专利名称：滤光镜切换控制装置的制作方法
技术领域：
本发明技术领域是摄影、摄像领域，通过对滤光镜的控制，可以让摄像机或照相机 具有更强的环境适应性，捕获到更好质量的图片或图像，具体涉及对摄像或照相机镜头加 装滤光镜片控制装置。
背景技术：
目前，在摄影或摄像领域，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，安装适当的滤光镜以得到想要的拍摄效果。对于一些专用的摄影或摄像设备，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，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，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装置，可 以在需要的时候，由人远程操作或由控制设备自动发出指令进行滤光镜切换，以保证摄影 或摄像设备在全天候的各种光线条件下均能捕获到高清晰图像。
发明内容
为了解决滤光镜切换的问题，本发明设计了一套滤光镜切换控制装置。该装置安 装在照相或摄像机镜头前，改变控制线电平状态或通过串口向控制电路发送控制命令，即 可达到切换滤光镜的目的。本发明的滤光镜切换控制装置，包括摄影或摄像设备、支架、驱动电路、步进电机、 摆臂、摆臂轴、滤光镜。滤光镜切换控制装置的连接关系是摄影或摄像设备的控制输出端 与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与步进电机的输入端连接，步进电机的底座 与支架固定连接，步进电机的中心转轴与摆臂啮合转动连接，步进电机的中心转轴齿轮带 动摆臂转动，摆臂的另一端安装滤光镜。控制装置构成设计了一个由步进电机带动的摆臂，摆臂上一端安装滤光镜，另一 端为与步进电机驱动轴连接的齿轮。步进电机由驱动电路驱动，驱动电路可接受两种控制 方式高/低电平控制和串行通信口命令控制。当驱动电路控制线接收到不同的电平或不 同的控制命令的时候，步进电机运转，继而带动摆臂转动，摆臂带动滤光镜转动到与摄影或 摄像设备镜头对应的位置，从而达到切换滤光镜的目的。控制原理是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
3臂停在特定的位置，驱动电路记忆住新的控制线状态。驱动电路接收控制机的控制命令，将控制命令转换成电机驱动信号，完成对摆臂 状态一即滤光镜状态一的控制。驱动电路可接收的控制命令有两种方式方式一电平 信号，采用ι路--即对应两种滤光镜状态；也可多路---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 ；方式二 串口命令字节控制，最大可允许256种滤光 镜状态。滤光镜切换控制装置的256种滤光镜，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。或是多于一种滤光镜的组合使用。摄影或摄像设备是指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。一般为由照相或摄像机本身或由其驱动的专用控制电路，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高电平/低电平状态，或 是从串行通信口发送控制命令。滤光镜切换控制装置就是用于执行这一控制指令，实现滤光镜切换动作的一种控 制装置。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摄影或摄像设 备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.滤光镜切换控制装置构成示意图。图中滤光镜1、摆臂2、摆臂轴3、电机固定螺钉4、支架5、步进电机6、电源线7、 驱动电路8、电机驱动电缆9、控制线10、摄影或摄像设备11。图2.滤光镜的两种切换状态。图中说明采用单控制线控制时，滤光镜的两种切换状态，状态一使用状态；状 态二 非使用状态。图3.控制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一中，将具体说明在智能交通抓拍中，应用滤光镜切换控制装置的实 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1，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1之后，由于偏振镜1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1从镜头前移开。应用滤光镜切换控制装置，包括偏振镜1、摆臂2、摆臂轴3、电机固定螺钉4、支架 5、步进电机6、电源线7、驱动电路8、电机驱动电缆9、控制线10、摄影或摄像设备11等部分构成。滤光镜切换控制装置自动切换的具体步骤如下自动切换偏振镜1放下，遮挡镜头步骤a)控制装置接通电源；b)驱动电路8检查控制线电平状态；c)当驱动电路8检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；d)当驱动电路8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V6正转到设定角度；g)摆臂2上的偏振镜1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1升起，将遮挡镜头的偏振镜1移开步骤1)控制装置接通电源； 2)驱动电路8检查控制线电平状态；3)当驱动电路8检查控制线电平状态未改变，则返回步骤2 ；4)驱动电路8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6反转到设定角度；7)摆臂2上的偏振镜1升起，将遮挡镜头的偏振镜1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代表环境光照度设定值，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，G2代表环境光照 度设定值，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1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1的抓拍系统。环境较亮时，相机输出低电平，偏振镜1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，应用滤光镜切换控制装置的实例，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。在使用2根控制线的情况下，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8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6转动到设定的角度，带动摆臂2将对应的滤光镜1转动到镜头前，即可达到切 换滤光镜1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，应用滤光镜切换控制装置的实例，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8接收到的命令即表示将对应的滤光镜1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8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6转动到设定的角 度，带动摆臂2将对应的滤光镜1转动到镜头前，即可达到切换滤光镜1的目的。命令01 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
滤光镜切换控制装置，包括摄影或摄像设备，其特征是所述的滤光镜切换控制装置还包括驱动电路、步进电机、支架、摆臂轴、摆臂、滤光镜；滤光镜切换控制装置的连接关系是摄影或摄像设备控制线的控制输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与步进电机的输入端连接，步进电机的底座与支架固定连接，步进电机的中心转轴与摆臂啮合转动连接，步进电机的中心转轴齿轮啮合带动摆臂转动，摆臂的另一端安装滤光镜。
2.如权利要求1所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的滤光镜切换控制装置 的切换控制机械动作顺序是当驱动电路接收到两种控制方式控制命令之一的时候，步进电 机运转；所述的驱动电路可接受两种控制方式是高电平和低电平控制或是串行通信口命 令控制；当驱动电路控制线接收到控制命令的时候，步进电机运转，继而带动摆臂转动，摆 臂的另一端安装滤光镜，摆臂带动滤光镜转动到与摄影或摄像设备镜头对应设定的位置。
3.如权利要求2所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的当驱动电路控制线接 收到两种控制方式控制命令之一的时候，滤光镜切换控制装置的电路工作顺序是摄影或摄 像设备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。
4.如权利要求3所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的滤光镜切换控制装置 的驱动电路可接收的控制命令是电平信号，采用1路，对应两种滤光镜状态；状态一自 动切换滤光镜放下，遮挡镜头步骤；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3所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的滤光镜切换控制装置 的驱动电路可接收控制命令是是多路，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。
6.如权利要求5所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的滤光镜切换控制装置 的256种滤光镜，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。
7.如权利要求5所述的滤光镜切换控制装置，其特征是所述的滤光镜切换控制装置 的256种滤光镜，滤光镜是偏振镜、UV镜、灰度镜、天光镜、红外镜、彩色滤色镜中的多于一 种滤光镜的组合使用。
全文摘要
滤光镜切换控制装置，包括摄影或摄像设备、支架、驱动电路、步进电机、摆臂、摆臂轴、滤光镜。滤光镜切换控制装置的连接关系是摄影或摄像设备的控制输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与步进电机的输入端连接，步进电机的底座与支架固定连接，步进电机的中心转轴与摆臂啮合转动连接，步进电机的中心转轴齿轮带动摆臂转动，摆臂的另一端安装滤光镜；显著进步是可以在需要的时候由摄影或摄像设备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H02P8/20GK101963740SQ20101026034
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, 郑樯 申请人:云南金隆伟业电子有限公司