摄像机和摄像机用音圈电机驱动方法技术

本申请公开摄像机和摄像机用音圈电机驱动方法，涉及安防监控和镜头技术领域，能够快速实现光学镜头的变倍动作和/或聚焦动作。该摄像机包括：变倍透镜组和聚焦透镜组中的至少一个透镜组；音圈电机，用于驱动透镜组沿摄像机的光轴方向移动；TMR元件包括TMR磁头和TMR磁条；TMR磁条用于产生磁场；TMR磁头通过切割磁场产生目标电信号；控制装置，用于获取TMR磁头输出的目标电信号，目标电信号的两相信号之间具有相位差；控制装置，还用于基于相位差和目标电信号的信号周期数，确定透镜组在当前时刻的当前位置，进而基于透镜组的当前位置和透镜组的目标位置，生成驱动信号，以使得音圈电机驱动透镜组从当前位置调整至目标位置。机驱动透镜组从当前位置调整至目标位置。机驱动透镜组从当前位置调整至目标位置。

【技术实现步骤摘要】
摄像机和摄像机用音圈电机驱动方法


[0001]本申请涉及安防监控和镜头
，尤其涉及摄像机和摄像机用音圈电机驱动方法。

技术介绍

[0002]目前，常见的光学变倍镜头，从最小倍率变倍到最大倍率，通常需要2秒至10秒左右的时间，而聚焦动作，也需要消耗1秒至3秒左右的时间，因此，传统的光学变倍镜头，对于快速移动的物体，无法实现快速的监控抓拍。
[0003]例如，若抓拍任务为：“抓拍正在行驶过程中的车辆驾驶员是否有使用手机的动作”时，由于传统的光学变倍镜头无法在短时间内完成变倍动作和聚焦动作，因此在处理这类任务时，通常需要拍摄大范围的图像，然后利用数字变倍抠图技术，在大范围的图像中抠出感兴趣的区域，进行图像行为分析。由于抠图图像像素数量较少，大大降低了图像质量，因此后期图像分析难度高且成功率低。
[0004]因此，亟待一种快速变倍聚焦方案，能够在短时间内实现光学镜头的变倍动作和/或聚焦动作。

