一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法与流程

1.本发明涉及相机变焦设备技术领域，特别是一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法。


背景技术：

2.摄像机镜头通常包括可以手动调节的对焦环，通过旋转对焦环，可以调节摄像机镜头的焦点；然而，在有些情况下，最好不再改变焦点，例如，如果对焦环被设置为无限远以拍摄景观图像，则对于从该景观拍摄的所有图像来说，焦点应被锁定在无限远模式。
3.为了确保对焦环被锁定，应存在锁定机构，以避免例如由于对焦环的意外旋转而调节焦点，因此，需要焦点锁定。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法。
5.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
6.一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法，壳体，所述壳体内具有空腔，所述空腔内设置有对变焦机构；
7.变焦机构，所述变焦机构包括第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机，所述第一丝杆无刷电机的一侧设置有第一镜头组件，所述第二丝杆无刷电机的一侧设置有第二镜头组件，所述第一镜头组件和所述第二镜头组件同轴线设置；所述第一镜头组件通过第一高速丝杆与第一丝杆无刷电机连接，所述第二镜头组件通过第二高速丝杆与第二丝杆无刷电机连接；
8.编码器，所述第一丝杆无刷电机和所述第二丝杆无刷电机上均设置有所述编码器；
9.所述第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机以所述第一镜头组件和所述第二镜头组件为中心相对错开设置。
10.更进一步的技术方案是，所述第一镜头组件和所述第二镜头组件结构相同。
11.更进一步的技术方案是，所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机行动轨迹位置的最近焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机行动轨迹位置的最近焦距的位置。
12.更进一步的技术方案是，所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机行动轨迹位置的最远焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机行动轨迹位置的最远焦距的位置。
13.更进一步的技术方案是，所述第一镜头组件和所述第二镜头组件均采用相同的变焦镜头。
14.本技术还提供了一种瞬时编辑摄像机的对焦方法，包括以下步骤：
15.(1)记录变焦摄像机镜头的最近焦距，且保障画面清晰时第一丝杆无刷电机的位
置，作为第一丝杆无刷电机控制焦距的最近焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机的位置，作为最近焦距时第二丝杆无刷电机对焦的最佳位置；
16.(2)记录变焦摄像机镜头的最远焦距时第一丝杆无刷电机的位置，作为第一丝杆无刷电机控制焦距的最远焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机的位置，作为最远焦距时第二丝杆无刷电机对焦的最佳位置；
17.(3)将第一丝杆无刷电机控制焦距的最近焦距位置与最远焦距位置进行n等分，控制第一丝杆无刷电机从最近焦距位置开始，首先向最远焦距转动1/n，转动第二丝杆无刷电机进行对焦控制，至画面清晰时记录下第二丝杆无刷电机的位置，按以上步骤依次进行第一丝杆无刷电机向最远焦距转动1/n，并控制第二丝杆无刷电机进行画面对焦调整，同时准确记录第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机的位置信息并存入对应变化表格中；
18.(4)进行瞬时变焦对焦时，直接控制第一丝杆无刷电机与第二丝杆无刷电机按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程。
19.本发明具有以下优点：
20.本发明的通过第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机控制第一镜头组件和第二镜头组件，同时准确记录无刷电机和无刷电机的位置信息并存入对应变化表格中；进行瞬时变焦对焦时，直接控制无刷电机与无刷电机按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程，同时因本无刷电机与无刷电机均采用高速电机，故而可以使变焦对焦过程达到毫秒级的控制，实现瞬时变焦对焦。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图
22.图中，1-第一丝杆无刷电机，2-第二丝杆无刷电机，3-第一镜头组件，4-第二镜头组件，5-第一高速丝杆，6-第二高速丝杆。
