專利名稱：一種變焦紅外照明裝置及其紅外攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及監控攝像機技術領域，具體而言，涉及ー種變焦紅外照明裝置及其紅外攝像機。
背景技術：
目前，在監控攝像機領域中，紅外攝像機已廣泛應用于夜視監控。通常，紅外攝像機都帶有紅外照明裝置，而在實際應用當中，其紅外照明裝置使用的紅外光源通常采用紅外LED燈，例如，現有的紅外照明裝置通常采用以下兩種實現方式第一種方式，紅外照明裝置采用多組紅外燈。每組紅外燈前面加不同角度的透鏡，每組紅外燈的紅外光線的出光角度都是固定不變的。夜視監控時，根據攝像機的變焦角度范圍要求，點亮相應處于角度的紅外燈組。一般情況下，該類紅外照明裝置包括有3到5組·的紅外燈，而每組紅外燈都有兩顆或三顆紅外LED燈。這樣ー來，整個紅外照明裝置包括的紅外LED燈的總數量就可能達到10顆甚至更多，而在實際應用當中，每顆紅外LED燈的功率在3W左右，導致整個紅外照明裝置的功率就達30W左右，以致其功耗很大，在運行過程中產生的熱量也很高，一定程度上造成了電能的浪費以及產品壽命的縮短。除此之外，此類產品的體積也較為龐大，導致整機成本較高。第二種方式，紅外照明裝置采用可變焦的紅外照明裝置。其一般是在ー個或多個紅外LED燈前加上ー組光學透鏡組，通過移動光學透鏡組以改變光學透鏡所處的位置，實現紅外LED燈發射的紅外光線的出光角度的調節，與此同時，通過軟件控制使得紅外照明裝置的變焦與攝像機的光學變焦實現同歩。通常，這種可變焦的紅外照明裝置在機構實現上通常采用螺旋傳動結構，類似傳統的光學變焦鏡頭，其設有齒輪筒、導向筒和固定筒，其中，所述齒輪筒外圓設有齒輪、內圓設有直線槽，所述導向筒上設有螺旋槽，所述固定筒上設有凸臺，光學透鏡組裝設在固定筒上，固定筒的凸臺同時與導向筒的螺旋槽和齒輪筒的直線槽相配合。在采用該螺旋傳動結構實現紅外照明裝置的紅外出射光變焦時，導向筒固定不動，步進電機通過齒輪傳動使齒輪筒旋轉，相應地，固定筒則發生前后移動，從而使光學透鏡組沿光軸旋轉移動，實現紅外光線的出光角度的改變。雖然，這種螺旋傳動機構滿足了紅外照明裝置紅外出射光的變焦需求，但由于目前紅外LED燈功率通常只有3W，且其中有IW在發熱，只有2W在發光，單顆紅外LED燈的亮度無法滿足100米甚至更遠的夜視監控要求。在此情形下，如果將單顆紅外LED燈的功率提高到6W，則會導致燈過熱使得其壽命嚴重縮短。這也是為什么目前市場上未見大功率的紅外LED燈的原因。另外，也有廠家將兩顆甚至多顆紅外LED燈芯片封裝到一起以滿足相應需求，但這樣簡單疊加的紅外LED燈的光源不屬點光源，以致在攝像機成像過程中會出現局部明顯偏暗、亮度不均勻現象。除此之外，如果使用兩組螺旋筒結構分別實現兩組均采用單個紅外LED燈加光學透鏡組組合的出射光變焦，一定程度上會解決上述在攝像機成像過程中會出現局部明顯偏暗、亮度不均勻現象，然而通常螺旋筒的外徑比光學透鏡組的外徑大16至20mm左右，其會導致產品體積過大。又因紅外LED燈附近溫度可達80度甚至更高，所述螺旋筒需要采用金屬材料以防高溫變形，加之螺旋結構エ藝復雜，成本較高，因此若是采用上述螺旋筒結構，無疑成本大大增加。因此，現有技術仍有待進ー步完善和發展。

實用新型內容為了解決現有的紅外照明裝置エ藝復雜、體積較大且成本較高的問題，本實用新型的目的在于提供ー種變焦紅外照明裝置及其紅外攝像機。為了達到本實用新型的目的，本實用新型采用以下技術方案實現ー種變焦紅外照明裝置，其包括基板、設置于基板之上的一個或多個紅外LED燈、 與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。ー種優選實施方式下，所述光學透鏡組均固定設置于鏡片移動板之上，所述直線傳動部件的一端與所述鏡片移動板連接。