专利名称：一种变焦红外照明装置及其红外摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及监控摄像机技术领域，具体而言，涉及ー种变焦红外照明装置及其红外摄像机。
背景技术：
目前，在监控摄像机领域中，红外摄像机已广泛应用于夜视监控。通常，红外摄像机都带有红外照明装置，而在实际应用当中，其红外照明装置使用的红外光源通常采用红外LED灯，例如，现有的红外照明装置通常采用以下两种实现方式第一种方式，红外照明装置采用多组红外灯。每组红外灯前面加不同角度的透镜，每组红外灯的红外光线的出光角度都是固定不变的。夜视监控时，根据摄像机的变焦角度范围要求，点亮相应处于角度的红外灯组。一般情况下，该类红外照明装置包括有3到5组·的红外灯，而每组红外灯都有两颗或三颗红外LED灯。这样ー来，整个红外照明装置包括的红外LED灯的总数量就可能达到10颗甚至更多，而在实际应用当中，每颗红外LED灯的功率在3W左右，导致整个红外照明装置的功率就达30W左右，以致其功耗很大，在运行过程中产生的热量也很高，一定程度上造成了电能的浪费以及产品寿命的缩短。除此之外，此类产品的体积也较为庞大，导致整机成本较高。第二种方式，红外照明装置采用可变焦的红外照明装置。其一般是在ー个或多个红外LED灯前加上ー组光学透镜组，通过移动光学透镜组以改变光学透镜所处的位置，实现红外LED灯发射的红外光线的出光角度的调节，与此同时，通过软件控制使得红外照明装置的变焦与摄像机的光学变焦实现同歩。通常，这种可变焦的红外照明装置在机构实现上通常采用螺旋传动结构，类似传统的光学变焦镜头，其设有齿轮筒、导向筒和固定筒，其中，所述齿轮筒外圆设有齿轮、内圆设有直线槽，所述导向筒上设有螺旋槽，所述固定筒上设有凸台，光学透镜组装设在固定筒上，固定筒的凸台同时与导向筒的螺旋槽和齿轮筒的直线槽相配合。在采用该螺旋传动结构实现红外照明装置的红外出射光变焦时，导向筒固定不动，步进电机通过齿轮传动使齿轮筒旋转，相应地，固定筒则发生前后移动，从而使光学透镜组沿光轴旋转移动，实现红外光线的出光角度的改变。虽然，这种螺旋传动机构满足了红外照明装置红外出射光的变焦需求，但由于目前红外LED灯功率通常只有3W，且其中有IW在发热，只有2W在发光，单颗红外LED灯的亮度无法满足100米甚至更远的夜视监控要求。在此情形下，如果将单颗红外LED灯的功率提高到6W，则会导致灯过热使得其寿命严重缩短。这也是为什么目前市场上未见大功率的红外LED灯的原因。另外，也有厂家将两颗甚至多颗红外LED灯芯片封装到一起以满足相应需求，但这样简单叠加的红外LED灯的光源不属点光源，以致在摄像机成像过程中会出现局部明显偏暗、亮度不均匀现象。除此之外，如果使用两组螺旋筒结构分别实现两组均采用单个红外LED灯加光学透镜组组合的出射光变焦，一定程度上会解决上述在摄像机成像过程中会出现局部明显偏暗、亮度不均匀现象，然而通常螺旋筒的外径比光学透镜组的外径大16至20mm左右，其会导致产品体积过大。又因红外LED灯附近温度可达80度甚至更高，所述螺旋筒需要采用金属材料以防高温变形，加之螺旋结构エ艺复杂，成本较高，因此若是采用上述螺旋筒结构，无疑成本大大增加。因此，现有技术仍有待进ー步完善和发展。
实用新型内容为了解决现有的红外照明装置エ艺复杂、体积较大且成本较高的问题，本实用新型的目的在于提供ー种变焦红外照明装置及其红外摄像机。为了达到本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案实现ー种变焦红外照明装置，其包括基板、设置于基板之上的一个或多个红外LED灯、 与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。ー种优选实施方式下，所述光学透镜组均固定设置于镜片移动板之上，所述直线传动部件的一端与所述镜片移动板连接。ー种更为优选的实施方式下，所述直线传动部件为直线齿条部件，所述直线齿条部件的一端与所述镜片移动板连接固定，所述直线齿条部件的传动作用部分与电机的齿轮相配合。一种更为优选实施方式下，所述直线传动部件为直线丝杆部件，所述直线丝杆部件的一端通过设置于所述镜片移动板之上的螺纹孔与所述镜片移动板连接，所述直线丝杆部件的传动作用部分与电机的转动轴相配合。ー种优选实施方式下，所述变焦红外照明装置还包括设置于基板之上的位置感应元件，其用于检测光学透镜组的原点位置。ー种优选实施方式下，所述位置感应元件包括光耦元件以及光耦挡光片，所述光耦元件设置于基板之上，所述光耦挡光片设置于所述直线传动部件之上。ー种优选实施方式下，所述变焦红外照明装置还包括轴心方向与所述直线传动部件的运动方向一致的导向轴，所述导向轴的一端固定连接至所述镜片移动板，其轴身活动地与设置于所述基板之上的导向孔配合。ー种优选实施方式下，所述变焦红外照明装置还包括嵌套于所述导向孔之中的导向轴承，所述导向轴承的内壁与所述导向轴的轴身配合。ー种红外摄像机，其包括如上所述的变焦红外照明装置，其中，所述装置包括基板、设置于基板之上的一个或多个红外LED灯、与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。通过上述本实用新型的技术方案可以看出，采用本发明，能够满足红外摄像机在夜视监控条件下的远距离监控要求，并且避免了现有技术所存在的功率过大、寿命缩短、红外光照亮度不均匀，以及红外照明装置体积过大的弊端。
