专利名称：一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光机电一体化领域，涉及一种用于安防监控领域的红外智能型高 速球，特别是关于一种红外照明角度与高速球连续可调焦距实时跟进的内置可变角度红外 照明系统的智能型高速球。
背景技术：
目前安防监控设备在实施夜间监控时，一般都需要有红外照明装置，市场上使用 的红外光源多数是红外LED灯，根据监控场合的需要选用不同焦距的镜头，并配置一定数 量、一定角度的红外灯，才能使监控区域的红外光照度达到CXD成像器件清晰成像的要求。对于变焦镜头，特别是大变倍比的变焦镜头，由于它的监控距离从几米到几十米 甚至几百米，要在如此大的监控范围内满足CCD成像器件清晰成像十分不易。例如给变 焦镜头配置了某个角度的红外灯，刚好满足一个中等距离的整个监控区域的红外光照明要 求。当监控远处的时候，红外灯的照明角度虽然能覆盖整个监控区域，但是红外灯的照明角 度过大，红外光的照度随着距离的增加会急剧减小，整个监控画面变得很暗，无法看清监控 目标。另外，当监控近处的时候，红外灯的照度随着距离的减小而变大了，能满足红外光照 度要求，但是红外光的照明角度无法覆盖近处的监控区域，光线过于集中，会出现监控画面 中间太亮四周太暗的手电筒现象。为了解决变焦镜头夜间红外照明的问题，目前市场上采用的方案是给镜头配置 多组不同角度的红外灯，相当于把整个监控范围按焦距段分成几个区域，每个区域由一组 固定角度的红外灯进行照明，这个方案只能减轻以上所述的缺陷，无法从根本上解决问题， 仍然存在手电筒现象。同时，由于每组红外灯负责不同局域的照明，使得红外灯的数量增 多，加大了整个产品的功耗值、成本和体积。本实用新型由于采用了内置可变角度红外照明系统，实现了红外照明角度与高速 球连续可调焦距的实时跟进和最佳成像效果，有效解决了手电筒现象等问题。可变角度红 外照明系统相对于一般高速球的多红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减少了功耗 值、成本和体积，节能环保。
发明内容本实用新型实施的目的是在于提供一种内置可变角度红外照明系统的智能型高 速球。参见图1，本实用新型是一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，包括安 装架、上罩组件、云台组件、机芯组件以及下罩。机芯组件包括光学镜头和可变角度红外照 明系统。参见图1，所述的机芯组件包括光学镜头和可变角度红外照明系统，光学镜头是一 个可变焦距的红外一体机机芯，两侧分别固连一个可变角度红外照明系统，作为一个可转 动的整体，可以确保光学镜头的监控方位和红外光的照明方向始终一致。[0009]参见图2，所述的可变角度红外照明系统包括红外光源、步进电机、聚光镜组、带螺 旋槽的主筒以及散热体，是一个与光学镜头连续可调焦距同步的光源组件，可自动检测环 境光照度，在白天监控模式下自动切换到夜间模式，开启可变角度红外照明系统，当我们需 要改变监控的视场或距离时，通过外部控制设备例如控制器或DVR将控制信号传输至高速 球主程序电路板的芯片，芯片进行信号处理并发出信号使光学镜头的焦距改变，光学镜头 同时也发出一个信号驱动可变角度红外照明系统的步进电机，使聚光镜组在主筒螺旋槽上 转动的同时产生轴向移动，从而改变其与红外光源的距离。参见图3，聚光镜组是一个由光 学镜片组成的聚光镜头，当距离d改变时，根据光学折射原理，不同光源位置的出射光线通 过聚光镜组后的出射角度也不同，通过连续改变光源与聚光镜组的距离就可以实现出射光 线角度的连续变化，从而达到红外照明角度与光学镜头连续可调焦距的实时跟进和最佳成 像效果的目的。参见图4，在夜间监控模式下，高速球监控近处的大视场范围时，光学镜头为短焦 状态，对应的红外光照明为大角度照明。从图中可以看出，红外光通过聚光镜组后光线比较 分散但是覆盖的范围大，能够满足近距离大视场的监控要求。参见图5，当要改变监控状态， 监控远处的小视场范围时，光学镜头为长焦状态，这时聚光镜组和红外光源距离变小，红外 光通过聚光镜组后光线变得集中，照明角度变小，但是可以投射到远处，满足远距离小视场 的监控要求。可变角度红外照明系统的实现方法有两种反射式和折射式可变角度红外照明系 统。反射式照明系统的反射杯置于光源后部，通过反射光源向后投射的光线进行照明，但是 其无法在光源处安装散热体，因为这样会挡住照明光线。本实用新型的折射式可变角度红 外照明系统的散热体安装在光源后部，而通过其前部的聚光镜组折射光线改变红外照明的 角度，散热体对于红外照明并没有影响。本实用新型实现了红外照明与高速球连续可调焦距的实时跟进和最佳成像效果， 可变角度红外照明系统相对于一般高速球的多红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减 少了功耗值、成本和体积，节能环保。
附图1是本实用新型高速球的结构示意图，其包括安装架1、上罩组件2、云台组件 3、机芯组件4以及下罩5。附图2是本实用新型的红外照明系统的结构示意图，其包括红外光源421、步进电 机422、聚光镜组423、带螺旋槽的主筒424以及散热体425。附图3是本实用新型的红外照明系统的光学系统图，其包括红外光源421和聚光 镜组423。附图4是本实用新型的红外照明系统的近距离照明示意图，其为光学镜头短焦距 对应的大角度红外照明。附图5是本实用新型的红外照明系统的远距离照明示意图，其为光学镜头长焦距 对应的小角度红外照明。
