CN202189182U

CN202189182U - 同步变焦的激光夜视仪

Info

Publication number: CN202189182U
Application number: CN2011203166301U
Authority: CN
Inventors: 丁新生
Original assignee: SHENZHEN ALTHINK DIGITAL SYSTEM CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN ALTHINK DIGITAL SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-08-26

Abstract

本实用新型涉及监控设备，公开了一种同步变焦的激光夜视仪，包括云台，分别安装在云台上的半导体激光器和一体化摄像机，所述半导体激光器前端安装有一光学变焦镜，所述云台内安装有驱动控制板，所述云台上安装有一电连接驱动控制板的步进电机，该步进电机通过一丝杆水平传动光学变焦镜，所述驱动控制板上设置有与一体化摄像机电连接的接口，所述驱动控制板包括驱动控制板和电连接驱动控制板的存储器。本实用新型具有精度高、控制精确、无累积误差、且使用寿命长、机械结构简单和生产成本低的优点。

Description

同步变焦的激光夜视仪

技术领域

本实用新型涉及监控设备，尤其是涉及一种控制精确、无累积误差、且使用寿命长、机械结构简单和生产成本低的同步变焦的激光夜视仪。

背景技术

最基本的红外激光夜视系统，由半导体激光器、驱动控制器、光学变焦镜、摄像机及其长焦距镜头、传输系统及监视器等组成。半导体激光器，通过电流驱动与控制，发射出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的目标物体。根据所监视目标的距离和范围，通过光学变焦镜将红外光线照亮到所监视范围的目标场景。红外线经物体反射后进入摄像机的长焦距镜头到光敏面上成像。这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，即此时由超低照度摄像机可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。这种影像，再通过传输系统送到监控中心去记录与显示。这就要求摄像机的长焦距镜头变焦时，半导体激光器的光学变焦镜照亮的范围也同时与摄像机焦点在大约相同的位置，即同步变焦。

中国专利200720021681.5公开了一种激光照明器的同步变焦装置，该激光照明器的同步变焦装置，其技术方案是：包括智能化电路控制部分和具有变焦位置信号反馈的机械传动机构：所述智能化电路控制部分采用微处理器、模数转换芯片和输出驱动芯片；该部分接收来自镜头和激光照明器变焦位置的反馈信号，根据预先测量的数据判断镜头和照明器光源的位置差别，自动调整机械传动机构；所述机械传动机构改变激光照明器的照明角度，同时为电路控制部分提供反馈信号；传动齿轮带动旁边的滑动变阻器，将激光照明器的变焦位置信息转化为电压信号，作为反馈提供给电路控制部分。这种技术方案适合用于分体式激光夜视仪，需要单独配置带预置功能的独立镜头，而且需要模数转换器，系统复杂，成本高；对于一体式激光夜视仪，采用的是一体化摄像机机芯，内部集成镜头，不输出反映焦距位置的模拟直流电压，原技术方案就不再适用。同时，该设备在生产时，需要通过测量程序测量预设数据并进行存储，模拟镜头本身不具有身份标识功能，系统无法自动识别镜头的型号，通用性差，如果更换不同品牌的镜头，需要人工重新更换另一套测量数据。进一步，产品一旦出厂，同步光斑的大小就已经固定，用户在使用的过程中有时会对同步光斑的预设大小不满意，却无法自行更改。最后，该方案需要机械传动带动滑动变阻器来获得激光变焦的反馈信号进行闭环控制，结构复杂，可靠性低，精度难以得到保证，且生产成本高。

发明内容

为了克服上述缺点，本实用新型目的在于提供一种激光投射的照明角度能够自动跟随摄像机的视角，屏幕上的照明区域的尺寸在摄像机的整个变焦过程中能自动保持到所需的大小，而且，用户可以根据使用环境和使用习惯自行任意更改同步光的大小的同步变焦的激光夜视仪。

