專利名稱：光學(xué)器件自動切換裝置及攝影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)碼攝影、攝像產(chǎn)品裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于日夜型數(shù)碼照相機(jī)或攝像機(jī)上的兩或三濾片切換裝置及帶切換功能的攝影設(shè)備。
背景技術(shù)：
正常人眼看到的可見光是在320nm-760nm范圍內(nèi)，而高出760nm的部分，被稱作紅外光，一般人眼是看不到的。這后一部分光線，進(jìn)入數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)內(nèi)部后，會干擾感光芯片的日間彩色成像，造成焦距偏移、色彩失真等后果。在正常的日間彩色攝影或攝像過程中，通常需要在攝影鏡頭前加裝一片紅外濾片，其截止頻率在760nm或以上，以濾除太陽或其它光源中的紅外光部分，但這樣的裝置在夜間也就喪失了對紅外光的感光功能，從而在黑暗的夜間無法成像。因此，具有日夜型兩用功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)為了既能在白天使用時拍攝出優(yōu)良的彩色圖片又能在晚上拍攝出效果良好的紅外黑白照片，就需要一個濾片切換裝置，使得在紅外濾片存在的時候只允許760nm以下波長的光線進(jìn)入來避免白天照片的色彩失真，而到了晚上則允許760nm以上波長的紅外線進(jìn)入來達(dá)到較好的夜視效果?，F(xiàn)有的紅外濾片轉(zhuǎn)換裝置常見的有兩種一種通過磁鐵與線圈的相互吸引作用來實現(xiàn)，如中國專利申請?zhí)枮?00320127940. 4，公開了一種“攝影機(jī)的紅外線濾光片自動啟動裝置”(圖1)，其結(jié)構(gòu)含有濾光片支架、濾光片磁吸線圈組、光敏電阻、濾光片滑架、紅外線濾光片及濾光片，利用光敏電阻控制濾光片磁吸線圈組的開關(guān)，從而使裝設(shè)有紅外濾光片及濾光片的滑架可以上下移動。用光線控制，可自動控制紅外線濾光片滑架和濾光片的移動， 達(dá)到不同種類的光照條件下均能攝像的效果。另一種是通過微型電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)，如專利申請?zhí)?007201723 . 1的“一種紅外濾鏡驅(qū)動機(jī)構(gòu)及相機(jī)”(圖幻，其設(shè)計包括驅(qū)動電機(jī)、固定在電機(jī)輸出軸上的濾鏡支架及轉(zhuǎn)動限位裝置，其設(shè)計是采用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的直流電動機(jī)來驅(qū)動濾鏡支架，從而控制濾鏡自動切換。 但該設(shè)計存在的不足是當(dāng)電機(jī)不工作時濾片的位置不固定，略有晃動時濾片會在鏡頭前來回晃動，影響產(chǎn)品的美觀?，F(xiàn)有的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜所占空間較大，難以實現(xiàn)小型化設(shè)計，不便于安裝在便攜式數(shù)碼攝影機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)上。此外，現(xiàn)有技術(shù)方案采用電機(jī)直接驅(qū)動，需要電機(jī)有較大的輸出力矩，否則容易卡死，這使得電機(jī)的小型化有局限性，同時擺動機(jī)構(gòu)的占位與體積仍嫌偏大。
實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)安裝體積大，成本高，力矩大，功能少的技術(shù)問題，本實用新型提供一種光學(xué)器件自動切換裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)、從動齒輪和與之相嚙合的主動齒輪，所述主動齒輪固定在所述驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)輸出軸上的，所述從動齒輪上設(shè)置有至少兩個用于固定光學(xué)器件的固定件，所述固定件周向分布于所述從動齒輪上。其中，所述主動齒輪的齒數(shù)小于所述從動齒輪的齒數(shù)。[0008]其中，所述固定件為抱箍結(jié)構(gòu)。其中，所述從動齒輪還包括光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)為圓孔或狹縫。