具体实施方式
参见图1是本实用新型所提供的内置可变角度红外照明系统的智能型高速球的 结构示意图，包括安装架1、上罩组件2、固定在上罩组件的云台组件3、固定在云台组件3上 的机芯组件4以及下罩5。所述的上罩组件2包括外罩21、内罩22以及电源翻板23。所述 的云台组件3包括旋转盘31、水平转动机构32、垂直转动机构33、和高速球主程序电路板 34。所述的机芯组件4包括光学镜头41和可变角度红外照明系统42。上罩组件2通过安装架1使整个高速球固定在安装位置上。云台组件3通过旋转 盘31固连在上罩组件2的电源翻板23下方。水平转动机构32连接旋转盘31并在其下方 进行转动，垂直转动机构33固连在水平转动机构32下方，并与机芯组件4固连在一起。旋 转盘31配合水平转动机构32的步进电机和传动皮带可带动机芯组件4在水平面上相对于 上罩组件2做圆周运动，角度范围是顺时针或逆时针360度。垂直转动机构33通过步进电 机和传动皮带带动机芯组件4在垂直于机芯组件4圆周运动所在水平面的平面内做90度 范围的转动，由于垂直转动机构33是固连在水平转动机构32上，所以配合水平转动即为正 负90度的转动范围，这样就可以实现机芯组件4在下方整个半球的范围内左右上下转动。高速球主程序电路板34固定在水平转动机构32下方，接收来自外部控制设备通 过电源翻板13传输过来信号，并发出指令控制实现高速球机芯组件4的上下左右转动以及 焦距和红外光照明角度的变化。并且接收来自机芯组件4的图像信号进行处理并传输到外 部显示设备。光学镜头41两侧分别固连一个可变角度红外照明系统42，作为一个可转动的 整体机芯组件4固连在垂直转动机构33上。下罩5通过与外罩21配合密封。参见图2可变角度红外照明系统42包括红外光源421、步进电机422、聚光镜组 423、带螺旋槽的主筒424以及散热体425。在夜间监控模式下，当我们需要改变监控的视场 或距离时，通过外部控制设备例如控制器或DVR将信号传输至高速球主程序电路板34的芯 片，芯片进行信号处理，发出指令使光学镜头41的焦距改变，光学镜头41接收到信号的同 时也发出一个驱动步进电机422的信号，使聚光镜组423在主筒螺旋槽424上移动，从而改 变可变角度红外照明系统42的照明角度，达到红外照明与光学镜头41连续可调焦距的实 时跟进和最佳成像效果的目的。散热体425安装在红外光源421后部进行散热，有效的降 低照明系统的温度。本实用新型所提供的内置可变角度红外照明系统的智能型高速球实现了红外照 明与高速球连续可调焦距的实时跟进和最佳成像效果。可变角度红外照明组件相对于一 般高速球的多红外照明组件减少了红外灯的使用数量，减少了功耗值、成本和体积，节能环 保。
权利要求一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，包括安装架、上罩组件、云台组件、机芯组件以及下罩，其特征在于机芯组件包括光学镜头和可变角度红外照明系统，在夜间监控模式下，外部控制设备根据被监控对象变化情况将控制指令发至高速球主程序电路板的芯片上，芯片对指令处理后发出信号使光学镜头的焦距改变，光学镜头同时也发出信号改变红外光照明的角度，使红外光按光学镜头焦距要求同步地照明被监控对象。
2.根据权利要求1所述的一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，其特征在 于可变焦距红外一体机机芯组件中的光学镜头两侧分别固连一个可变角度红外照明系统， 作为一个整体同步转动。
3.根据权利要求1所述的一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，其特征 在于可变角度红外照明系统包括红外光源、步进电机、聚光镜组、带螺旋槽的主筒以及散热 体，在夜间监控模式下，可变角度红外照明系统的步进电机受到驱动信号后，即驱动聚光镜 组在主筒螺旋槽上转动的同时产生轴向移动，改变其与红外光源的距离，以改变红外光照 明的角度。
4.根据权利要求3所述的一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，其特征在 于聚光镜组是一个由光学镜片组成可螺旋转动的聚光镜头，连续改变红外光源与聚光镜组 的距离实现出射光线角度的连续变化。
5.根据权利要求3所述的一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，其特征在 于散热体安装在红外光源后部进行散热。
专利摘要一种内置可变角度红外照明系统的智能型高速球，属于光机电一体化领域，涉及一种用于安防监控领域的红外智能型高速球。内置的可变角度红外照明系统是一个与高速球连续可调焦距同步的光源组件，通过改变红外光源与聚光镜组的距离实现红外光照明角度的变化，实现了红外照明与高速球连续可调焦距的实时跟进和最佳成像效果，本实用新型减少了昼夜两用智能型高速球红外灯的使用数量，降低了功耗值、成本和体积，节能环保。
文档编号G03B15/05GK201667701SQ20102013909
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者郑志明, 陈俊杰, 陈金发 申请人:福州开发区鸿发光电子技术有限公司