專利名稱：一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光機電一體化領(lǐng)域，涉及一種用于安防監(jiān)控領(lǐng)域的紅外智能型高速球，特別是關(guān)于一種紅外照明角度與高速球連續(xù)可調(diào)焦距實時跟進的內(nèi)置可變角度紅外照 明系統(tǒng)的智能型高速球。
背景技術(shù)：
目前安防監(jiān)控設(shè)備在實施夜間監(jiān)控時，一般都需要有紅外照明裝置，市場上使用 的紅外光源多數(shù)是紅外LED燈，根據(jù)監(jiān)控場合的需要選用不同焦距的鏡頭，并配置一定數(shù) 量、一定角度的紅外燈，才能使監(jiān)控區(qū)域的紅外光照度達到CXD成像器件清晰成像的要求。對于變焦鏡頭，特別是大變倍比的變焦鏡頭，由于它的監(jiān)控距離從幾米到幾十米 甚至幾百米，要在如此大的監(jiān)控范圍內(nèi)滿足CCD成像器件清晰成像十分不易。例如給變 焦鏡頭配置了某個角度的紅外燈，剛好滿足一個中等距離的整個監(jiān)控區(qū)域的紅外光照明要 求。當監(jiān)控遠處的時候，紅外燈的照明角度雖然能覆蓋整個監(jiān)控區(qū)域，但是紅外燈的照明角 度過大，紅外光的照度隨著距離的增加會急劇減小，整個監(jiān)控畫面變得很暗，無法看清監(jiān)控 目標。另外，當監(jiān)控近處的時候，紅外燈的照度隨著距離的減小而變大了，能滿足紅外光照 度要求，但是紅外光的照明角度無法覆蓋近處的監(jiān)控區(qū)域，光線過于集中，會出現(xiàn)監(jiān)控畫面 中間太亮四周太暗的手電筒現(xiàn)象。為了解決變焦鏡頭夜間紅外照明的問題，目前市場上采用的方案是給鏡頭配置 多組不同角度的紅外燈，相當于把整個監(jiān)控范圍按焦距段分成幾個區(qū)域，每個區(qū)域由一組 固定角度的紅外燈進行照明，這個方案只能減輕以上所述的缺陷，無法從根本上解決問題， 仍然存在手電筒現(xiàn)象。同時，由于每組紅外燈負責不同局域的照明，使得紅外燈的數(shù)量增 多，加大了整個產(chǎn)品的功耗值、成本和體積。本發(fā)明由于采用了內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)，實現(xiàn)了紅外照明角度與高速球連 續(xù)可調(diào)焦距的實時跟進和最佳成像效果，有效解決了手電筒現(xiàn)象等問題?？勺兘嵌燃t外照 明系統(tǒng)相對于一般高速球的多紅外照明組件減少了紅外燈的使用數(shù)量，減少了功耗值、成 本和體積，節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施的目的是在于提供一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球。參見圖1，本發(fā)明是一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，包括安裝 架、上罩組件、云臺組件、機芯組件以及下罩。機芯組件包括光學鏡頭和可變角度紅外照明 系統(tǒng)。參見圖1，所述的機芯組件包括光學鏡頭和可變角度紅外照明系統(tǒng)，光學鏡頭是一 個可變焦距的紅外一體機機芯，兩側(cè)分別固連一個可變角度紅外照明系統(tǒng)，作為一個可轉(zhuǎn) 動的整體，可以確保光學鏡頭的監(jiān)控方位和紅外光的照明方向始終一致。參見圖2，所述的可變角度紅外照明系統(tǒng)包括紅外光源、步進電機、聚光鏡組、帶螺旋槽的主筒以及散熱體，是一個與光學鏡頭連續(xù)可調(diào)焦距同步的光源組件，可自動檢測環(huán)境光照度，在白天監(jiān)控模式下自動切換到夜間模式，開啟可變角度紅外照明系統(tǒng)，當我們需 要改變監(jiān)控的視場或距離時，通過外部控制設(shè)備例如控制器或DVR將控制信號傳輸至高速 球主程序電路板的芯片，芯片進行信號處理并發(fā)出信號使光學鏡頭的焦距改變，光學鏡頭 同時也發(fā)出一個信號驅(qū)動可變角度紅外照明系統(tǒng)的步進電機，使聚光鏡組在主筒螺旋槽上 轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生軸向移動，從而改變其與紅外光源的距離。參見圖3，聚光鏡組是一個由光 學鏡片組成的聚光鏡頭，當距離d改變時，根據(jù)光學折射原理，不同光源位置的出射光線通 過聚光鏡組后的出射角度也不同，通過連續(xù)改變光源與聚光鏡組的距離就可以實現(xiàn)出射光 線角度的連續(xù)變化，從而達到紅外照明角度與光學鏡頭連續(xù)可調(diào)焦距的實時跟進和最佳成 像效果的目的。