技术实现思路

[0005]本申请提供摄像机和摄像机用音圈电机驱动方法，能够使光学镜头快速实现变倍和/或聚焦。
[0006]第一方面，本申请提供一种摄像机，包括：透镜组、音圈电机、隧道磁阻TMR元件和控制装置；透镜组包括变倍透镜组和聚焦透镜组中的至少一个透镜组；音圈电机，用于驱动透镜组沿摄像机的光轴方向移动；TMR元件包括TMR磁头和TMR磁条；其中，TMR磁条用于产生磁场；TMR磁头用于切割TMR磁条产生的磁场以产生电信号；TMR磁条与透镜组固定连接，且TMR磁条与TMR磁头相对设置；在透镜组沿着光轴方向移动时，TMR磁条与透镜组保持相对静止，且TMR磁头与TMR磁条之间产生相对位移；其中，在透镜组可移动的路程内，TMR磁头通过切割磁场产生目标电信号，目标电信号具有多个信号周期，每一个信号周期所对应的单位移动距离相同；控制装置被配置用于：获取TMR磁头输出的目标电信号，目标电信号为两相信号，包括：第一信号和第二信号；第一信号和第二信号之间具有相位差；控制装置，还用于基于相位差和目标电信号的信号周期数，确定透镜组在当前时刻的当前位置；控制装置，还用于基于透镜组的当前位置和透镜组的目标位置，生成驱动信号；控制装置，还用于采用驱动信号，驱动音圈电机，以使得透镜组从当前位置调整至目标位置。
[0007]可以理解的是，本申请实施例将音圈电机应用于摄像机中，解决了传统摄像机用步进电机驱动变倍或聚焦速度慢的问题，相比于步进电机，音圈电机可将速度提高十倍。此外，本申请还引入了TMR元件来检测实时位置，作为反馈，实现了精准的闭环控制。因此，本申请实施例提供的摄像机，能够在短时间内实现镜头的变倍动作和/或聚焦动作，进而快速完成抓拍等动作。
[0008]在一种可能的实现方式中，控制装置生成相邻两个驱动信号之间的时间差小于或等于预设阈值。
[0009]另一种可能的实现方式中，第一信号与第二信号之间的相位差为90度。
[0010]另一种可能的实现方式中，第一信号的波形满足正弦信号的波形，第二信号的波形满足余弦信号的波形；透镜组在当前时刻的当前位置由第一信号与第二信号之间的比值确定。
[0011]另一种可能的实现方式中，透镜组在当前时刻的当前位置是以目标电信号的信号周期的个数和比值为参变量的函数确定的。
[0012]另一种可能的实现方式中，控制装置还包括存储器，存储器中存储着多个角度的反正切值；控制装置，具体用于根据比值在存储器中寻址到目标反正切值，并根据目标反正切值、目标电信号的信号周期的个数和单位移动距离，确定透镜组在当前时刻的当前位置。
[0013]另一种可能的实现方式中，控制装置，具体用于；根据第一信号的电压值与第二信号的电压值之间的正负关系，以及目标反正切值，确定目标角度；根据目标角度，确定透镜组在单周期内的位置；根据透镜组在单周期内的位置、目标电信号的信号周期的个数和单位移动距离，确定透镜组在当前时刻的当前位置。
[0014]另一种可能的实现方式中，控制装置，具体用于：在第一信号的电压值大于或等于零，且第二信号的电压值大于零的情况下，确定目标角度等于目标反正切值；在第一信号的电压值小于零，且第二信号的电压值大于或等于零的情况下，确定目标角度为180度与目标反正切值之差；第一信号的电压值小于或等于零，且第二信号的电压值小于零的情况下，确定目标角度为180度与目标反正切值之和；第一信号的电压值大于零，且第二信号的电压值小于零的情况下，确定目标角度为360度与目标反正切值之差。
[0015]另一种可能的实现方式中，控制装置，具体用于获取第一信号的电压值的绝对值，和第二信号的电压值的绝对值；并根据第一信号的电压值的绝对值与第二信号的电压值的绝对值之间的大小关系，确定目标反正切值；其中，在第一信号的电压值的绝对值大于第二信号的电压值的绝对值的情况下，比值为第二信号的电压值的绝对值比上第一信号的电压值的绝对值，则根据比值在存储器中寻址到的目标反正切值为比值的反正切值；在第一信号的电压值的绝对值小于或等于第二信号的电压值的绝对值的情况下，比值为第一信号的电压值的绝对值比上第二信号的电压值的绝对值，则根据比值在存储器中寻址到的目标反正切值为90度与比值的反正切值之差。
[0016]第二方面，本申请提供一种驱动方法，应用于摄像机，摄像机包括：透镜组、音圈电机、隧道磁阻TMR元件和控制装置；透镜组包括变倍透镜组和聚焦透镜组中的至少一个透镜组；音圈电机，用于驱动透镜组沿摄像机的光轴方向移动；TMR元件包括TMR磁头和TMR磁条；其中，TMR磁条用于产生磁场；TMR磁头用于切割TMR磁条产生的磁场以产生电信号；TMR磁条与透镜组固定连接，且TMR磁条与TMR磁头相对设置；在透镜组沿着光轴方向移动时，TMR磁条与透镜组保持相对静止，且TMR磁头与TMR磁条之间产生相对位移；其中，在透镜组可移动的路程内，TMR磁头通过切割磁场产生目标电信号，目标电信号具有多个信号周期，每一个信号周期所对应的单位移动距离相同；方法包括：控制装置获取TMR磁头输出的目标电信号，目标电信号为两相信号，包括：第一信号和第二信号；第一信号和第二信号之间具有相位差；控制装置基于相位差和目标电信号的信号周期数，确定透镜组在当前时刻的当前位
