一种光圈运动闭环控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种光圈运动闭环控制系统，包括固定座、活动转盘、由活动转盘带动移动的叶片、用于对叶片的移动进行导向以形成不同孔径光圈的叶片导向件，还包括用于控制活动转盘相对固定座旋转的VCM马达和用于检测活动转盘的旋转角度的检测机构，所述检测机构包括第一固定光栅、第二固定光栅、活动光栅、第一光电传感器、第二光电传感器和主控制器。本实用新型专利技术通过VCM马达和光栅可根据光圈结构可设置为弧形，占用空间小，切合光圈的设计结构；通过采用两路光源便可实现角度的检测，再通过主控制器根据计算得到的旋转角度对VCM马达进行控制便可实现对光圈运动的闭环控制，提高了控制精度，可实现自动纠偏，提高对外部干扰的抵抗力，提高光圈性能。提高光圈性能。提高光圈性能。

【技术实现步骤摘要】
一种光圈运动闭环控制系统


[0001]本技术涉及位移检测
，具体涉及一种光圈运动闭环控制系统。

技术介绍

[0002]目前，主要通过步进电机对摄像机的光圈进行开环控制，或使用磁编码器或者同轴编码器进行闭环控制。但在实际使用时，开环控制精度较低，无自动纠偏能力，对外部干扰抵抗力低，且步进电机响应慢，速度上限低，从而限制了光圈的性能；而使用同轴编码器或者磁编码器不管占用空间大、设计模式固化，不利于使用在结构空间较小的产品中，且普通同轴编码器和磁编码器精度有限，在要求短距离高精度的位移检测中，存在较大的弊端。