本实用新型通过以下技术措施实现的，一种同步变焦的激光夜视仪，包括云台，分别安装在云台上的半导体激光器和一体化摄像机，所述半导体激光器前端安装有一光学变焦镜，所述云台内安装有驱动控制板，所述云台上安装有一电连接驱动控制板的步进电机，该步进电机通过一丝杆水平传动光学变焦镜，所述驱动控制板上设置有与一体化摄像机电连接的接口，所述驱动控制板包括驱动控制板和电连接驱动控制板的存储器。

具体的，所述驱动控制板上还设置有PS/2口。用于外接设置键盘。

作为一种优选方式，所述驱动控制板上还设置有通讯接口。

所述通讯接口优选RS-232接口、RS-422接口、RS485接口、USB接口、无线通讯接口中的任意一种或几种的组合。

作为一种优选方式，所述驱动控制板上设置有通过串口相连接的二MCU组成，其中一个MCU串口连接激光夜视仪，另一个MCU通过接口连接一体化摄像机。

作为一种优选方式，所述步进电机与驱动控制板之间电连接有步进电机驱动器。

本实用新型在工作时，先将控制和同步程序预封装在存储器中。使用前，先进入数据库列表建立模式，其过程是这样的：通过PS/2口外接设置键盘，键盘手动向驱动控制板的主控芯片发送命令，使主控芯片处于预置模式，手动调节摄像机的焦距，再手动改变激光镜头的变焦，直到照明光斑大小达到用户的需求，再手动向主控芯片发送数据保存命令，主控芯片就记录下摄像机变焦位置信息数据和激光镜头的变焦位置信息数据，并将其作为一对匹配数据保存在存储器中；依次办法，顺序改变摄像机的焦距N次，就能得到N对预置匹配数据，摄像机的整个变焦行程就被相应地分为N段，保存下的数据值定义为每段的终点，并建立成一数据库列表，供同步变焦时主控芯片逻辑查询和判断使用。数据库列表建立后，再发送命令，使主控芯片转到同步模式，同步模式下，当主控芯片再接收到摄像机变焦位置的数据桢时，根据该桢数据中包含的焦距位置信息，查表并立即判断出本位置信息属于N段中的某一段，调出该段对应的激光镜头变焦位置的数据，控制电机转动到对应的步数，到达预定的位置；如查询到机芯的变焦位置数据大于d段小于e段，则判断的结果为e段，调出e段对应的激光镜头变焦位置的数据；N的取值越大，同步变焦就越精确，通常取值10以上就能满足大部分的需求。

具体的，同步变焦过程为：变焦信号通过接入键盘或远程通讯发送给驱动控制板，并由驱动控制板将焦信号传送给一体化摄像机进行变焦，一体化摄像机变焦结束后，通过串口向机芯发出变焦位置查询命令，查询到机芯变焦位置的数字信息后，再封装成固定协议格式的数据桢，从串口送回主控芯片；主控芯片查询用户预置的数据库列表，得出激光镜头对应的变焦位置数据，计算步进电机需要转动的步数，控制步进电机转动，丝杆联动激光镜头镜片变焦到预设的位置，达到期望的最佳的照明角度。

本实用新型的步进电机属于开环控制，不需反馈，激光镜头的变焦位置的数据由步进电机微步细分驱动的步数，直接经主控芯片计数后获得。

用户在日后的使用中如发现屏幕上的照明区域不适合实际环境要求或自己的习惯时，可以重新进入数据库列表建立模式重新设定对应的数据。

本实用新型在驱动控制板中预装了绝大部分主流品牌摄像机机芯的控制程序，机芯具有身份标识功能，因此，本实用新型可以自动识别多种型号的一体化摄像机，用户在自行更换不同品牌型号的摄像机机芯，驱动控制板自动调出相应的控制程序，而不需要返厂更新。

