专利名称：滤光镜自动切换的方法
技术领域：
本发明方法涉及摄影、摄像领域，提高照相或摄像机在全天候各种光线条件下的 环境适应性，捕获到更好的图片效果，具体涉及用于实现由机器自动切换照相机滤光镜技 术。
背景技术：
目前，在照相、摄像领域，为了获得理想的拍摄效果，产生了各种各样的滤光镜，例 如偏振镜、灰度镜、滤色镜、UV镜等等。滤光镜的安装方式有永久式安装和可拆卸式安装 两种。对于永久式安装方式，设备用于特定的环境下，环境光线变化很小，一般情况下不需 要切换滤光镜；对于可拆卸式安装方式的应用，最常见的是用于随身携带的设备，需要的时 候，安装适当的滤光镜得到想要的拍摄效果。但对于一些专用的摄影/摄像设备，例如交通 道口专门用于拍摄清晰的车辆图像的设备，由于所处环境比较复杂，环境光线会随着时间 产生很大的变化，而且设备绝大多数情况下处于无人值守状态，想要利用某种滤光镜，却只 能在某种特定的环境条件下才能达到最理想效果，当环境光线变化之后，例如日夜变化、天 气变化，光线角度变化，滤光镜不但不能提高拍摄质量，反而会对拍摄质量产生不利影响。 因此迫切需要一种更加方便的切换滤光镜的方法，可以在需要的时候，由人远程操纵或由 控制设备根据环境光线变化发出指令由机器自动切换滤光镜。
发明内容
为了解决滤光镜自动切换控制的问题，以保证摄影或摄像设备在全天候光线条件 下均能捕获到高清晰图像，发明了滤光镜自动切换的方法。由包括摄影或摄像设备、驱动电 路、步进电机、安装支架、摆臂、摆臂轴、滤光镜等部分构成。滤光镜自动切换的方法的具体 步骤如下状态一自动切换滤光镜放下，遮挡镜头步骤，对应说明书附图31.控制装置接通电源；2.驱动电路检查控制线电平状态；3.当驱动电路检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；4.当驱动电路检查控制线电平状态改变；5.控制线电平状态是低电平；6.步进电机正转到设定角度；7.摆臂上的滤光镜放下，遮挡镜头；11保存当前状态，返回步骤2。状态二 自动切换滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开步骤，对应说明书附图31控制装置接通电源；2驱动电路检查控制线电平状态；3当驱动电路检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；
4驱动电路检查控制线电平状态改变；8.控制线电平状态是高电平；9.步进电机反转到设定角度；10.摆臂上的滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开11.保存当前状态，返回步骤2。控制装置，即设计一个摆臂，摆臂可绕转轴转动，其一端安装滤光镜，另一端为一 个齿条，齿条与步进电机转动轴上的齿轮啮合，步进电机由驱动电路驱动，驱动电路有两种 输入电平输入或是串行通信口输入；改变控制线电平状态高电平或低电平，或通过串口 向驱动电路发送控制命令给驱动电路，驱动电路进行解析后即发出电机驱动信号给步进电 机，驱动步进电机转动到设定角度，带动摆臂转动，摆臂上的滤光镜随即改变位置，实现机 器自动切换照相机滤光镜的目的。控制装置构成控制装置由驱动电路、步进电机、安装支架、摆臂、摆臂轴等部分构 成。控制原理控制线的高电平和低电平分别对应两种不同的滤光镜状态，驱动电路 随时检测控制线的状态，当控制线电平发生变化时，驱动电路根据原状态，给步进电机发出 正传或反转驱动信号，电机转动，齿轮带动摆臂齿条，摆臂转动，摆臂上的滤光镜状态随之 改变，当电机转动角度达到设定的角度时，驱动电路停止发送电机转动信号，电机停转，摆 臂停在特定的位置，驱动电路记忆住新的控制线状态。具体描述为状态一电机正转，带 动摆臂转动，将滤光镜降下，遮挡于照相机镜头前。状态二 电机反转，带动摆臂转动，将滤 光镜升起，滤光镜从照相机镜头前移开。驱动电路接收上位控制机的控制命令，将控制命令转换成电机驱动信号，完成对 摆臂状态的控制，摆臂上安装有滤光镜，也就实现对滤光镜位置的控制。驱动电路可接收的控制命令是多路一即对应多种滤光镜状态，每多一路控制信 号，对应的滤光镜状态数乘于2 ；串口命令字节控制，最大可允许256种滤光镜状态。所述的滤光镜是偏振镜、UV镜、灰度镜、天光镜、红外镜、彩色滤色镜中的一种。所述的上位机是指摄影或摄像设备，即发送控制信号或控制命令的控制设备，也 就是用于滤光镜切换控制装置的设备或人为操作发出控制命令。一般是照相或摄像机本身 或由其驱动的专用驱动电路，其作用是根据照相或摄像机提供的实时图像，判断现场光线 条件环境情况，以决定是否需要切换滤光镜，当需要切换滤光镜时，摄影或摄像设备发出控 制指令改变控制线电平状态或从串行通信口发送控制命令。本发明的滤光镜切换控制装置的显著进步是可以在需要的时候由上位机自动发 出指令进行滤光镜切换，解决了长期以来存在的摄影或摄像设备在无人值守状态，不能实 现滤光镜自动切换控制的问题，以保证摄影或摄像设备在全天候光线条件下均能捕获到高 清晰图像。
