多濾光片IR‑CUT切換器的製作方法
2023-04-24 09:00:51 1
本實用新型涉及帶有物鏡、附加鏡頭、濾光器罩或旋轉臺等的支撐裝置技術領域，尤其涉及一種多濾光片IR-CUT切換器。
背景技術：
IR-CUT切換器是指在攝像頭鏡頭組裡內置了一組濾光片，當鏡頭外的紅外感應點偵測到光線的強弱變化後，內置的IR-CUT自動切換濾光片能夠根據外部光線的強弱隨之自動切換，使圖像達到最佳效果。但是現有技術中的切換器一般存在以下缺點：1）控制精度低：只有open、close兩個固定位置，運動過程中無精度，open、close位置精度也比較低（與塑膠成型、組立作業、切換次數、治具精度等相關），精度不可管控，驅動誤差大；2）驅動力差：只能帶動單片或雙片且尺寸較小的濾光片，承載能力小，且因使用電磁閥進行驅動受力臂&擺角及運動空間力量的限制；3）抗衝擊和抗外界幹擾能力差：靠靜態保持力停留在固定位置，靜態力比較小，故只能用在槍機等靜止或無震動的鏡頭與環境中。4）穩定性差：因使用電磁閥進行驅動且無導柱導向，造成驅動穩定性、一致性差。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多濾光片IR-CUT切換器，所述切換器具有控制精度高、復位準確、承載能力大、承載濾光片數量種類多、驅動平穩、耐衝擊、抗外界幹擾的特點。
為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是：一種多濾光片IR-CUT切換器，其特徵在於：包括固定座，所述固定座上設有若干個獨立的凹槽，用於容納所述切換器內的器件，所述固定座上設有下通光孔，步進電機上的主動齒輪與減速齒輪組的動力輸入齒輪相嚙合，減速齒輪組的動力輸出齒輪與切換片相嚙合，所述切換片上設有單片或多片多種濾光片，所述固定座內設有導柱，所述切換片套設於所述導柱上，所述固定座的端部設有光電開關，蓋板蓋合在所述固定座上，與所述固定座形成腔體結構，且蓋板上設有上通光孔，所述上通光孔與下通光孔相對設置，且上通光孔與下通光孔與所述玻璃相對設置；控制器控制步進電機轉動，步進電機通過主動齒輪帶動減速齒輪組轉動，減速齒輪組驅動切換片運動，實現濾光片的相互切換，當切換片運動完成返回到切換片的初始位置時，切換片上的相應位置將光電開關的感應部件遮擋住，使光電開關開路，控制器控制的迴路斷路，步進電機斷電停止轉動，切換片停止運動。
進一步的技術方案在於：所述減速齒輪組包括第一至第五傳動齒輪組，所述第一傳動齒輪組包括固定在第一傳動軸上的第一傳動大齒輪和第一傳動小齒輪，步進電機上的主動齒輪與所述第一傳動大齒輪相嚙合；所述第二傳動齒輪組包括固定在第二傳動軸上的第二傳動大齒輪和第二傳動小齒輪，第一傳動小齒輪與所述第二傳動大齒輪相嚙合；所述第三傳動齒輪組包括固定在第三傳動軸上的第三傳動大齒輪和第三傳動小齒輪，第二傳動小齒輪與所述第三傳動大齒輪相嚙合；所述第四傳動齒輪組包括固定在第四傳動軸上的第四傳動大齒輪和第四傳動小齒輪，第三傳動小齒輪與所述第四傳動大齒輪相嚙合；所述第五傳動齒輪組包括固定在第五傳動軸上的第五傳動大齒輪和第五傳動小齒輪，第四傳動小齒輪與所述第五傳動大齒輪相嚙合；所述第五傳動小齒輪與所述切換片相嚙合；所述第一至第五傳動軸的一端與所述固定座可轉動的連接，另一端與蓋板可轉動的連接。
進一步的技術方案在於：所述濾光片包括AR玻璃、IR玻璃和藍玻璃，所述AR玻璃、IR玻璃和藍玻璃呈一行三列固定在所述切換片中部的通光孔內。
進一步的技術方案在於：所述導柱設有兩根，且相互平行，其中的一根導柱設置於所述切換片的前側，另一根導柱設置於所述切換片的後側。
進一步的技術方案在於：位於光電開關側的切換片上設有擋片，當切換片運動完成返回到切換片的初始位置時，切換片上的擋片插入光電開關中間感應部位，遮擋住光電開關內部紅外信號傳遞和接收，使光電開關開路，控制器控制的迴路斷路，步進電機斷電停止轉動，切換片停止運動，實現精準復位。
進一步的技術方案在於：所述步進電機和光電開關通過柔性線路板與控制器連接。
