CN219046526U - 一种自动聚焦控制装置 - Google Patents

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牛慧卓
吴勇乐
栾国轩
李国强
赵万存
陈大明
李同磊
贺超
徐仰惠
李吉鑫
倪海峰
谢继顺
刘国兴
魏光旭
孟祥振
祝清雷
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Shandong Xinguang Photoelectric Technology Co ltd
Shandong Sheenrun Optics Electronics Co Ltd
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Shandong Xinguang Photoelectric Technology Co ltd
Shandong Sheenrun Optics Electronics Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开一种自动聚焦控制装置，包括视频解码模块、主控模块、通信交互模块、镜头电机驱动模块和镜头位置反馈模块，视频解码模块的输入端连接模拟视频输入，视频解码模块的输出端连接至主控模块，镜头电机驱动模块与主控模块和镜头位置反馈模块相连，镜头电机驱动模块的输出端与镜头相连。本实用新型选用国产芯片实现自动聚焦控制，并且经过高低温、震动冲击等实验验证，是一种有效的国产化替代装置。

Description

一种自动聚焦控制装置
技术领域
本实用新型涉及镜头聚焦控制领域，具体是一种自动聚焦控制装置。
背景技术
目前市面上的自动聚焦控制装置大多是采用进口芯片，特别是主控芯片和视频编解码芯片，这些芯片依赖进口，而且成本较高。而且视频解码芯片的稳定性比较差，批量生产的时候总是出现稳定性不一致的问题，很难查找原因。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种自动聚焦控制装置，选用国产芯片实现，是一种有效的国产化替代装置。
为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自动聚焦控制装置，包括视频解码模块、主控模块、通信交互模块、镜头电机驱动模块和镜头位置反馈模块，视频解码模块的输入端连接模拟视频输入，视频解码模块的输出端连接至主控模块，镜头电机驱动模块与主控模块和镜头位置反馈模块相连，镜头电机驱动模块的输出端与镜头相连。
进一步的，视频解码模块采用GM7150芯片完成模拟视频的解码工作，模拟视频输入经电阻R22、电容C28连接至GM7150芯片的输入端AIP1A，模拟视频输入经电阻R22、电阻R26、电容C29连接至GM7150芯片的输入端AIP1B，并且电阻R26与电容C29接地，GM7150芯片的数据输出端以及行同步信号输出端、场同步信号输出端、像素时钟输出端连接至主控模块，模拟视频经过GM7150芯片得到行场同步信号和YUV格式的图像数据，并发送至主控模块。
进一步的，主控模块包括两块芯片U1、U2，芯片U1连接视频解码模块的输出端，用于视频清晰度分析，并且芯片U1连接通信交互模块；芯片U2进行清晰度比较以及爬山搜索算法，并且与镜头电机驱动模块相连。
进一步的，镜头电机驱动模块采用hr3988芯片，输入端IN1、IN2、IN3、IN4与主控模块相连，输出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4与镜头相连。
进一步的，通信交互模块为 RS232通讯电路。
进一步的，还包括电源模块，电源模块通过电压变化芯片将12V电源分别变换为5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V，为各模块供电。
本实用新型的有益效果：本实用新型所述自动聚焦控制装置全部采用国产芯片实现，并且经过高低温、震动冲击等实验验证，是一种有效的国产化替代装置。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为视频解码芯片的电路原理图；
图3为主控芯片U1的电路原理图；
图4为主控芯片U2的电路原理图；
图5为通信交互模块的电路原理图；
图6为电源模块的电路原理图；
图7为电机驱动模块的电路原理图。
具体实施方式
实施例1
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实用新型所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例公开一种自动聚焦控制装置，如图1所示，包括视频解码模块、主控模块、通信交互模块、镜头电机驱动模块和镜头位置反馈模块，视频解码模块的输入端连接模拟视频输入，视频解码模块的输出端连接至主控模块，镜头电机驱动模块与主控模块和镜头位置反馈模块相连，镜头电机驱动模块的输出端与镜头相连。