本实用新型的步进电机和一体化摄像机的采用，全数字化处理，省去模数转换器，电路结构简单；预装大量的摄像机的控制程序使本实用新型可以自动适用大多数品牌型号的一体化摄像机，方便用户自行更换一体化摄像机；本实用新型操作方便，以人为本，用户能在任何时间重新设置数据库列表，使同步变焦更加贴合不同人和不同环境的实际需要，获得最佳的照明角度，达到最佳的图像效果；本实用新型采用高精密丝杆配合步进电机，加上微步细分驱动，从而在连续变焦不产生抖动。因此本实用新型具有精度高、控制精确、无累积误差、且使用寿命长、机械结构简单和生产成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

包括云台，云台内安装有驱动控制板，驱动控制板上设置有通过串口相连接的二MCU4、5，第一MCU4连接一体化摄像机9、存储器6和外接设置键盘7，第二MCU5通过串口连接步进电机驱动器3，步进电机驱动器3电连接步进电机2，步进电机2传动一丝杆8，丝杆8螺纹连接光学变焦镜1，该光学变焦镜1水平活动安装在云台外侧的一端。

使用前，先进入数据库列表建立模式，其过程是这样的：通过设置键盘7手动向第一MCU4发送命令，第一MCU4再向第二MCU5转发，使第二MCU5处于预置模式，手动改变一体化摄像机9的焦距，再手动改变激光光学变焦镜1的变焦，直到照明光斑大小达到用户的需求，再手动向第二MCU5发送数据保存命令，第二MCU5就记录下一体化摄像机9变焦位置信息数据和激光光学变焦镜1的变焦位置信息数据，即一对数据；依次办法，顺序改变一体化摄像机9的焦距N次，就能得到N对预置数据，一体化摄像机9和整个激光光学变焦镜1就被相应地分为N段，并将其作为一对匹配数据保存在存储器6中；保存下的数据值定义为每段的终点，并列成表格，供同步变焦时第二MCU5逻辑查询和判断使用。数据库列表建立后，再由设置键盘7手动向第一MCU4发送命令，使第二MCU5转到同步模式，同步模式下，当第一MCU4再接收到一体化摄像机9变焦位置的数据桢时，根据该桢数据中包含的焦距位置信息，查表并立即判断出本位置信息属于N段中的某一段，调出该段对应的激光光学变焦镜1变焦位置的数据，控制步进电机2转动到对应的步数，到达预定的位置；如查询到一体化摄像机9的变焦位置数据大于d段小于e段，则判断的结果为e段，调出e段对应的激光光学变焦镜1变焦位置的数据；N的取值越大，同步变焦就越精确，通常取值10以上就能满足大部分的需求。

特别提出的是，第一MCU和第二MCU可以是不同的单片机，也可以是同一单片机的不同I/O口。

还要提出的是，输入命令的可以是外置的设置键盘7，也可以是通过通讯接口连接的远程计算机。

以上是对本实用新型同步变焦的激光夜视仪进行了阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种同步变焦的激光夜视仪，包括云台，分别安装在云台上的半导体激光器和一体化摄像机，所述半导体激光器前端安装有一光学变焦镜，所述云台内安装有驱动控制板，其特征在于：所述云台上安装有一电连接驱动控制板的步进电机，该步进电机通过一丝杆水平传动光学变焦镜，所述驱动控制板上设置有与一体化摄像机电连接的接口，所述驱动控制板上设置有存储器。

2.根据权利要求1所述的同步变焦的激光夜视仪，其特征在于：所述驱动控制板上还设置有PS/2口。

3.根据权利要求1所述的同步变焦的激光夜视仪，其特征在于：所述驱动控制板上还设置有通讯接口。

4.根据权利要求3所述的同步变焦的激光夜视仪，其特征在于：所述通讯接口为RS-232接口、RS-422接口、RS485接口、USB接口、无线通讯接口中的任意一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的同步变焦的激光夜视仪，其特征在于：所述驱动控制板上设置有通过串口相连接的二MCU组成，其中一个MCU串口连接激光夜视仪，另一个MCU通过接口连接一体化摄像机。

6.根据权利要求1所述的同步变焦的激光夜视仪，其特征在于：所述步进电机与驱动控制板之间电连接有步进电机驱动器。