图I是本发明实施例提供的变焦红外照明装置装配结构示意图；图2是本发明实施例提供的变焦红外照明装置拆分结构示意图；图3是本发明一实施例提供的变焦红外照明装置的直线传动部件拆分结构示意图；图4是本发明另ー实施例提供的变焦红外照明装置的直线传动部件结构示意图。本实用新型目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进ー步的说明。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型所述技术方案作进ー步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型井能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。本实用新型提供了ー种变焦红外照明装置，其包括基板、设置于基板之上的ー个或多个红外LED灯、与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。其中，所述光学透镜组均固定设置于镜片移动板之上，所述直线传动部件的一端与所述镜片移动板连接。一种实施例中，所述直线传动部件为直线齿条部件，所述直线齿条部件的一端与所述镜片移动板连接固定，所述直线齿条部件的传动作用部分与电机的齿轮相配合。另ー种实施例中，所述直线传动部件为直线丝杆部件，所述直线丝杆部件的一端通过设置于所述镜片移动板之上的螺纹孔与所述镜片移动板连接，所述直线丝杆部件的传动作用部分与电机的转动轴相配合。基于上述两个不同的实施例，所述变焦红外照明装置还包括设置于基板之上的位置感应元件，其用于检测光学透镜组的原点位置，例如，所述位置感应元件包括光耦元件以及光耦挡光片，所述光耦元件设置于基板之上，所述光耦挡光片设置于所述直线传动部件之上。基于上述两个不同的实施例，所述变焦红外照明装置还包括轴心方向与所述直线传动部件的运动方向一致的导向轴，所述导向轴的一端固定连接至所述镜片移动板，其轴身活动地与设置于所述基板之上的导向孔配合。更为优选地，所述变焦红外照明装置还包括嵌套于所述导向孔之中的导向轴承，所述导向轴承的内壁与所述导向轴的轴身配合。如图I、图2和图3所示，本实用新型实施例提供的ー种变焦红外照明装置，包括基板9、红外LED灯10、光学透镜组28 (小透镜12、中透镜19、大透镜21)、电机I、直线传动齿条14、导向轴16、光耦元件7，除此之外，还包括有基座5、红外灯定位柱11、镜片移动板17、定位轴3、滚轮4、镜筒18、间隔环20、镜筒盖22、镜片压盖13、电机固定板2、光耦挡光片15和直线导向轴承6，在该实施例当中，所述直线传动齿条14的传动作用部分为设置于其上的用于与电机配合的齿状结构。红外LED灯10可以是ー颗、两颗或多颗，其焊接到基板9上(例如所述基板为铝质基板)，将红外灯定位柱11套到红外LED灯10上，装上小透镜12，盖上镜片压盖13，然后用螺钉或其它方式固定，盖上镜片压盖13，并将其连接到基座5上。红外LED灯10与红外LED灯10之间的中心距离由大透镜21的外径D决定，一般取(D+8)mm，而大透镜21的外径D由具体光学设计给定，本文对此不作细述。基板9上设有光耦元件7和插座8。继续參照图3，电机I上设有齿轮23，电机固定板2上设有两通孔29。滚轮4设凹 型槽30，槽的宽度比齿条的宽度大Imm左右。将定位轴3穿过电机固定板2的通孔29和滚轮4，然后用开ロ挡圈或其它方式固定。将电机I固定到电机固定板2上，再将电机固定板2安装到基座5上，同时，将两直线导向轴承6安装到基座5上，由此形成固定部件24。參见图3，间隔环20的高度由光学设计给定，本文对此不作细述。镜筒8上设有台阶23，将中透镜19装入镜筒8到台阶23的位置，然后将间隔环20装入，再装入大透镜21，最后拧上镜筒盖22，由此形成光学透镜组28。其中，光学透镜组28的数量与红外LED灯10的数量一致。所述镜片移动板17上设有孔26，孔26的数量与光学透镜组28的数量一致；所述镜片移动板17还设有槽27。将光学透镜组28分别装入孔26上，用螺钉或其它方式紧固。所述直线传动齿条14上设有一定数量的齿，一般直线运动行程在20mm左右，模数为O. 5mm,宽度8mm，厚度4mm，直线传动齿条14的材料可用铝合金或铜或其它材料。用螺钉或其它方式将直线传动齿条14固定到所述镜片移动板17上的槽27之上，并在直线传动齿条14的末端装上光耦挡光片15，然后将两根导向轴16固定到所述镜片移动板17上，由此形成一整体的可移动部件25。