具体实施方式
23.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该
发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.如图1所示，一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法，包括壳体，所述壳体内具有空腔，所述空腔内设置有对变焦机构；
30.变焦机构，所述变焦机构包括第一丝杆无刷电机1和第二丝杆无刷电机2，所述第一丝杆无刷电机1的一侧设置有第一镜头组件3，所述第二丝杆无刷电机2的一侧设置有第二镜头组件4，所述第一镜头组件3和所述第二镜头组件4同轴线设置；所述第一镜头组件通过第一高速丝杆与第一丝杆无刷电机1连接，所述第二镜头组件通过第二高速丝杆与第二丝杆无刷电机2连接；
31.编码器，所述第一丝杆无刷电机1和所述第二丝杆无刷电机2上均设置有所述编码器；
32.所述第一丝杆无刷电机1和第二丝杆无刷电机2以所述第一镜头组件3和所述第二镜头组件4为中心相对错开设置。
33.作为一种优选实施例，所述第一镜头组件3和所述第二镜头组件4结构相同。
34.作为一种优选实施例，所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机1行动轨迹位置的最近焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机2行动轨迹位置的最近焦距的位置。
35.作为一种优选实施例，所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机1行动轨迹位置的最远焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机2行动轨迹位置的最远焦距的位置。
36.作为一种优选实施例，所述第一镜头组件3和所述第二镜头组件4均采用相同的变焦镜头。
37.本技术还提供了一种瞬时编辑摄像机的对焦方法，包括以下步骤：
38.(1)记录变焦摄像机镜头的最近焦距，且保障画面清晰时第一丝杆无刷电机1的位置，作为第一丝杆无刷电机1控制焦距的最近焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机2的位置，作为最近焦距时第二丝杆无刷电机2对焦的最佳位置；
39.(2)记录变焦摄像机镜头的最远焦距时第一丝杆无刷电机1的位置，作为第一丝杆无刷电机1控制焦距的最远焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机2的位置，作为最远焦距时第二丝杆无刷电机2对焦的最佳位置；
40.(3)将第一丝杆无刷电机1控制焦距的最近焦距位置与最远焦距位置进行n等分，控制第一丝杆无刷电机1从最近焦距位置开始，首先向最远焦距转动1/n，转动第二丝杆无刷电机2进行对焦控制，至画面清晰时记录下第二丝杆无刷电机2的位置，按以上步骤依次
进行第一丝杆无刷电机1向最远焦距转动1/n，并控制第二丝杆无刷电机2进行画面对焦调整，同时准确记录第一丝杆无刷电机1和第二丝杆无刷电机2的位置信息并存入对应变化表格中；
41.(4)进行瞬时变焦对焦时，直接控制第一丝杆无刷电机1与第二丝杆无刷电机2按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程。
42.本发明的工作过程如下：
43.本发明由高速丝杆无刷电机、高速丝杆无刷电机、变焦摄像机构成；丝杆无刷电机与变焦摄像机的镜头组件相连，通过电机控制丝杆的转动，控制变焦镜头焦距的变化，从而实现对目标画面的缩放；丝杆无刷电机与变焦摄像机的镜头组件相连，通过电机控制丝杆的转动，控制变焦镜头像距的变化，从而实现对焦的清晰；丝杆无刷电机和丝杆无刷电机上均安装有编码器，用于准确记录电机的旋转位置；记录变焦摄像机镜头的最近焦距，且保障画面清晰时无刷电机的位置，作为无刷电机控制焦距的最近焦距位置，以及记录无刷电机的位置，作为最近焦距时无刷电机对焦的最佳位置；记录变焦摄像机镜头的最远焦距时无刷电机的位置，作为无刷电机控制焦距的最远焦距位置，以及记录无刷电机的位置，作为最远焦距时无刷电机对焦的最佳位置；将无刷电机控制焦距的最近焦距位置与最远焦距位置进行n等分，控制无刷电机从最近焦距位置开始，首先向最远焦距转动/n，转动无刷电机进行对焦控制，至画面清晰时记录下无刷电机的位置，按以上步骤依次进行无刷电机向最远焦距转动/n，并控制无刷电机进行画面对焦调整，同时准确记录无刷电机和无刷电机的位置信息并存入对应变化表格中；进行瞬时变焦对焦时，直接控制无刷电机与无刷电机按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程，同时因本无刷电机与无刷电机均采用高速电机，故而可以使变焦对焦过程达到毫秒级的控制，真正的实现瞬时变焦对焦。
44.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。

