一種補光裝置及攝像機的製作方法

2023-10-08 09:21:19

專利名稱：一種補光裝置及攝像機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及安防監控領域，特別涉及一種補光裝置及裝設有補光裝置的攝像機。
背景技術：
安防監控設備在實施夜間監控時，都需要紅外光源進行輔助照明，但是，紅外光源的補光角度與以攝像機為主的圖像採集設備變焦同步的問題一直沒有得到很好的解決。現有的以攝像機為主的圖像採集設備通常採用固定補光角度的紅外光源，但是，當採用裝設了固定補光角度的紅外光源的一體化攝像機在夜間進行監控時，可進行變焦的 一體化攝像機對進行遠距離監控時，一體化攝像機的最長焦的鏡頭視場角一般在4°以下，若將補光角度為15°的紅外燈作為補光光源，則作為補光光源的紅外燈出射的90%以上的紅外光都處於鏡頭視場角之外，補光光源出射的光線的利用率很低；可進行變焦的一體化攝像機進行近距離監控時，一體化攝像機的鏡頭視場角變成廣角，大於作為補光光源的紅外燈的補光角度15°，一體化攝像機採集到的圖像會出現中間亮四角暗的「手電筒」現象，甚至會出現圖像中間亮度過亮所帶來的過度曝光、泛白現象。為了解決因為現有圖像採集設備的補光系統因為補光角度不可變所導致的補光燈與一體化攝像機的變焦無法一致配合，補光效率不高，功率浪費的問題，一種補光角度與攝像機的變焦聯動匹配的紅外照明系統應運而生。圖I為現有的紅外照明系統的結構示意圖。圖2為現有的紅外照明系統中變角聚光鏡組的結構示意圖。現結合圖I及圖2，對現有的紅外照明系統進行說明，具體如下現有的紅外照明系統包含紅外光源I、步進電機2、凸輪3、帶螺旋槽的主筒4、變角聚光鏡組5、紅外照明系統控制電路板6。其中，紅外照明系統控制電路板6與步進電機2連接，紅外照明系統控制電路板6自動檢測環境光強度變弱，判定為夜間狀態，開啟紅外照明系統；紅外照明系統控制電路板6接收來自攝像機的信號，驅動步進電機2 ;步進電機2通過凸輪3和帶螺旋槽的主筒4與變角聚光鏡組5連接，在紅外照明系統控制電路板6的驅動下，通過凸輪3帶動變角聚光鏡組5包含的移動透鏡G2在主筒4的螺旋槽上轉動的同時產生軸向移動，從而改變整個聚光鏡組5的焦距，紅外光源I靠近變角聚光鏡組5的後固定透鏡G1，光線經過變角聚光鏡組5後，其出射角度根據變角聚光鏡組5的焦距的變化而變化，與攝像機可調焦距同步，當攝像機焦距改變時，紅外照明系統實時變化跟進。變角聚光鏡組5是由多個光學鏡片組成的變焦聚光鏡頭，包含後固定透鏡Gl、移動透鏡G2及前固定透鏡G3 ;其中，後固定透鏡Gl為凹凸負鏡片，移動透鏡G2為凹凸正鏡片，前固定透鏡G3為凹凸正鏡片，S指代圖I中的紅外光源，d為移動透鏡G2的可移動距離。圖2所示的變角聚光鏡組5中的後固定透鏡Gl和前固定透鏡G3分別固定，移動透鏡G2在後固定透鏡Gl和前固定透鏡G3之間移動，當移動透鏡G2與前固定透鏡G3間的距離d發生改變時，變角聚光鏡組5的焦距發生改變，根據光學變焦遠離，紅外光源S出射的光線經過變角聚光鏡組5後的出射角也發生改變，連續改變移動透鏡G2與前固定透鏡G3間的距離d，就可以實現出射光線角度的連續變化。現有的紅外照明系統中，變角聚光組需選擇相互匹配的多個光學透鏡來實現補光角度的調節，但是，對多個光學透鏡的焦距有嚴格地要求，變角聚光組需具有較高的調節精度。現有的紅外照明系統中包含多個光學透鏡的變角聚光鏡組不僅損失了補光光源出射的光線的光強，而且提高了系統的硬體成本；另外，受圖像採集設備中的鏡頭口徑的限制，包含多個光學透鏡的變角聚光鏡組會造成補光光源出射的光線在近距離廣角度被浪費，補光效果不佳。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種補光裝置，該裝置能夠提高補光效果，降低成本。