进ー步地，将可移动部件25的两导向轴16插入两直线导向轴承6之中，便组成了所述变焦红外照明装置。用电缆线通过插座8控制红外LED灯10开关。同时控制电机I的正反转，以带动直线传动齿条14，以使可移动部件25整体上做直线往复运动，当光耦挡光片15移动到光耦元件7的感应位置吋，便找出了电机I转动的原点，也就是光学透镜组28的原点位置。通过可移动部件25的往复直线运动，从而实现光学透镜组28与小透镜12之间的距离发生改变，不同的距离对应不同的红外出光角度，目前一般是4度到60度，由此完成红外照明的变焦过程。在本实施例中，还可通过单片机控制该变焦红外照明装置与摄像机联动，实现摄像机的变焦与变焦红外照明装置的变焦同歩。在另ー实施例中，将直线传动齿条14换成直线传动丝杆31，參考图4，直线传动丝杆31直接连接到电机I的转动轴上，所述镜片移动板17上的槽27制成与丝杆相配合的螺纹孔，电机I固定在基座5上，在该实施例当中，所述支线传动齿条14的传动作用部分为设置于其上的用于与电机的转动轴固定连接的固定连接部件(图中未示出)，在具体实施中，所述固定连接部件可与所述支线传动齿条14 一体形成，也可以与其独立设置。在应用吋，电机I的转动轴旋转带动直线传动丝杆31旋转，使可移动部件25整体上实现往复直线运动。同样地，还可通过单片机控制该变焦红外照明装置与摄像机联动，实现摄像机的变焦与红外照明装置的变焦同歩。[0044]本实用新型实施例提供的变焦红外照明装置，可实现多组红外LED灯同时变焦，且红外LED灯两两之间的距离仅比透镜外径大10mm。同时避开了现有的螺旋筒结构加工エ艺复杂的缺陷。由此避免了现有红外摄像机的红外照明装置功率过大、寿命缩短、亮度不均匀、体积过大、或成本过高的问题。相应地，本发明实施例还提供了ー种红外摄像机，其包括如上所述的变焦红外照明装置，其中，所述装置包括基板、设置于基板之上的一个或多个红外LED灯、与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。对于所述变焦红外照明装置的详细介绍可參见上文所述，这里不再对其重复赘述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.ー种变焦红外照明装置，其特征在于，包括基板、设置于基板之上的一个或多个红外LED灯、与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。
2.如权利要求I所述的变焦红外照明装置，其特征在于，所述光学透镜组均固定设置于镜片移动板之上，所述直线传动部件的一端与所述镜片移动板连接。
3.如权利要求2所述的变焦红外照明装置，其特征在于，所述直线传动部件为直线齿条部件，所述直线齿条部件的一端与所述镜片移动板连接固定，所述直线齿条部件的传动作用部分与电机的齿轮相配合。
4.如权利要求2所述的变焦红外照明装置，其特征在于，所述直线传动部件为直线丝杆部件，所述直线丝杆部件的一端通过设置于所述镜片移动板之上的螺纹孔与所述镜片移动板连接，所述直线丝杆部件的传动作用部分与电机的转动轴相配合。
5.如权利要求I所述的变焦红外照明装置，其特征在于，还包括设置于基板之上的位置感应元件，其用于检测光学透镜组的原点位置。
6.如权利要求5所述的变焦红外照明装置，其特征在于，所述位置感应元件包括光耦元件以及光耦挡光片，所述光耦元件设置于基板之上，所述光耦挡光片设置于所述直线传动部件之上。
7.如权利要求2所述的变焦红外照明装置，其特征在于，还包括轴心方向与所述直线传动部件的运动方向一致的导向轴，所述导向轴的一端固定连接至所述镜片移动板，其轴身活动地与设置于所述基板之上的导向孔配合。
8.如权利要求7所述的变焦红外照明装置，其特征在于，还包括嵌套于所述导向孔之中的导向轴承，所述导向轴承的内壁与所述导向轴的轴身配合。
9.ー种红外摄像机，其特征在于，其包括如权利要求1-8任ー权利要求所述的变焦红外照明装置。
专利摘要本实用新型公开了一种变焦红外照明装置及其红外摄像机。所述变焦红外照明装置包括基板、设置于基板之上的一个或多个红外LED灯、与所述红外LED灯一一对应的光学透镜组、直线传动部件，以及电机，所述红外LED灯的发光中心点在相应光学透镜组的光轴上，所述直线传动部件的一端与所述光学透镜组连接，所述直线传动部件的传动作用部分与电机相配合，以使得该直线传动部件在电机的作用下带动光学透镜组在光学透镜组的光轴方向上作直线往复运动。采用本实用新型，能够满足红外摄像机在夜视监控条件下的远距离监控要求，并且避免了现有技术所存在的功率过大、寿命缩短、红外光照亮度不均匀，以及红外照明装置体积过大的弊端。
文档编号F21V14/06GK202661764SQ201220227059
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者王成武, 丁升良 申请人:深圳中兴力维技术有限公司