图1.滤光镜切换装置构成示意图。图中滤光镜I、摆臂II、摆臂轴III、电机固定螺钉IV、支架V、步进电机VI、电源 线VII、驱动电路VIII、电机驱动电缆IV、控制线X、摄影或摄像设备XI。
图2.滤光镜的两种切换状态。图中说明采用1路控制线时，滤光镜的两种切换状态状态一电机正转，带动摆 臂转动，将滤光镜降下，遮挡于照相机镜头前。状态二 电机反转，带动摆臂转动，将滤光镜 升起，滤光镜从照相机镜头前移开。图3.驱动电路工作流程示意图。
具体实施例方式实施例一在本实施例中，将具体说明在智能交通抓拍中，实现偏振镜I在线自动切换的应 用实例。在公路治安卡口抓拍应用中，为了能看清楚车辆前排的驾乘人员面部特征，需要在 镜头前加装偏振镜I，以减少挡风玻璃反光造成的驾乘人员面部特征不清楚现象，提高拍摄 的高清图像的可识别率。但在加装了偏振镜I之后，由于偏振镜I本身对光线有一定的反 射和吸收，会造成环境光线较暗的情况下(如夜间)，画面整体曝光不足，严重影响图像质 量，所以在环境光线较暗的时候，需要及时将偏振镜I从镜头前移开。采用本发明的滤光镜自动切换的方法，包括偏振镜I、摆臂II、摆臂轴III、电机固 定螺钉IV、支架V、步进电机VI、电源线VII、驱动电路VIII、电机驱动电缆IV、控制线X、摄 影或摄像设备XI等部分构成。滤光镜自动切换的方法的具体步骤如下自动切换偏振镜I放下，遮挡镜头步骤a)控制装置接通电源；b)驱动电路VI11检查控制线电平状态；c)当驱动电路VIII检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；d)当驱动电路VIII检查控制线电平状态改变；e)控制线电平状态是低电平；f)步进电机VI正转到设定角度；g)摆臂II上的偏振镜I放下，遮挡镜头；h)保存当前状态，返回步骤2。自动切换滤光镜I升起，将遮挡镜头的偏振镜I移开步骤1)控制装置接通电源；2)驱动电路VI11检查控制线电平状态；3)当驱动电路VIII检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；
4)驱动电路VI11检查控制线电平状态改变；5)控制线电平状态是高电平；6)步进电机VI反转到设定角度；7)摆臂II上的偏振镜I升起，将遮挡镜头的偏振镜I移开8)保存当前状态，返回步骤2。在本实施例一中，摄影或摄像设备XI为AG-200ICAD网警高清抓拍一体机(云南 金隆伟业电子有限公司设计制造)，其具有四路IO输出口，其中一路被用于输出环境光状 态，当环境光照度低于某值(Gl)时，Gl代表环境光照度值，该值依具体环境光线切换滤光 镜的设定，其输出电平为高；反之，当环境光照度高于某值(G2)时，其输出电平为低。滤光镜切换装置的控制线即连接到此输出口，该装置安装在AG-200ICAD网警高清抓拍一体机 一旁，滤光镜I刚好位于镜头前，从而形成一套可根据环境光变化自动切换偏振镜I的抓拍 系统。环境较亮时，相机输出低电平，偏振镜I降下，遮挡于镜头前，有效去除车辆挡风玻璃 的反光；环境光线较暗时，相机输出高电平，偏振镜I升起，从镜头前移开，增加曝光量，从 而兼顾了各种环境照度下的图像质量。实施例二在本实施例二中，采用本发明的滤光镜自动切换的方法，将具体说明在使用2根 控制线的情况下，实现3片滤光镜在线自动切换的应用实例。在2控制线的情况下，控制线 的状态共有四种状态1 (U)——线1高电平、线2高电平；状态2 (10)——线1高电平、线 2低电平；状态3(01)——线1低电平、线2高电平；状态4(00)——线1低电平、线2低电 平；状态1对应滤光镜1号，状态2对应滤光镜2号，状态3对应滤光镜3号，状态4对应无 滤光镜。当电机驱动电路VIII检测到控制线状态发生变化时，发出电机驱动信号，驱动步 进电机VI转动到设定的角度，带动摆臂II将对应的滤光镜I转动到镜头前，即可达到切换 滤光镜I的目的。状态1到4对应的具体滤光镜种类可根据实际需要进行选择。