本實用新型的目的在於提供一種攝像機，該設備能夠提高補光效果，降低成本。為達到上述目的，本實用新型的技術方案具體是這樣實現的·一種補光裝置，包含電機，該裝置還包含傳動組件、第一器件及第二器件；所述電機連接傳動組件，所述傳動組件分別連接第一器件及第二器件；所述電機根據外部輸入的控制信號，通過所述傳動組件，在第一器件的軸線方向上調節所述第二器件與所述第一器件間的距離。上述裝置中，所述傳動組件包含固定板、鏡頭轉動圈、鏡頭內圈、N個滑塊及第一齒輪；所述鏡頭轉動圈包含M個與所述第一器件的軸線間的夾角為0的第一滑軌及位於外表面的與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪；所述鏡頭內圈包含N個與所述第一器件的軸線平行的第二滑軌；所述固定板裝設有所述電機、所述第一器件及所述鏡頭內圈；所述鏡頭內圈的腔內裝設有所述第二器件，外表面套有所述鏡頭轉動圈；所述第二齒輪的軸線與所述第一器件的軸線重合；所述N個滑塊中的每一個滑塊裝設於所述第二器件的外表面，且在一個所述第二滑軌內滑動；所述N個滑塊之中的M個滑塊中的任一滑塊在所述第一滑軌內滑動；所述M、N為自然數，且M小於或者等於N ;所述0為大於0°且小於90°。較佳地，所述固定板還包含一第一通孔，所述第一器件為透鏡，所述第二器件為光源組件；所述電機的未裝設第一齒輪的端面裝設於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面； 所述透鏡嵌於所述第一通孔內且與所述鏡頭內圈連接。較佳地，所述傳動組件還包含第一安裝支架，所述固定板還包含第一通孔，所述第一器件為透鏡，所述第二器件為光源組件；所述安裝支架的一端固定於所述電機的裝設第一齒輪的端面，另一端固定於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面；所述透鏡嵌於所述第一通孔內且與所述鏡頭內圈連接。較佳地，所述鏡頭轉動圈的背離固定板的端面還包含一第二通孔；所述第一器件為光源組件，所述第二器件為透鏡組件；[0026]所述電機的裝設第一齒輪的端面固定於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面；所述第二通孔容所述透鏡組件透射的光線穿過。上述裝置中，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件；所述補光光源裝設於所述電路板，且所述補光光源的軸線與所述透鏡的軸線重合；所述電路板裝設有散熱部件。上述裝置中，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件； 所述補光光源裝設於所述電路板，且所述補光光源的軸線與所述透鏡的軸線重合；所述電路板裝設有散熱部件。上述裝置中，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件；所述補光光源裝設於所述電路板的一端面；所述電路板的另一端面裝設有所述散熱部件；所述散熱部件的另一端面固定於所述固定板。上述裝置中，所述透鏡組件包含透鏡及第二安裝支架；所述第二安裝支架包含一第三通孔；所述第二安裝支架裝設於所述鏡頭內圈的腔內；所述透鏡嵌於所述第二安裝支架包含的第三通孔中，且其軸線與所述第三通孔的軸線、及光源組件的軸線重合。一種攝像機，該攝像機裝設有前述任一項所述的補光裝置；所述補光裝置接收攝像機輸出的用以驅動補光裝置包含的電機的控制信號。由上述的技術方案可見，本實用新型提供了一種補光裝置及攝像機，電機驅動連接第一器件和第二器件的傳動組件，進而改變第一器件和第二器件間的距離。採用本實用新型的補光裝置及攝像機，能夠提高補光效果，降低成本。