參見圖4，在夜間監(jiān)控模式下，高速球監(jiān)控近處的大視場范圍時，光學鏡頭為短焦 狀態(tài)，對應(yīng)的紅外光照明為大角度照明。從圖中可以看出，紅外光通過聚光鏡組后光線比較 分散但是覆蓋的范圍大，能夠滿足近距離大視場的監(jiān)控要求。參見圖5，當要改變監(jiān)控狀態(tài)， 監(jiān)控遠處的小視場范圍時，光學鏡頭為長焦狀態(tài)，這時聚光鏡組和紅外光源距離變小，紅外 光通過聚光鏡組后光線變得集中，照明角度變小，但是可以投射到遠處，滿足遠距離小視場 的監(jiān)控要求?？勺兘嵌燃t外照明系統(tǒng)的實現(xiàn)方法有兩種反射式和折射式可變角度紅外照明系 統(tǒng)。反射式照明系統(tǒng)的反射杯置于光源后部，通過反射光源向后投射的光線進行照明，但 是其無法在光源處安裝散熱體，因為這樣會擋住照明光線。本發(fā)明的折射式可變角度紅外 照明系統(tǒng)的散熱體安裝在光源后部，而通過其前部的聚光鏡組折射光線改變紅外照明的角 度，散熱體對于紅外照明并沒有影響。本發(fā)明實現(xiàn)了紅外照明與高速球連續(xù)可調(diào)焦距的實時跟進和最佳成像效果，可變 角度紅外照明系統(tǒng)相對于一般高速球的多紅外照明組件減少了紅外燈的使用數(shù)量，減少了 功耗值、成本和體積，節(jié)能環(huán)保。


附圖1是本發(fā)明高速球的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括安裝架1、上罩組件2、云臺組件3、機 芯組件4以及下罩5。附圖2是本發(fā)明的紅外照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括紅外光源421、步進電機
422、聚光鏡組423、帶螺旋槽的主筒424以及散熱體425。附圖3是本發(fā)明的紅外照明系統(tǒng)的光學系統(tǒng)圖，其包括紅外光源421和聚光鏡組
423。附圖4是本發(fā)明的紅外照明系統(tǒng)的近距離照明示意圖，其為光學鏡頭短焦距對應(yīng) 的大角度紅外照明。附圖5是本發(fā)明的紅外照明系統(tǒng)的遠距離照明示意圖，其為光學鏡頭長焦距對應(yīng) 的小角度紅外照明。
具體實施例方式參見圖1是本發(fā)明所提供的內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球的結(jié)構(gòu)示意圖，包括安裝架1、上罩組件2、固定在上罩組件的云臺組件3、固定在云臺組件3上的機 芯組件4以及下罩5。所述的上罩組件2包括外罩21、內(nèi)罩22以及電源翻板23。所述的 云臺組件3包括旋轉(zhuǎn)盤31、水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32、垂直轉(zhuǎn)動機構(gòu)33、和高速球主程序電路板34。 所述的機芯組件4包括光學鏡頭41和可變角度紅外照明系統(tǒng)42。上罩組件2通過安裝架1使整個高速球固定在安裝位置上。云臺組件3通過旋轉(zhuǎn) 盤31固連在上罩組件2的電源翻板23下方。水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32連接旋轉(zhuǎn)盤31并在其下方 進行轉(zhuǎn)動，垂直轉(zhuǎn)動機構(gòu)33固連在水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32下方，并與機芯組件4固連在一起。旋 轉(zhuǎn)盤31配合水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32的步進電機和傳動皮帶可帶動機芯組件4在水平面上相對于 上罩組件2做圓周運動，角度范圍是順時針或逆時針360度。垂直轉(zhuǎn)動機構(gòu)33通過步進電 機和傳動皮帶帶動機芯組件4在垂直于機芯組件4圓周運動所在水平面的平面內(nèi)做90度 范圍的轉(zhuǎn)動，由于垂直轉(zhuǎn)動機構(gòu)33是固連在水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32上，所以配合水平轉(zhuǎn)動即為正 負90度的轉(zhuǎn)動范圍，這樣就可以實現(xiàn)機芯組件4在下方整個半球的范圍內(nèi)左右上下轉(zhuǎn)動。高速球主程序電路板34固定在水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)32下方，接收來自外部控制設(shè)備通過電源翻板13傳輸過來信號，并發(fā)出指令控制實現(xiàn)高速球機芯組件4的上下左右轉(zhuǎn)動以及 焦距和紅外光照明角度的變化。