置；控制装置基于透镜组的当前位置和透镜组的目标位置，生成驱动信号；控制装置采用驱动信号，驱动音圈电机，以使得透镜组从当前位置调整至目标位置。
[0017]第三方面，本申请提供一种驱动方法，镜头包括：透镜组、与透镜组分别连接的音圈电机和隧道磁阻TMR元件，音圈电机用于控制透镜组移动；TMR元件用于在透镜组移动的过程中产生电信号；上述方法包括：获取TMR元件产生目标电信号在第一时刻时的第一参数值；其中，目标电信号是TMR元件在第一时刻与当前时刻之间产生的电信号；第一时刻在当前时刻之前，第一参数值用于表征目标电信号的两相信号之间的比值；根据目标电信号的多个第一参数值与目标电信号在单周期的多个角度之间的对应关系，以及目标电信号在第一时刻时的第一参数值，确定目标电信号在第一时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像机，其特征在于，包括：透镜组、音圈电机、隧道磁阻TMR元件和控制装置；所述透镜组包括变倍透镜组和聚焦透镜组中的至少一个透镜组；所述音圈电机，用于驱动所述透镜组沿所述摄像机的光轴方向移动；所述TMR元件包括TMR磁头和TMR磁条；其中，所述TMR磁条用于产生磁场；所述TMR磁头用于切割所述TMR磁条产生的磁场以产生电信号；所述TMR磁条与所述透镜组固定连接，且TMR磁条与所述TMR磁头相对设置；在所述透镜组沿着所述光轴方向移动时，所述TMR磁条与所述透镜组保持相对静止，且所述TMR磁头与所述TMR磁条之间产生相对位移；其中，在所述透镜组可移动的路程内，所述TMR磁头通过切割磁场产生目标电信号，所述目标电信号具有多个信号周期，每一个信号周期所对应的单位移动距离相同；所述控制装置被配置用于：获取所述TMR磁头输出的所述目标电信号，所述目标电信号为两相信号，包括：第一信号和第二信号；所述第一信号和所述第二信号之间具有相位差；所述控制装置，还用于基于所述相位差和所述目标电信号的信号周期数，确定所述透镜组在当前时刻的当前位置；所述控制装置，还用于基于所述透镜组的当前位置和所述透镜组的目标位置，生成驱动信号；所述控制装置，还用于采用所述驱动信号，驱动所述音圈电机，以使得所述透镜组从所述当前位置调整至所述目标位置。2.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述控制装置生成相邻两个驱动信号之间的时间差小于或等于预设阈值。3.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述第一信号与所述第二信号之间的相位差为90度。4.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于，所述第一信号的波形满足正弦信号的波形，所述第二信号的波形满足余弦信号的波形；所述透镜组在当前时刻的当前位置由所述第一信号与所述第二信号之间的比值确定。5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述透镜组在当前时刻的当前位置是以所述目标电信号的信号周期的个数和所述比值为参变量的函数确定的。6.根据权利要求5所述的摄像机，其特征在于，其中，所述控制装置还包括存储器，所述存储器中存储着多个角度的反正切值；所述控制装置，具体用于根据所述比值在所述存储器中寻址到目标反正切值，并根据所述目标反正切值、所述目标电信号的信号周期的个数和所述单位移动距离，确定所述透镜组在当前时刻的当前位置。7.根据权利要求6所述的摄像机，其特征在于，所述控制装置，具体用于；根据所述第一信号的电压值与所述第二信号的电压值之间的正负关系，以及所述目标反正切值，确定目标角度；根据所述目标角度，确定所述透镜组在单周期内的位置；根据所述透镜组在单周期内的位置、所述目标电信号的信号周期的个数和所述单位移动距离，确定所述透镜组在当前时刻的当前位置。8.根据权利要求7所述的摄像机，其特征在于，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：任健，龚起，马伟民，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：