.根据权利要求3所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，所述外壳(1)内还设有用于调节镜头物料内部电机的驱动电压的驱动电源调节模块(6)。
5.根据权利要求4所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，所述外壳(1)内靠近所述电源接口(102)的位置还设有用于将外接电源电流转换为适用于所述控制装置的电流的电源适配器(7)。
6.根据权利要求1所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，还包括驱动镜头物料内部电机的驱动电路；
所述驱动电路中设有用于将外界检测镜头物料的PI光耦传回所述单片机的周期性信号转换为矩形脉冲信号的施密特触发器。
7.根据权利要求1所述的用于电动对焦镜头的检测装置，其特征在于，所述显示单元(3)包括LCD显示屏，所述操作单元(4)包括键盘。
8.一种利用如权利要求1-7中任一项所述的用于电动对焦镜头的检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将镜头物料接口或柔性电路板与FPC连接器(5)连接，并设置驱动电路驱动电机的驱动方式及参数，并通过操作单元(4)选择对焦方式；
S2:单片机判断镜头内部电机是否存在异常情况并报错；
S3：控制单片机对镜头物料内部电机进行失步检测和背隙检测；
S4：光圈控制模块控制镜头物料内部光阑作动，判断光阑作动是否正常，并在显示单元(3)上显示判断结果；
S5：单片机控制滤光片切换模块在两种滤光片之间来回切换，并检查滤光片的切换状态。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤(S1)中，所述驱动方式为2-2相或1-2相；
所述参数包括驱动电机的速度、驱动步数、复位方式；
所述对焦方式包括单步对焦、指定步距对焦以及设置固定位置对焦。
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤(S3)中，
所述失步检测包括：
a31:镜头物料分别以三种不同的驱动速度在前后端限位点之间运动三个来回，在最后一个来回即将结束时以一次一细分步的速度靠近外界PI光耦检测点；
a32：当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，通过比对信号跳变点和当前理论位置值得到失步值；
a33：经过单片机与阈值比对后控制显示单元(3)显示检测数值及镜头质量的判定结果；
所述背隙检测包括：
b31:镜头物料会被驱动到靠近外界PI光耦两侧的位置，以一次一细分步的速度分别向外界PI光耦检测点靠近；
b32:当驱动电路中的施密特触发器传回单片机信号发生跳变时，分别记下两点位置，通过比对两信号跳变点和当前理论位置值得到背隙值；
b33:经过单片机与阈值比对后控制显示单元(3)显示检测数值及镜头质量的判定结果。
11.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤(S5)中，还包括：通过操作单元(4)设置单片机输出的正、反向信号的通电时间以及驱动电压来使滤光片切换模块适应不同的滤光片。
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