技术特征：
1.一种瞬时变焦摄像机，其特征在于：包括壳体，所述壳体内具有空腔，所述空腔内设置有对变焦机构；变焦机构，所述变焦机构包括第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机，所述第一丝杆无刷电机的一侧设置有第一镜头组件，所述第二丝杆无刷电机的一侧设置有第二镜头组件，所述第一镜头组件和所述第二镜头组件同轴线设置，所述第一镜头组件通过第一高速丝杆与第一丝杆无刷电机连接，所述第二镜头组件通过第二高速丝杆与第二丝杆无刷电机连接；编码器，所述第一丝杆无刷电机和所述第二丝杆无刷电机上均设置有所述编码器；所述第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机以所述第一镜头组件和所述第二镜头组件为中心相对错开设置。2.根据权利要求1所述的一种瞬时变焦摄像机，其特征在于：所述第一镜头组件和所述第二镜头组件结构相同。3.根据权利要求1所述的一种瞬时变焦摄像机，其特征在于：所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机行动轨迹位置的最近焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机行动轨迹位置的最近焦距的位置。4.根据权利要求1所述的一种瞬时变焦摄像机，其特征在于：所述第一高速丝杆上设置有限制所述第一丝杆无刷电机行动轨迹位置的最远焦距的位置；所述第二高速丝杆上设置有限制所述第二丝杆无刷电机行动轨迹位置的最远焦距的位置。5.根据权利要求1所述的一种瞬时变焦摄像机的对焦方法，其特征在于：所述第一镜头组件和所述第二镜头组件均采用相同的变焦镜头。6.根据权利要求1—5所述的一种瞬时变焦摄像机的对焦方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)记录变焦摄像机镜头的最近焦距，且保障画面清晰时第一丝杆无刷电机的位置，作为第一丝杆无刷电机控制焦距的最近焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机的位置，作为最近焦距时第二丝杆无刷电机对焦的最佳位置；(2)记录变焦摄像机镜头的最远焦距时第一丝杆无刷电机的位置，作为第一丝杆无刷电机控制焦距的最远焦距位置，以及记录第二丝杆无刷电机的位置，作为最远焦距时第二丝杆无刷电机对焦的最佳位置；(3)将第一丝杆无刷电机控制焦距的最近焦距位置与最远焦距位置进行n等分，控制第一丝杆无刷电机从最近焦距位置开始，首先向最远焦距转动1/n，转动第二丝杆无刷电机进行对焦控制，至画面清晰时记录下第二丝杆无刷电机的位置，按以上步骤依次进行第一丝杆无刷电机向最远焦距转动1/n，并控制第二丝杆无刷电机进行画面对焦调整，同时准确记录第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机的位置信息并存入对应变化表格中；(4)进行瞬时变焦对焦时，直接控制第一丝杆无刷电机与第二丝杆无刷电机按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程。

技术总结
本发明公开了一种瞬时变焦摄像机及其对焦方法，包括壳体，所述壳体内具有空腔，所述空腔内设置有对变焦机构；变焦机构包括第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机，第一镜头组件和所述第二镜头组件同轴线设置；所述第一丝杆无刷电机和所述第二丝杆无刷电机上均设置有编码器；所述第一丝杆无刷电机和第二丝杆无刷电机以所述第一镜头组件和所述第二镜头组件为中心相对错开设置。本发明进行瞬时变焦对焦时，直接控制无刷电机与无刷电机按照上述记录的表格数据进行转动至指定位置即可实现准确的变焦对焦过程，同时因本无刷电机与无刷电机均采用高速电机，故而可以使变焦对焦过程达到毫秒级的控制，实现瞬时变焦对焦。实现瞬时变焦对焦。实现瞬时变焦对焦。


技术研发人员：魏冀
受保护的技术使用者：河南弘兴电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/6