技术实现思路

[0003]本技术针对现有技术存在之缺失，提供一种光圈运动闭环控制系统，其能实现对光圈运动的闭环控制，提高对外部干扰的抵抗力，且安装结构灵活，占用空间小。
[0004]为实现上述目的，本技术采用如下之技术方案：
[0005]一种光圈运动闭环控制系统，包括固定座、活动转盘、由活动转盘带动移动的叶片、用于对叶片的移动进行导向以形成不同孔径光圈的叶片导向件，还包括用于控制活动转盘相对固定座旋转的VCM马达和用于检测活动转盘的旋转角度的检测机构，所述检测机构包括第一固定光栅、第二固定光栅、活动光栅、第一光电传感器、第二光电传感器和主控制器，所述活动光栅固定设于活动转盘上，所述第一光电传感器具有第一光源发射端和用于接收第一光源发射端穿过第一固定光栅、活动光栅后的光线的第一光源接收端，所述第二光电传感器具有第二光源发射端和用于接收第二光源发射端穿过第二固定光栅、活动光栅的光线的第二光源接收端，所述VCM马达、第一光源接收端和第二光源接收端均与主控制器连接。
[0006]作为一种优选方案，所述第一光电传感器、第二光电传感器、第一固定光栅和第二固定光栅均固定设于固定座上，且所述第一固定光栅和第二固定光栅沿活动转盘的旋转方向依次设置于活动光栅的同一侧。
[0007]作为一种优选方案，所述第一固定光栅和第二固定光栅与活动光栅之间的距离相同，所述第一固定光栅和第二固定光栅一体连接。
[0008]作为一种优选方案，所述第一固定光栅设有呈圆弧形分布的多个相同的第一透光槽，所述第二固定光栅设有呈圆弧形分布的多个相同的第二透光槽，所述活动光栅设有呈圆弧形分布的多个相同的第三透光槽，所述第一透光槽、第二透光槽和第三透光槽分布的间距均相同。
[0009]作为一种优选方案，所述第一透光槽和第二透光槽的数量相同，所述第三透光槽的数量多于第一透光槽和第二透光槽的数量，所述第一透光槽、第二透光槽和第三透光槽的槽宽均相同。
[0010]作为一种优选方案，所述VCM马达包括马达支架、线圈和在线圈通电时使线圈产生
安培力的磁铁，所述磁铁位于磁极分界线的两侧分别形成有两个磁场方向不同的磁场区，所述线圈具有分别位于两个磁场区的线圈段。
[0011]作为一种优选方案，所述活动转盘上设有间距设置的卡块，所述线圈固定缠绕在卡块的外侧。
[0012]作为一种优选方案，所述第一光源接收端接收到的光信号强度与第二光源接收端接收到的光信号强度的相位相差90度。
[0013]作为一种优选方案，所述第一光源发射端和第二光源发射端发出的光线的光强相同且互不干扰。
[0014]作为一种优选方案，所述第一固定光栅、第二固定光栅、活动光栅和VCM马达的外形均为圆弧形，且第一固定光栅、第二固定光栅、活动光栅的旋转轴线均与活动转盘的旋转轴线重合。
[0015]本技术的闭环控制过程如下：
[0016](1)使第一光源发射端和第二光源发射端发出强度恒定的光线，VCM马达控制活动转盘旋转,活动光栅随活动转盘移动，第一光源接收端接收第一光源透过第一固定光栅和活动光栅的光线，第二光源接收端接收第二光源透过第二固定光栅和活动光栅的光线；
[0017](2)主控制器将第一光源接收端和第二光源接收端接收到的光线的光强信号分别转换得到周期性变化的电信号y1(x)和y2(x)，电信号y1(x)和y2(x)的相位相差90度；
[0018](3)主控制器将单周期内的电信号y1(x)和y2(x)分为四部分，若y1(x)小于等于0且y2(x)小于0，记录此为第一部分，若y1(x)小于等于0且y2(x)大于等于0，记录此部分为第二部分，若y1(x)大于0且y2(x)大于等于0，记录此部分为第三部分，若y1(x)大于0且y2(x)小于0，记录此部分为第四部分，然后对每个部分进行不同的运算：
[0019]第一部分：y＝((2*y2(x)min
‑
y2(x)+y1(x))+y2(x)min)；
[0020]第二部分：y＝(y2(x)+y1(x)+y2(x)min)；
[0021]第三部分：y＝((2*y1(x)max
‑
y1(x)+y2(x))+y2(x)min)；
[0022]第四部分：y＝((2*y1(x)max
‑
y1(x)
‑
y2(x))+y2(x)min)；
[0023]这里的y2(x)min指的是y2(x)的最小值，等于y1(x)min，y1(x)max指的是y1(x)的最大值，等于y2(x)max，将此四部分组合得到关于y1(x)和y2(x)随着活动光栅移动呈周期性变化的偏移值y，且同一周期内的偏移值y与活动光栅的旋转角度值呈正比例关系；
[0024](4)根据公式A＝nθ+ykθ计算得到活动光栅相对原点旋转的角度，其中，n为偏移值y的周期数，θ为偏移值y一个周期对应活动光栅旋转的角度值，y为步骤(3)计算得到的当前周期内的偏移值，k为偏移值y与θ之间的比例系数；
[0025](5)主控制器根据步骤(4)计算得到的角度控制VCM马达工作。
[0026]本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，VCM马达和光栅可根据光圈结构可设置为弧形，占用空间小，非常切合光圈的设计结构；通过采用两路光源便可实现角度的检测，能耗低，占用空间小，通过将两路光信号转换成电信号，再根据atan2函数思想将两路光源的电信号转换成得到与角度成正比例关系的偏移值，从而可快速准确得到实际旋转角度，再通过主控制器根据计算得到的旋转角度对VCM马达进行控制便可实现对光圈运动的闭环控制，提高了控制精度，可实现自动纠偏，提高对外部干扰的抵抗力；通过使VCM马达中的线圈位于两个不同磁场方向的磁场中，从而使线圈获得更大的磁
场力作用，使VCM马达相对步进电机响应更快，可保证快速获得想要的光圈大小，提高光圈性能。
[0027]为更清楚地阐述本技术的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本技术作进一步详细说明：
附图说明
[0028]图1是本技术之实施例的组装结构示意图；
[0029]图2是本技术之实施例的活动转盘与VCM马达的连接结构示意图；
[0030]图3是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光圈运动闭环控制系统，包括固定座、活动转盘、由活动转盘带动移动的叶片、用于对叶片的移动进行导向以形成不同孔径光圈的叶片导向件，其特征在于，还包括用于控制活动转盘相对固定座旋转的VCM马达和用于检测活动转盘的旋转角度的检测机构，所述检测机构包括第一固定光栅、第二固定光栅、活动光栅、第一光电传感器、第二光电传感器和主控制器，所述活动光栅固定设于活动转盘上，所述第一光电传感器具有第一光源发射端和用于接收第一光源发射端穿过第一固定光栅、活动光栅后的光线的第一光源接收端，所述第二光电传感器具有第二光源发射端和用于接收第二光源发射端穿过第二固定光栅、活动光栅的光线的第二光源接收端，所述VCM马达、第一光源接收端和第二光源接收端均与主控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种光圈运动闭环控制系统，其特征在于，所述第一光电传感器、第二光电传感器、第一固定光栅和第二固定光栅均固定设于固定座上，且所述第一固定光栅和第二固定光栅沿活动转盘的旋转方向依次设置于活动光栅的同一侧。3.根据权利要求2所述的一种光圈运动闭环控制系统，其特征在于，所述第一固定光栅和第二固定光栅与活动光栅之间的距离相同，并且所述第一固定光栅和第二固定光栅一体连接。4.根据权利要求1所述的一种光圈运动闭环控制系统，其特征在于，所述第一固定光栅设有呈圆弧形分布的多个相同的第一透光槽，所述第二固定光栅设有呈圆弧形分布的多个相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞军，陈宝锋，
申请(专利权)人：深圳市雷影光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：