[發明專利]一種開環高精度半自動聚焦電機控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202310103358.6
• 申請日: 2023-02-11
• 公開（公告）號: CN116074614A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 葛兵;初威澄;裴玉;蔡立華;王曉奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N23/55
• 分類號: H04N23/55;H04N23/52;H04N23/67;H04N23/69
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 張桂平

1.一種開環高精度半自動聚焦電機控制裝置，其特征在于，包括：光學成像分系統、電子學控制分系統以及人機交互分系統；其中：

所述光學成像分系統包括有鏡片組件、相機單元、限位組件、聚焦單元；所述光學成像分系統在所述電子學控制分系統的運動控制下，使其內部的所述鏡片組件按照特定方向移動，移動過程中所述鏡片組件將光學信號聚焦到所述相機單元的成像界面上，所述相機單元將聚焦到的光學信號轉換為電子圖像信號傳輸至所述人機交互分系統進行圖像顯示；

所述鏡片組件在移動過程中觸發所述限位組件，所述限位組件將觸發后的響應信號發送至所述電子學控制分系統，所述電子學控制分系統根據響應信號控制所述光學成像分系統執行相應動作，并進行反饋信號清零、誤差補償操作。

2.根據權利要求1所述的開環高精度半自動聚焦電機控制裝置，其特征在于，所述聚焦單元包括所述鏡片組件、步進電機組件以及所述限位組件，將所述鏡片組件分別安裝在各自的所述步進電機組件上，通過控制所述步進電機組件的轉子的轉動，使所述鏡片組件按照一特定方向移動，從而將光學信號聚焦到所述相機單元的成像界面上。

3.根據權利要求2所述的開環高精度半自動聚焦電機控制裝置，其特征在于，所述限位組件包括至少一個清零限位組件與多個誤差補償限位組件，當所述鏡片組件在所述步進電機組件的帶動下觸發所述限位組件的響應機制時，所述限位組件將響應信號發送給所述電子學控制分系統的限位響應單元，所述電子學控制分系統中的電機驅動單元依據該響應信號控制所述光學成像分系統中所述聚焦單元的所述步進電機組件執行相應動作，并進行反饋信號清零、誤差補償操作。

4.根據權利要求3所述的開環高精度半自動聚焦電機控制裝置，其特征在于，所述電子學控制分系統包括AC-DC電源單元、DC-DC穩壓單元、溫度檢測單元、電機驅動單元、限位響應單元、數據傳輸單元以及核心控制單元組成；其中：

所述AC-DC電源單元用于將220V/50Hz的交流電轉換成直流電；

所述DC-DC穩壓單元用于將所述AC-DC電源單元轉換好的直流電整流穩壓，并供給整個裝置使用；

所述溫度檢測單元用于將采集到的溫度信號傳輸給所述核心控制單元以供其處理使用；

所述電機驅動單元用于將來自所述核心控制單元的電機轉動信號、方向信號以及使能信號調制后進行增益放大，用以驅動所述光學成像分系統中所述步進電機組件按照設計的速度/加速度進行順時針轉動、逆時針轉動以及停止動作；

所述限位響應單元用于將所述光學成像分系統中所述限位組件所產生的響應信號傳輸給所述核心控制單元進行處理；

所述數據傳輸單元用于將在接收所述人機交互分系統中的數據傳輸單元發出的下行控制數據傳輸給所述核心控制單元進行處理的同時，將所述核心控制單元處理后的部分反饋數據上傳給所述人機交互分系統中的數據傳輸單元；

所述核心控制單元包括電機控制模塊、電機速度調節模塊、計數模塊以及數據處理模塊；其中：

所述電機控制模塊用于在將結合所述數據傳輸單元得到的下傳控制信號以及所述限位響應單元得到的響應信號進行整合處理后得到符合使用操作人員實時需求的電機轉動信號、方向信號以及使能信號，并發送給所述電機驅動單元；

所述電機速度調節模塊用于通過調制與頻率的方式影響所述電機控制模塊中電機轉動信號發出周期從而對所述光學成像分系統中所述步進電機組件的轉動速度進行調制；

所述計數模塊用于通過對所述電機控制模塊中的電機轉動信號進行邊沿計數，并與所述光學成像分系統中所述步進電機組件的機械位置進行映射處理，經過誤差補償后，通過所述數據傳輸單元上傳給所述人機交互分系統中的數據傳輸單元；

所述數據處理模塊用于將從所述溫度檢測單元中得到的數據進行整合處理，并將處理后的數據通過所述電子學控制分系統中的數據傳輸單元上傳給所述人機交互分系統中的數據傳輸單元。