圖I為現有的紅外照明系統的結構示意圖。圖2為現有的紅外照明系統中變角聚光鏡組的結構示意圖。圖3為本實用新型補光裝置實施例一的結構示意圖。圖4為本實用新型補光裝置實施例二的結構示意圖。圖5為本實用新型補光裝置實施例三的結構示意圖。圖6(a)為本實用新型補光裝置實施例一及實施例二的補光效果示意圖。圖6(b)為本實用新型補光裝置實施例三的補光效果示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案、及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。本實用新型提供了一種補光裝置及裝設有補光裝置的攝像機，電機與傳動組件連接，傳動組件分別連接第一器件及第二器件，電機根據外部輸入的控制信號，通過傳動組件，在第一器件的軸線方向上，調節第二器件與第一器件間的距離；其中，若第一器件為透鏡，則第二器件為裝設有補光光源的光源組件，若第一器件為裝設有補光光源的光源組件，則第二器件為裝設有透鏡的透鏡組件。圖3為本實用新型補光裝置實施例一的結構示意圖。現結合圖3，對實施例一的補光裝置進行說明，具體如下在實施例一中，第一器件為透鏡212，第二器件為光源組件。本實施例的補光裝置包含電機202、傳動組件、透鏡212及光源組件。其中，傳動組件包含固定板201、鏡頭內圈204、鏡頭轉動圈205、第一齒輪203及N個滑塊211 ;光源組件包含散熱部件208、電路板209及補光光源210。鏡頭轉動圈205包含M個與透鏡212的軸線間的夾角為0的第一滑軌207及位於外表面的與第一齒輪203嚙合的第二齒輪206 ;鏡頭內圈204包含N個與透鏡212的軸線平行的第二滑軌213 ;N、M均為自然數，且M小於或等於N，圖3中僅以M和N均為I進行不意；9為大於0°且小於90°。固定板201裝設有電機202、透鏡212及鏡頭內圈204。其中，固定板201包含用以固定透鏡212的第一通孔(圖3中未示出)。電機202的一端面上裝設有軸線與透鏡212的軸線平行的第一齒輪203，另一端面固定於固定板201。鏡頭內圈204與電機202固定於固定板201的同一端面,其腔內裝設有光源組件，外表面套有鏡頭轉動圈205，鏡頭內圈204固定於固定板201的一端面還連接有透鏡212。鏡頭內圈204包含的N個第二滑軌213中的每一個第二滑軌213可容一個滑塊211在其內滑動。鏡頭轉動圈205外表面的第二齒輪206的軸線與透鏡212的軸線平行，且與第一齒輪203嚙合；鏡頭轉動圈205包含的M個第一滑軌207中的每一個第一滑軌207可容M個滑塊211中的一個滑塊211在其內滑動，換句話說，N個滑塊211中的M個滑塊211同時在第一滑軌207和第二滑軌213中滑動，N-M個滑軌211隻在第二滑軌213中滑動。光源組件的散熱部件208裝設於鏡頭內圈204的腔內；補光光源210裝設於電路板209朝向透鏡212的端面，且補光光源210的軸線與透鏡212的軸線重合；電路板209的另一端面裝設有散熱部件208 ;散熱部件208的外表面裝設有N個滑塊211。電機202根據外部輸入的控制信號,驅動第一齒輪203旋轉,與第一齒輪203哨合的第二齒輪206隨第一齒輪203逆向旋轉，第一滑軌207有隨第二齒輪206同向旋轉的趨勢，滑塊211在旋轉的第一滑軌207中滑動的同時，受第二滑軌213的限位作用，在第二滑軌213中滑動，裝設有滑塊211的散熱部件208帶動光源組件在透鏡212的軸線方向上移動，調節在透鏡212的軸線方向上補光光源210與透鏡212間的距離。圖4為本實用新型補光裝置的實施例二的結構示意圖。