并且接收來自機芯組件4的圖像信號進行處理并傳輸?shù)酵?部顯示設(shè)備。光學鏡頭41兩側(cè)分別固連一個可變角度紅外照明系統(tǒng)42，作為一個可轉(zhuǎn)動的 整體機芯組件4固連在垂直轉(zhuǎn)動機構(gòu)33上。下罩5通過與外罩21配合密封。參見圖2可變角度紅外照明系統(tǒng)42包括紅外光源421、步進電機422、聚光鏡組 423、帶螺旋槽的主筒424以及散熱體425。在夜間監(jiān)控模式下，當我們需要改變監(jiān)控的視場 或距離時，通過外部控制設(shè)備例如控制器或DVR將信號傳輸至高速球主程序電路板34的芯 片，芯片進行信號處理，發(fā)出指令使光學鏡頭41的焦距改變，光學鏡頭41接收到信號的同 時也發(fā)出一個驅(qū)動步進電機422的信號，使聚光鏡組423在主筒螺旋槽424上移動，從而改 變可變角度紅外照明系統(tǒng)42的照明角度，達到紅外照明與光學鏡頭41連續(xù)可調(diào)焦距的實 時跟進和最佳成像效果的目的。散熱體425安裝在紅外光源421后部進行散熱，有效的降 低照明系統(tǒng)的溫度。本發(fā)明所提供的內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球?qū)崿F(xiàn)了紅外照明與 高速球連續(xù)可調(diào)焦距的實時跟進和最佳成像效果?？勺兘嵌燃t外照明組件相對于一般高速 球的多紅外照明組件減少了紅外燈的使用數(shù)量，減少了功耗值、成本和體積，節(jié)能環(huán)保。
權(quán)利要求
一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，包括安裝架、上罩組件、云臺組件、機芯組件以及下罩，其特征在于機芯組件包括光學鏡頭和可變角度紅外照明系統(tǒng)，在夜間監(jiān)控模式下，外部控制設(shè)備根據(jù)被監(jiān)控對象變化情況將控制指令發(fā)至高速球主程序電路板的芯片上，芯片對指令處理后發(fā)出信號使光學鏡頭的焦距改變，光學鏡頭同時也發(fā)出信號改變紅外光照明的角度，使紅外光按光學鏡頭焦距要求同步地照明被監(jiān)控對象。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，其特征 在于可變焦距紅外一體機機芯組件中的光學鏡頭兩側(cè)分別固連一個可變角度紅外照明系 統(tǒng)，作為一個整體同步轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，其特征 在于可變角度紅外照明系統(tǒng)包括紅外光源、步進電機、聚光鏡組、帶螺旋槽的主筒以及散熱 體，在夜間監(jiān)控模式下，可變角度紅外照明系統(tǒng)的步進電機受到驅(qū)動信號后，即驅(qū)動聚光鏡 組在主筒螺旋槽上轉(zhuǎn)動的同時產(chǎn)生軸向移動，改變其與紅外光源的距離，以改變紅外光照 明的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，其特征 在于聚光鏡組是一個由光學鏡片組成可螺旋轉(zhuǎn)動的聚光鏡頭，連續(xù)改變紅外光源與聚光鏡 組的距離實現(xiàn)出射光線角度的連續(xù)變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，其特征 在于散熱體安裝在紅外光源后部進行散熱。
全文摘要
一種內(nèi)置可變角度紅外照明系統(tǒng)的智能型高速球，屬于光機電一體化領(lǐng)域，涉及一種用于安防監(jiān)控領(lǐng)域的紅外智能型高速球。內(nèi)置的可變角度紅外照明系統(tǒng)是一個與高速球連續(xù)可調(diào)焦距同步的光源組件，通過改變紅外光源與聚光鏡組的距離實現(xiàn)紅外光照明角度的變化，實現(xiàn)了紅外照明與高速球連續(xù)可調(diào)焦距的實時跟進和最佳成像效果，本發(fā)明減少了晝夜兩用智能型高速球紅外燈的使用數(shù)量，降低了功耗值、成本和體積，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號H05B37/02GK101800851SQ20101013072
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者鄭志明, 陳俊杰, 陳金發(fā) 申請人:福州開發(fā)區(qū)鴻發(fā)光電子技術(shù)有限公司