ー種更為優選的實施方式下，所述直線傳動部件為直線齒條部件，所述直線齒條部件的一端與所述鏡片移動板連接固定，所述直線齒條部件的傳動作用部分與電機的齒輪相配合。一種更為優選實施方式下，所述直線傳動部件為直線絲桿部件，所述直線絲桿部件的一端通過設置于所述鏡片移動板之上的螺紋孔與所述鏡片移動板連接，所述直線絲桿部件的傳動作用部分與電機的轉動軸相配合。ー種優選實施方式下，所述變焦紅外照明裝置還包括設置于基板之上的位置感應元件，其用于檢測光學透鏡組的原點位置。ー種優選實施方式下，所述位置感應元件包括光耦元件以及光耦擋光片，所述光耦元件設置于基板之上，所述光耦擋光片設置于所述直線傳動部件之上。ー種優選實施方式下，所述變焦紅外照明裝置還包括軸心方向與所述直線傳動部件的運動方向一致的導向軸，所述導向軸的一端固定連接至所述鏡片移動板，其軸身活動地與設置于所述基板之上的導向孔配合。ー種優選實施方式下，所述變焦紅外照明裝置還包括嵌套于所述導向孔之中的導向軸承，所述導向軸承的內壁與所述導向軸的軸身配合。ー種紅外攝像機，其包括如上所述的變焦紅外照明裝置，其中，所述裝置包括基板、設置于基板之上的一個或多個紅外LED燈、與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。通過上述本實用新型的技術方案可以看出，采用本發明，能夠滿足紅外攝像機在夜視監控條件下的遠距離監控要求，并且避免了現有技術所存在的功率過大、壽命縮短、紅外光照亮度不均勻，以及紅外照明裝置體積過大的弊端。

圖I是本發明實施例提供的變焦紅外照明裝置裝配結構示意圖；圖2是本發明實施例提供的變焦紅外照明裝置拆分結構示意圖；圖3是本發明一實施例提供的變焦紅外照明裝置的直線傳動部件拆分結構示意圖；圖4是本發明另ー實施例提供的變焦紅外照明裝置的直線傳動部件結構示意圖。本實用新型目的的實現、功能特點及優異效果，下面將結合具體實施例以及附圖做進ー步的說明。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型所述技術方案作進ー步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型井能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。本實用新型提供了ー種變焦紅外照明裝置，其包括基板、設置于基板之上的ー個或多個紅外LED燈、與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。其中，所述光學透鏡組均固定設置于鏡片移動板之上，所述直線傳動部件的一端與所述鏡片移動板連接。一種實施例中，所述直線傳動部件為直線齒條部件，所述直線齒條部件的一端與所述鏡片移動板連接固定，所述直線齒條部件的傳動作用部分與電機的齒輪相配合。另ー種實施例中，所述直線傳動部件為直線絲桿部件，所述直線絲桿部件的一端通過設置于所述鏡片移動板之上的螺紋孔與所述鏡片移動板連接，所述直線絲桿部件的傳動作用部分與電機的轉動軸相配合。基于上述兩個不同的實施例，所述變焦紅外照明裝置還包括設置于基板之上的位置感應元件，其用于檢測光學透鏡組的原點位置，例如，所述位置感應元件包括光耦元件以及光耦擋光片，所述光耦元件設置于基板之上，所述光耦擋光片設置于所述直線傳動部件之上。基于上述兩個不同的實施例，所述變焦紅外照明裝置還包括軸心方向與所述直線傳動部件的運動方向一致的導向軸，所述導向軸的一端固定連接至所述鏡片移動板，其軸身活動地與設置于所述基板之上的導向孔配合。更為優選地，所述變焦紅外照明裝置還包括嵌套于所述導向孔之中的導向軸承，所述導向軸承的內壁與所述導向軸的軸身配合。