現結合圖4，對實施例二的補光裝置的結構進行說明，具體如下在實施例二中，第一器件為透鏡312，第二器件為光源組件；實施例二與實施例一不同的是傳動組件，其他元件的結構相同。實施例二的傳動組件包含固定板301、鏡頭內圈304、鏡頭轉動圈305、第一齒輪303、N個滑塊311及第一安裝支架314 ;光源組件包含散熱部件308、電路板309及補光光源 310。鏡頭轉動圈305包含M個與透鏡312的軸線間的夾角為0的第一滑軌307及位於外表面的與第一齒輪303嚙合的第二齒輪306 ;鏡頭內圈304包含N個與透鏡312的軸線平行的第二滑軌313 ;N、M均為自然數，且M為小於或等於N，圖4中僅以N和M均為I進行示意；9為大於0°且小於90°。固定板301裝設有第一安裝支架314的一端、透鏡312及鏡頭內圈304。其中，固定板301包含用以固定透鏡312的第一通孔(圖3中未示出)。第一安裝支架314的另一端固定有電機302裝設第一齒輪303的端面。電機302的另一端面固定於固定板301。第一齒輪303固定於電機302的一端面，且其軸線與透鏡312的軸線平行。鏡頭內圈304與第一安裝支架314固定於固定板301的同一端面,其腔內裝設有光源組件，外表面套有鏡頭轉動圈305，鏡頭內圈304固定於固定板301的一端面還連接有透鏡312。鏡頭內圈304包含的N個第二滑軌313中的每一個第二滑軌213可容一個滑塊311在其內滑動。鏡頭轉動圈305外表面的第二齒輪306的軸線與透鏡312的軸線平行，且與第一齒輪303嚙合；鏡頭轉動圈305包含的M個第一滑軌307中的每一個第一滑軌207可容M個滑塊311中的一個滑塊311在其內滑動，換句話說，N個滑塊311中的M個滑塊311同時在第一滑軌307和第二滑軌313中滑動，N-M個滑軌311隻在第二滑軌313中滑動。光源組件的散熱部件308裝設於鏡頭內圈304的腔內；補光光源310裝設於電路板309朝向透鏡312的端面，且補光光源310的軸線與透鏡312的軸線重合；電路板309的另一端面裝設有散熱部件308 ;散熱部件308的外表面裝設有N個滑塊311。電機302根據外部輸入的控制信號,驅動第一齒輪303旋轉,與第一齒輪303哨合的第二齒輪306隨第一齒輪303逆向旋轉，第一滑軌307有隨第二齒輪306同向旋轉的趨勢，滑塊311在旋轉的第一滑軌307中滑動的同時，受第二滑軌313的限位作用，在第二滑軌313中滑動，裝設有滑塊311的散熱部件308帶動光源組件在透鏡312的軸線方向上移動，調節在透鏡312的軸線方向上補光光源310與透鏡312間的距離。圖5為本實用新型補光裝置實施例三的結構示意圖。現結合圖5，對實施例三的補光裝置進行說明，具體如下在實施例三中，第一器件為光源組件，第二器件為透鏡組件。實施例三與實施例一和實施例二不同的是光源組件固定不動，移動透鏡組件。實施例三的補光裝置包含電機402、傳動組件、光源組件及透鏡組件。其中，傳動組件包含固定板401、鏡頭內圈404、鏡頭轉動圈405、第一齒輪403及N個滑塊411 ;光源組件包含散熱部件408、電路板(圖5中未示出)及補光光源(圖5中未示出)；透鏡組件包含透鏡412及第二安裝支架414。鏡頭轉動圈405包含M個與光源組件的軸線間的夾角為0的第一滑軌407及位於外表面的與第一齒輪403嚙合的第二齒輪406 ;鏡頭內圈404包含N個與光源組件的軸線平行的第二滑軌413 ;N、M均為自然數，且M小於或等於N，圖5中僅以N和M均為I進行不意；9為大於0°且小於90°。[0079]固定板401裝設有電機402、光源組件及鏡頭內圈404。電機402的一端面上裝設有軸線與透鏡412的軸線平行的第一齒輪403，且該端面還裝設於固定板401的一端面。光源組件包含的補光光源裝設於電路板朝向透鏡組件的端面；電路板的另一端面裝設有散熱部件408 ;散熱部件408的另一端面裝設於固定板401。