如图2所示，视频解码模块采用GM7150芯片完成模拟视频的解码工作；模拟视频接入后，经过视频解码芯片得到行场同步信号和YUV格式的图像数据。具体的，模拟视频输入经电阻R22、电容C28连接至GM7150芯片的输入端AIP1A，模拟视频输入经电阻R22、电阻R26、电容C29连接至GM7150芯片的输入端AIP1B，并且电阻R26与电容C29接地，GM7150芯片的数据输出端YOUT0-YOUT7以及行同步信号输出端HSYNC、场同步信号输出端VSYNC、像素时钟输出端SCLK连接至主控模块，模拟视频经过GM7150芯片得到行场同步信号和YUV格式的图像数据，并发送至主控模块。
本实施例中，主控模块包括两块芯片U1、U2，如图3、4所示，芯片U1使用高云半导体生产的GW1NR-LV9QN88P系列FPGA采集实时数据分析并输出视频清晰度：首先对输入信号进行组帧，缓存一帧图像放到sram中；根据经验值选取感兴趣区域，并提取图像中的感兴趣区域内容；以图像信号的高频分量为聚焦清晰度的特征估计值，采用空域和频域相结合对聚焦清晰度进行可靠性评价。并且芯片U1连接通信交互模块；图5为通信交互模块的电路原理图，采用通信接口芯片SIT3232EEUE构成RS232通讯电路，FPGA在图像处理获得数据后每20ms输出一次图像清晰度值，通过RS232输出至MCU主控模块，也就是主控芯片U2。
芯片U2使用GD32完成清晰度比较以及爬山搜索算法，同时负责通信与镜头控制；通过前一步的清晰度与当前清晰度、预置的清晰度参考值的比较，确保在短时间内找到聚焦清晰点。
本实施例中，主控芯片U1、U2内进行的清晰度分析、比较以及爬山搜索算法都是本领域的常规技术手段，不是本实用新型的保护范围。
如图7所示，镜头电机驱动模块采用hr3988芯片，输入端IN1、IN2、IN3、IN4与主控模块相连，输出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4与镜头相连。hr3988芯片的输入端IN1、IN2连接ZOOM+、ZOOM-信号，hr3988芯片的输入端IN3、IN4连接FOCUS+、FOCUS-信号，ZOOM+、ZOOM-接入镜头变倍控制端，FOCUS+、FOCUS-接入镜头聚焦控制端。通过镜头控制反馈，每10ms查询镜头所在位置的AD值，由此计算镜头的速度；控制电机的PWM占空比使得电机在精细扫描区域和疏扫描区域有不同的步长，在疏扫区域加大步长以避免在定位时聚焦速度过慢，在精扫区域减小步长以避免在搜索时错过清晰点。电机驱动模块驱动电机动作，完成镜头的变倍、聚焦控制；控制电机在精细扫描区域和疏扫描区域有不同的步长，以避免在定位时聚焦速度过慢或者在搜索时错过清晰点。镜头位置反馈模块通过电位器实时反馈镜头当前位置；避免因为将镜头控制到两端的限位而自动聚焦失败的情况出现。
本实施例所述自动聚焦控制装置还包括电源模块，如图6所示，电源模块通过电压变化芯片将12V电源分别变换为5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V，为各模块供电。本实施例中，整机选用国产化电源和连接器方案，选用南京微盟和风华高科的电源芯片，做到了100%国产化替代。
本实施例选用国产芯片实现自动聚焦控制，并且经过高低温、震动冲击等实验验证，是一种有效的国产化替代装置。
以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动聚焦控制装置，其特征在于：包括视频解码模块、主控模块、通信交互模块、镜头电机驱动模块和镜头位置反馈模块，视频解码模块的输入端连接模拟视频输入，视频解码模块的输出端连接至主控模块，镜头电机驱动模块与主控模块和镜头位置反馈模块相连，镜头电机驱动模块的输出端与镜头相连。
2.根据权利要求1所述的自动聚焦控制装置，其特征在于：视频解码模块采用GM7150芯片完成模拟视频的解码工作，模拟视频输入经电阻R22、电容C28连接至GM7150芯片的输入端AIP1A，模拟视频输入经电阻R22、电阻R26、电容C29连接至GM7150芯片的输入端AIP1B，并且电阻R26与电容C29接地，GM7150芯片的数据输出端以及行同步信号输出端、场同步信号输出端、像素时钟输出端连接至主控模块，模拟视频经过GM7150芯片得到行场同步信号和YUV格式的图像数据，并发送至主控模块。
3.根据权利要求1所述的自动聚焦控制装置，其特征在于：主控模块包括两块芯片U1、U2，芯片U1连接视频解码模块的输出端，用于视频清晰度分析，并且芯片U1连接通信交互模块；芯片U2进行清晰度比较以及爬山搜索算法，并且与镜头电机驱动模块相连。
4.根据权利要求1所述的自动聚焦控制装置，其特征在于：镜头电机驱动模块采用hr3988芯片，输入端IN1、IN2、IN3、IN4与主控模块相连，输出端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4与镜头相连。
5.根据权利要求1所述的自动聚焦控制装置，其特征在于：通信交互模块为 RS232通讯电路。
6.根据权利要求1所述的自动聚焦控制装置，其特征在于：还包括电源模块，电源模块通过电压变化芯片将12V电源分别变换为5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V，为各模块供电。
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