如圖I、圖2和圖3所示，本實用新型實施例提供的ー種變焦紅外照明裝置，包括基板9、紅外LED燈10、光學透鏡組28 (小透鏡12、中透鏡19、大透鏡21)、電機I、直線傳動齒條14、導向軸16、光耦元件7，除此之外，還包括有基座5、紅外燈定位柱11、鏡片移動板17、定位軸3、滾輪4、鏡筒18、間隔環20、鏡筒蓋22、鏡片壓蓋13、電機固定板2、光耦擋光片15和直線導向軸承6，在該實施例當中，所述直線傳動齒條14的傳動作用部分為設置于其上的用于與電機配合的齒狀結構。紅外LED燈10可以是ー顆、兩顆或多顆，其焊接到基板9上(例如所述基板為鋁質基板)，將紅外燈定位柱11套到紅外LED燈10上，裝上小透鏡12，蓋上鏡片壓蓋13，然后用螺釘或其它方式固定，蓋上鏡片壓蓋13，并將其連接到基座5上。紅外LED燈10與紅外LED燈10之間的中心距離由大透鏡21的外徑D決定，一般取(D+8)mm，而大透鏡21的外徑D由具體光學設計給定，本文對此不作細述。基板9上設有光耦元件7和插座8。繼續參照圖3，電機I上設有齒輪23，電機固定板2上設有兩通孔29。滾輪4設凹 型槽30，槽的寬度比齒條的寬度大Imm左右。將定位軸3穿過電機固定板2的通孔29和滾輪4，然后用開ロ擋圈或其它方式固定。將電機I固定到電機固定板2上，再將電機固定板2安裝到基座5上，同時，將兩直線導向軸承6安裝到基座5上，由此形成固定部件24。參見圖3，間隔環20的高度由光學設計給定，本文對此不作細述。鏡筒8上設有臺階23，將中透鏡19裝入鏡筒8到臺階23的位置，然后將間隔環20裝入，再裝入大透鏡21，最后擰上鏡筒蓋22，由此形成光學透鏡組28。其中，光學透鏡組28的數量與紅外LED燈10的數量一致。所述鏡片移動板17上設有孔26，孔26的數量與光學透鏡組28的數量一致；所述鏡片移動板17還設有槽27。將光學透鏡組28分別裝入孔26上，用螺釘或其它方式緊固。所述直線傳動齒條14上設有一定數量的齒，一般直線運動行程在20mm左右，模數為O. 5mm,寬度8mm，厚度4mm，直線傳動齒條14的材料可用鋁合金或銅或其它材料。用螺釘或其它方式將直線傳動齒條14固定到所述鏡片移動板17上的槽27之上，并在直線傳動齒條14的末端裝上光耦擋光片15，然后將兩根導向軸16固定到所述鏡片移動板17上，由此形成一整體的可移動部件25。進ー步地，將可移動部件25的兩導向軸16插入兩直線導向軸承6之中，便組成了所述變焦紅外照明裝置。用電纜線通過插座8控制紅外LED燈10開關。同時控制電機I的正反轉，以帶動直線傳動齒條14，以使可移動部件25整體上做直線往復運動，當光耦擋光片15移動到光耦元件7的感應位置吋，便找出了電機I轉動的原點，也就是光學透鏡組28的原點位置。通過可移動部件25的往復直線運動，從而實現光學透鏡組28與小透鏡12之間的距離發生改變，不同的距離對應不同的紅外出光角度，目前一般是4度到60度，由此完成紅外照明的變焦過程。在本實施例中，還可通過單片機控制該變焦紅外照明裝置與攝像機聯動，實現攝像機的變焦與變焦紅外照明裝置的變焦同歩。在另ー實施例中，將直線傳動齒條14換成直線傳動絲桿31，參考圖4，直線傳動絲桿31直接連接到電機I的轉動軸上，所述鏡片移動板17上的槽27制成與絲桿相配合的螺紋孔，電機I固定在基座5上，在該實施例當中，所述支線傳動齒條14的傳動作用部分為設置于其上的用于與電機的轉動軸固定連接的固定連接部件(圖中未示出)，在具體實施中，所述固定連接部件可與所述支線傳動齒條14 一體形成，也可以與其獨立設置。在應用吋，電機I的轉動軸旋轉帶動直線傳動絲桿31旋轉，使可移動部件25整體上實現往復直線運動。同樣地，還可通過單片機控制該變焦紅外照明裝置與攝像機聯動，實現攝像機的變焦與紅外照明裝置的變焦同歩。[0044]本實用新型實施例提供的變焦紅外照明裝置，可實現多組紅外LED燈同時變焦，且紅外LED燈兩兩之間的距離僅比透鏡外徑大10mm。同時避開了現有的螺旋筒結構加工エ藝復雜的缺陷。由此避免了現有紅外攝像機的紅外照明裝置功率過大、壽命縮短、亮度不均勻、體積過大、或成本過高的問題。