鏡頭內圈404與光源組件裝設於固定板401的同一側，其腔內裝設有透鏡組件，夕卜表面套有鏡頭轉動圈405。鏡頭內圈404包含的N個第二滑軌413中的每一個第二滑軌413與光源組件的軸線平行，且容N個滑塊411的一個滑塊411在其內滑動。鏡頭轉動圈405的外表面的第二齒輪406與第一齒輪403嚙合；M個第一滑軌407中的每一個第一滑軌407容M個滑塊411中的一個滑塊411在其內滑動，換句話說，N個滑 塊411中的M個滑塊411同時在第一滑軌407和第二滑軌413中滑動，N-M個滑軌411隻在第二滑軌413中滑動。透鏡組件包含的第二安裝支架413裝設於鏡頭內圈404的腔內；透鏡412嵌於第二安裝支架413包含的第三通孔(圖5中未示出)中，且其軸線與第二通孔的軸線、及光源組件的軸線重合。電機402根據外部輸入的控制信號,驅動其裝設的第一齒輪403旋轉，與第一齒輪403嚙合的第二齒輪406逆向旋轉，第一滑軌407隨第二齒輪406同向旋轉，位於第一滑軌407和第二滑軌413中的滑塊411在旋轉的第一滑軌407中滑動的同時，受第二滑軌413在與光源組件的軸線平行的方向上的限位作用，沿第二滑軌413滑動，外表面裝設滑塊411的散熱部件408沿光源組件的軸線方向移動，調節在光源組件的軸線方向上透鏡412與補光光源410間的距離。圖6(a)為本實用新型補光裝置實施例一及實施例二的補光效果示意圖。如圖6(a)所示，透鏡固定不動，補光光源所在光源組件在電機的帶動下沿透鏡的軸線方向移動，在補光角度較小時，加大補光光源所在光源組件相對於透鏡的距離，提高補光角度，同時，本實用新型的補光裝置僅採用了一個透鏡，降低了成本及補光光強在穿過透鏡時的損失。圖6(b)為本實用新型補光裝置實施例三的補光效果示意圖。如圖6(b)所示，補光光源所在光源組件固定不動，透鏡所在透鏡組件在電機的帶動下沿光源組件的軸線方向移動，在補光角度較小時，加大透鏡所在透鏡組件相對於光源組件的距離，提高補光角度，同時，本實用新型的補光裝置僅採用了一個透鏡，降低了成本及補光光強在穿過透鏡時的損失。本實用新型的上述較佳實施例中，補光光源可採用現有的紅外燈；本實用新型的補光裝置裝設於攝像機中，接收攝像機輸出的用以驅動電機的控制信號，實現補光角度的調節。本實用新型的上述較佳實施例中，不再採用由多個透鏡組成的透鏡組來改變補光光源出射的補光角度，而是採用單個透鏡，降低了成本；採用單個透鏡，相比現有技術能夠有效降低產品成本，同時輔助固定透鏡的組件的成本也相應降低；採用補光光源移動的方式，避免由於鏡頭口徑的限制，使補光光源最大化透過透鏡，以達到設計出光角度，而不是浪費在鏡頭內部的反射吸收上，能有效提升近距離廣角度的補光光強，同時能解決現有技術中近距離的出光角度不能做大的問題。[0090]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的範圍之內。
權利要求1.一種補光裝置，包含電機，其特徵在於，該裝置還包含傳動組件、第一器件及第ニ器件； 所述電機連接傳動組件，所述傳動組件分別連接第一器件及第ニ器件； 所述電機根據外部輸入的控制信號，通過所述傳動組件，在第一器件的軸線方向上調節所述第二器件與所述第一器件間的距離。