進一步的技術方案在於：所述蓋板與固定座之間卡接連接或通過螺栓固定連接。
進一步的技術方案在於：所述固定座的側邊上設有向外延伸的若干個固定用凸起，所述凸起上設有定位孔和螺絲所附固定孔。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：所述切換器使用步進電機與減速齒輪組配合的形式完成濾光片的切換，並使用光電開關，具有如下優點：
（1）高精密度：運動過程和停留位置精度高準確、運動速度、位移等都可控制 （用脈衝個數控制，脈衝精度0.016mm/step）；誤差小（脈衝精度高，脈衝個數可控，故運動等誤差可控且小）；光電開關保證了基準位置準確、復位準確、無誤差累計；步進馬達齒輪組保證了每步的位移精度、運動速度等。
（2）高智能化：脈衝個數可以控制運動位置；光電開關可以保證每次運動的基準準確無誤，不會產生累計誤差等錯誤；通過調節齒輪傳動比，或馬達轉動頻率，可以改變運動速速、力量等性能。
（3）承載能力大：傳動方式為齒輪傳動，齒輪組有傳動比，故使用較小的步進電機即可帶動很大的負載。
（4）可帶動多片多種且尺寸較大的濾光片：承載能力大，且運動為齒輪傳動（力臂很短），節省空間，使得此結構可以同時帶動多片濾光片運動，且濾光片可以比較大。
（5）穩定性和抗幹擾能力強。
此外，所述切換器中的切換片通過雙導柱進行導向、限位，雙導柱保證了切換片運動的直線度、竄動量、傾斜度和平面度，使得濾光片的切換更穩定。所述步進電機和光電開關通過柔性線路板與控制器連接，使得步進電機和光電開關的布置位置更靈活，可進一步減小切換器的體積。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是本實用新型實施例所述切換器的結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例所述切換器去掉蓋板後的結構示意圖；
圖3是本實用新型實施例所述切換器中主動齒輪與減速齒輪組的配合結構示意圖；
圖4是本實用新型實施例所述切換器中切換片與導柱的配合結構示意圖；
圖5是本實用新型實施例所述切換器中固定座的結構示意圖；
其中：1、固定座2、下通光孔3、步進電機4、主動齒輪5、切換片6、導柱7、光電開關8、蓋板9、上通光孔10、第一傳動大齒輪11、第一傳動小齒輪12、第二傳動大齒輪13、第二傳動小齒輪14、第三傳動大齒輪15、第三傳動小齒輪16、第四傳動大齒輪17、第四傳動小齒輪18、第五傳動大齒輪19、第五傳動小齒輪20、AR玻璃21、IR玻璃22、藍玻璃23、擋片24、柔性線路板25、凸起。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
如圖1-2所示，本實用新型公開了一種多濾光片IR-CUT切換器，包括固定座1，所述固定座1上設有若干個獨立的凹槽，用於容納所述切換器內的器件，凹槽的個數、大小和位置需要根據切換器內部器件的大小和位置進行適當的調整。所述固定座1上設有下通光孔2，如圖5所示；步進電機3上的主動齒輪4與減速齒輪組的動力輸入齒輪相嚙合，減速齒輪組的動力輸出齒輪與切換片5相嚙合。如圖2所示，本實施例中所述切換片5的後側邊上設有齒條部，減速齒輪組的動力輸出齒輪與所述齒條相嚙合。
所述切換片5上設有單片或多片多種濾光片，所述固定座1內設有導柱6，所述切換片5套設於所述導柱6上，用於對所述導柱6進行導向、限位。所述固定座1的端部（切換片的初始位置）設有光電開關7，蓋板8蓋合在所述固定座1上，與所述固定座1形成腔體結構，且蓋板8上設有上通光孔9，所述上通光孔9與下通光孔2相對設置，且上通光孔9和下通光孔2與所述玻璃相對設置；光線可以依次穿過上通光孔9、濾光片和下通光孔2。
控制時，控制器控制步進電機3轉動，步進電機3通過主動齒輪4帶動減速齒輪組轉動，減速齒輪組驅動切換片5運動，實現濾光片的相互切換。當切換片5運動完成返回到切換片5的初始位置時，切換片5上的相應位置將光電開關7的感應部件遮擋住，使光電開關7開路，控制器控制的迴路斷路，步進電機3斷電停止轉動，切換片5停止運動，實現精準復位。