相應地，本發明實施例還提供了ー種紅外攝像機，其包括如上所述的變焦紅外照明裝置，其中，所述裝置包括基板、設置于基板之上的一個或多個紅外LED燈、與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。對于所述變焦紅外照明裝置的詳細介紹可參見上文所述，這里不再對其重復贅述。以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.ー種變焦紅外照明裝置，其特征在于，包括基板、設置于基板之上的一個或多個紅外LED燈、與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。
2.如權利要求I所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，所述光學透鏡組均固定設置于鏡片移動板之上，所述直線傳動部件的一端與所述鏡片移動板連接。
3.如權利要求2所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，所述直線傳動部件為直線齒條部件，所述直線齒條部件的一端與所述鏡片移動板連接固定，所述直線齒條部件的傳動作用部分與電機的齒輪相配合。
4.如權利要求2所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，所述直線傳動部件為直線絲桿部件，所述直線絲桿部件的一端通過設置于所述鏡片移動板之上的螺紋孔與所述鏡片移動板連接，所述直線絲桿部件的傳動作用部分與電機的轉動軸相配合。
5.如權利要求I所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，還包括設置于基板之上的位置感應元件，其用于檢測光學透鏡組的原點位置。
6.如權利要求5所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，所述位置感應元件包括光耦元件以及光耦擋光片，所述光耦元件設置于基板之上，所述光耦擋光片設置于所述直線傳動部件之上。
7.如權利要求2所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，還包括軸心方向與所述直線傳動部件的運動方向一致的導向軸，所述導向軸的一端固定連接至所述鏡片移動板，其軸身活動地與設置于所述基板之上的導向孔配合。
8.如權利要求7所述的變焦紅外照明裝置，其特征在于，還包括嵌套于所述導向孔之中的導向軸承，所述導向軸承的內壁與所述導向軸的軸身配合。
9.ー種紅外攝像機，其特征在于，其包括如權利要求1-8任ー權利要求所述的變焦紅外照明裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種變焦紅外照明裝置及其紅外攝像機。所述變焦紅外照明裝置包括基板、設置于基板之上的一個或多個紅外LED燈、與所述紅外LED燈一一對應的光學透鏡組、直線傳動部件，以及電機，所述紅外LED燈的發光中心點在相應光學透鏡組的光軸上，所述直線傳動部件的一端與所述光學透鏡組連接，所述直線傳動部件的傳動作用部分與電機相配合，以使得該直線傳動部件在電機的作用下帶動光學透鏡組在光學透鏡組的光軸方向上作直線往復運動。采用本實用新型，能夠滿足紅外攝像機在夜視監控條件下的遠距離監控要求，并且避免了現有技術所存在的功率過大、壽命縮短、紅外光照亮度不均勻，以及紅外照明裝置體積過大的弊端。
文檔編號F21V14/06GK202661764SQ201220227059
公開日2013年1月9日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者王成武, 丁升良 申請人:深圳中興力維技術有限公司