2.根據權利要求I所述的裝置，其特徵在於，所述傳動組件包含固定板、鏡頭轉動圈、鏡頭內圏、N個滑塊及第ー齒輪； 所述鏡頭轉動圈包含M個與所述第一器件的軸線間的夾角為Θ的第一滑軌及位於外表面的與所述第一齒輪嚙合的第二齒輪；所述鏡頭內圈包含N個與所述第一器件的軸線平行的第二滑軌； 所述固定板裝設有所述電機、所述第一器件及所述鏡頭內圈；所述鏡頭內圈的腔內裝設有所述第二器件，外表面套有所述鏡頭轉動圈；所述第二齒輪的軸線與所述第一器件的軸線重合；所述N個滑塊中的每ー個滑塊裝設於所述第二器件的外表面，且在ー個所述第ニ滑軌內滑動；所述N個滑塊之中的M個滑塊中的任ー滑塊在所述第一滑軌內滑動； 所述M、N為自然數，且M小於或者等於N;所述Θ為大於0°且小於90°。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述固定板還包含一第一通孔，所述第一器件為透鏡，所述第二器件為光源組件； 所述電機的未裝設第一齒輪的端面裝設於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面； 所述透鏡嵌於所述第一通孔內且與所述鏡頭內圈連接。
4.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述傳動組件還包含第一安裝支架，所述固定板還包含第一通孔，所述第一器件為透鏡，所述第二器件為光源組件； 所述安裝支架的一端固定於所述電機的裝設第一齒輪的端面，另一端固定於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面； 所述透鏡嵌於所述第一通孔內且與所述鏡頭內圈連接。
5.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述鏡頭轉動圈的背離固定板的端面還包含一第二通孔；所述第一器件為光源組件，所述第二器件為透鏡組件； 所述電機的裝設第一齒輪的端面固定於所述固定板的裝設所述鏡頭內圈的端面； 所述第二通孔容所述透鏡組件透射的光線穿過。
6.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件； 所述補光光源裝設於所述電路板，且所述補光光源的軸線與所述透鏡的軸線重合； 所述電路板裝設有散熱部件。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件； 所述補光光源裝設於所述電路板，且所述補光光源的軸線與所述透鏡的軸線重合； 所述電路板裝設有散熱部件。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述光源組件包含補光光源、電路板及散熱部件； 所述補光光源裝設於所述電路板的一端面；所述電路板的另一端面裝設有所述散熱部件； 所述散熱部件的另一端面固定於所述固定板。
9.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述透鏡組件包含透鏡及第ニ安裝支架；所述第二安裝支架包含一第三通孔； 所述第二安裝支架裝設於所述鏡頭內圈的腔內； 所述透鏡嵌於所述第二安裝支架包含的第三通孔中，且其軸線與所述第三通孔的軸線、及光源組件的軸線重合。
10.一種攝像機，其特徵在於，該攝像機裝設有前述I至9任一項所述的補光裝置； 所述補光裝置接收攝像機輸出的用以驅動補光裝置包含的電機的控制信號。
專利摘要本實用新型提供了一種補光裝置，包含電機，該裝置還包含傳動組件、第一器件及第二器件；所述電機連接傳動組件，所述傳動組件分別連接第一器件及第二器件；所述電機根據外部輸入的控制信號，通過所述傳動組件，在第一器件的軸線方向上調節所述第二器件與所述第一器件間的距離。本實用新型還提供了一種裝設了補光裝置的攝像機。採用本實用新型的補光裝置及攝像機，能夠提高補光效果，降低成本。
文檔編號F21V14/02GK202421694SQ201120560988
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者汪凡, 郭海訓, 陳新友 申請人:杭州海康威視數位技術股份有限公司