其它内容 同实施例一，不再赘述。实施例三在本实施例三中，采用本发明的滤光镜自动切换的方法，将具体说明在使用串行 通信口进行控制的情况下，实现多片滤光镜在线自动切换的应用实例。在使用串行通信口 进行控制的情况下，摄影或摄像设备XI发送给驱动电路的指令帧由多个字节数据组成，其 中一个字节作为命令字节，表示滤光镜的状态状态1——命令为01，对应第1号滤光镜；状 态2——命令字节为02，对应第2号滤光镜；……状态256——命令字节为256，对应第256 号滤光镜。电机驱动电路VIII接收到的命令即表示将对应的滤光镜I转动到镜头前，当前 一次命令与当前接收到的命令相同时，表示保持原状态不变，当电机驱动电路VIII接收到 命令与上一次收到的命令不一样时，发出电机驱动信号，驱动步进电机VI转动到设定的角 度，带动摆臂II将对应的滤光镜I转动到镜头前，即可达到切换滤光镜I的目的。命令1 到256对应的具体滤光镜种类可根据实际需要进行选择。其它内容同实施例一，不再赘述。
权利要求
滤光镜自动切换的方法，其特征是，由摄影或摄像设备、驱动电路、步进电机、安装支架、摆臂、摆臂轴、滤光镜构成，滤光镜自动切换的方法的具体步骤如下状态一自动切换滤光镜放下，遮挡镜头步骤，(1)控制装置接通电源；(2)驱动电路检查控制线电平状态；(3)当驱动电路检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2；(4)当驱动电路检查控制线电平状态改变；(5)控制线电平状态是低电平；(6)步进电机正转到设定角度；(7)摆臂上的滤光镜放下，遮挡镜头；(8)保存当前状态，返回步骤2；状态二自动切换滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开步骤，(1)控制装置接通电源；(2)驱动电路检查控制线电平状态；(3)当驱动电路检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2；(4)驱动电路检查控制线电平状态改变；(5)控制线电平状态是高电平；(6)步进电机反转到设定角度；(7)摆臂上的滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开(8)保存当前状态，返回步骤2。
2.如权利要求1所述的滤光镜自动切换的方法，其特征是，所述的驱动电路输入是 电平输入，改变控制线电平状态高电平或低电平，驱动电路进行解析后即发出电机驱动信 号给步进电机，驱动步进电机转动到设定角度，带动摆臂转动，摆臂上的滤光镜随即改变位 置，实现机器自动切换滤光镜。
3.如权利要求1所述的滤光镜自动切换的方法，其特征是，所述的驱动电路输入是通 过串口向驱动电路发送控制命令给驱动电路，驱动电路进行解析后即发出电机驱动信号给 步进电机，驱动步进电机转动到设定角度，带动摆臂转动，摆臂上的滤光镜随即改变位置， 实现机器自动切换滤光镜。
4.如权利要求1所述的滤光镜自动切换的方法，其特征是，所述的驱动电路可接收的 控制命令是电平信号，最少采用1路一即对应两种滤光镜状态，状态一自动切换滤光镜 放下，遮挡镜头；状态二自动切换滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开。
5.如权利要求1所述的滤光镜自动切换的方法，其特征是，所述的驱动电路可接收的 控制命令是多路一即对应多种滤光镜状态，每多一路控制信号，对应的滤光镜状态数乘 于2 ；串口命令字节控制，最大可允许256种滤光镜状态。
6.如权利要求1所述的滤光镜自动切换的方法，其特征是，所述的滤光镜是偏振镜、UV 镜、灰度镜、天光镜、红外镜、彩色滤色镜中的一种。
全文摘要
滤光镜自动切换的方法，包括摄影或摄像设备、驱动电路、步进电机、安装支架、摆臂、摆臂轴、滤光镜等部分构成。滤光镜自动切换的方法的具体步骤如下状态一自动切换滤光镜放下，遮挡镜头；状态二自动切换滤光镜升起，将遮挡镜头的滤光镜移开；由上位机自动发出指令进行滤光镜切换，解决了长期以来存在的摄影或摄像设备在无人值守状态，不能实现滤光镜自动切换控制的问题，以保证摄影或摄像设备在全天候光线条件下均能捕获到高清晰图像。
文档编号H02P8/20GK101963739SQ20101026033
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者卿跃, 王 华 申请人:云南金隆伟业电子有限公司