所述切換器使用步進電機與減速齒輪組配合的形式完成濾光片的切換，並使用光電開關，具有如下優點：
（1）高精密度：運動過程和停留位置精度高準確、運動速度、位移等都可控制 （用脈衝個數控制，脈衝精度0.016mm/step）；誤差小（脈衝精度高，脈衝個數可控，故運動等誤差可控且小）； 光電開關保證了基準位置準確、復位準確、無誤差累計；步進馬達齒輪組保證了每步的位移精度、運動速度等。
（2）高智能化：脈衝個數可以控制運動位置；光電開關可以保證每次運動的基準準確無誤，不會產生累計誤差等錯誤；通過調節齒輪傳動比，或馬達轉動頻率，可以改變運動速速、力量等性能。
（3）承載能力大：傳動方式為齒輪傳動，齒輪組有傳動比，故使用較小的步進電機即可帶動很大的負載。
（4）可帶動多片多種且尺寸較大的濾光片：承載能力大，且運動為齒輪傳動（力臂很短），節省空間，使得此結構可以同時帶動多片濾光片運動，且濾光片可以比較大。
（5）穩定性和抗幹擾能力強。
如圖2-3所示，所述減速齒輪組包括第一至第五傳動齒輪組，所述第一傳動齒輪組包括固定在第一傳動軸上的第一傳動大齒輪10和第一傳動小齒輪11，步進電機3上的主動齒輪4與所述第一傳動大齒輪10相嚙合；所述第二傳動齒輪組包括固定在第二傳動軸上的第二傳動大齒輪12和第二傳動小齒輪13，第一傳動小齒輪11與所述第二傳動大齒輪12相嚙合；所述第三傳動齒輪組包括固定在第三傳動軸上的第三傳動大齒輪14和第三傳動小齒輪15，第二傳動小齒輪13與所述第三傳動大齒輪14相嚙合；所述第四傳動齒輪組包括固定在第四傳動軸上的第四傳動大齒輪16和第四傳動小齒輪17，第三傳動小齒輪15與所述第四傳動大齒輪16相嚙合；所述第五傳動齒輪組包括固定在第五傳動軸上的第五傳動大齒輪18和第五傳動小齒輪19，第四傳動小齒輪17與所述第五傳動大齒輪18相嚙合；所述第五傳動小齒輪19與所述切換片5相嚙合；所述第一至第五傳動軸的一端與所述固定座1可轉動的連接，另一端與蓋板8可轉動的連接。
需要說明的是，本實施例中使用了五級減速驅動齒輪組，本領域技術人員還可以根據實際需要驅動力的大小調整齒輪組內齒輪的級數，需要的驅動力越大齒輪組內齒輪的級數越多，需要的驅動力越小齒輪組內齒輪額級數越少。
優選的，如圖2和5所示，所述濾光片包括AR玻璃20、IR玻璃21和藍玻璃22。所述AR玻璃20、IR玻璃21和藍玻璃22呈一行三列固定在所述切換片5中部的通光孔內。需要說明的是，本實施例中所使用的玻璃的種類，可以根據實際需要進行改變，此外玻璃的種數同樣可以根據實際需要進行增加或減少。
優選的，如圖2和4所示，所述導柱6設有兩根，且相互平行。其中的一根導柱6設置於所述切換片5的前側，另一根導柱6設置於所述切換片5的後側。所述切換片5通過雙導柱進行導向、限位，雙導柱保證了切換片運動的直線度、竄動量、傾斜度和平面度，使得濾光片的運動更平穩、準確、順暢、平整。
優選的，如圖4所示，位於光電開關側的切換片5上設有擋片23，當切換片5運動完成返回到切換片5的初始位置時，切換片5上的擋片23插入光電開關7中間感應部位，遮擋住光電開關7內部紅外信號傳遞和接收，使光電開關7開路，控制器控制的迴路斷路，步進電機3斷電停止轉動，切換片5停止運動，實現精準復位。
優選的，如圖1所示，所述步進電機3和光電開關7通過柔性線路板24與控制器連接。通過柔性線路板24進行器件之間的電氣連接，使得步進電機3和光電開關7的布置位置更靈活，可進一步減小切換器的體積。
優選的，所述蓋板8與固定座1之間卡接連接或通過螺栓固定連接或兩者之間通過粘接的方式連接為一體結構，需要說明的是，具體使用哪種連接結構，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇。
進一步的，如圖1、2和5所示，所述固定座1的側邊上設有向外延伸的若干個固定用凸起25，所述凸起上定位孔和螺絲所附固定孔。固定所述切換器時，使用螺釘穿過所述凸起25上的螺絲所附固定孔，將所述切換器固定在相應的器件上。