其中，還包括磁鐵定位裝置，磁鐵定位裝置包括磁鐵和至少一個鐵柱，所述磁鐵固定于所述底座上，所述鐵柱固定于所述從動輪外圓周上。本實用新型還提供一種攝影設(shè)備，包括濾片、鏡頭以及光學(xué)器件自動切換裝置，所述光學(xué)器件自動切換裝置包括底座，所述底座上設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)、從動齒輪和與之相嚙合的主動齒輪，所述主動齒輪固定在所述驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)輸出軸上的，所述從動齒輪上設(shè)置有至少兩個用于固定光學(xué)器件的固定件，所述固定件周向分布于所述從動齒輪上，所述濾片固定于所述光學(xué)器件自動切換裝置的固定件內(nèi)，所述光學(xué)器件自動切換裝置與所述鏡頭固定連接，所述濾片位于所述鏡頭的入射光路上。其中，所述主動齒輪的齒數(shù)小于所述從動齒輪的齒數(shù)。其中，所述從動齒輪上還設(shè)置有光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)為圓孔或狹縫。其中，還包括磁鐵定位裝置，磁鐵定位裝置包括磁鐵和至少一個鐵柱，所述磁鐵固定于所述底座上，所述鐵柱固定于所述從動輪外圓周上。其中，所述底座的背面設(shè)置有安裝法蘭，所述底座通過所述安裝法蘭與所述鏡頭固定。本實用新型的有益效果是采用主動齒輪和從動齒輪嚙合傳動的結(jié)構(gòu)，主動齒輪設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)上輸出軸上，當(dāng)驅(qū)動電機(jī)帶動主動齒輪旋轉(zhuǎn)，由于從動齒輪與主動齒輪相嚙合，從動齒輪隨之旋轉(zhuǎn)，用于固定濾片等光學(xué)器件的固定件周向分布于從動輪上，各固定件在隨從動齒輪旋轉(zhuǎn)的過程中，位置可以互相替代，實現(xiàn)不同固定件上的濾片的自動切換。 主動齒輪由微型電機(jī)驅(qū)動，從動齒輪中可以安裝多個不同效果的濾片，主動齒輪與從動齒輪直接嚙合傳動，既實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的緊湊，濾片與減速齒輪合二為一，使得該設(shè)備的厚度小， 又利用了齒輪減速機(jī)構(gòu)的省力原理，可以用更小的電機(jī)實現(xiàn)相同的力矩輸出，因而使設(shè)備的體積更小，大大提高了裝置的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種攝影機(jī)的紅外線濾光片自動啟動裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的一種紅外濾鏡驅(qū)動機(jī)構(gòu)及相機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型自動切換裝置一實施例的外觀立體視圖；圖4為本實用新型自動切換裝置一實施例的內(nèi)部立體視圖；圖5為本實用新型自動切換裝置的后視圖；圖6為本實用新型自動切換裝置另一實施例的內(nèi)部立體視圖；圖7為本實用新型自動切換裝置又一實施例的內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號說明1.電機(jī) 2.主動齒輪 3.從動齒輪 4.底座 5.上蓋 51.電機(jī)蓋7.磁鐵 11.電機(jī)輸出軸 31.第一濾片 32.第二濾片 33.第三濾片 41.底座軸 42.安裝法蘭 43.透光孔 61.鐵柱 62.鐵柱331.小圓孔 332.狹縫
具體實施方式
[0026]為詳細(xì)說明本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。參閱圖3和圖4，本實用新型的實施例首先提供一種可實現(xiàn)多濾片自動切換的裝置，包括驅(qū)動電機(jī)1、固定在電機(jī)輸出軸11上的主動齒輪2，及與之相嚙合的從動齒輪3。 在從動齒輪內(nèi)部，設(shè)置了三個周向均布的用于固定濾片的固定件，該固定件采用抱箍結(jié)構(gòu)， 每個抱箍結(jié)構(gòu)采用兩片半圓形突起狀的箍片，可根據(jù)實際需要分別固定三個不同性能的濾片，在圖4的實施例中三個固定件中分別固定有第一濾片31，第二濾片32，第三濾片33。主動齒輪2、從動齒輪3和驅(qū)動電機(jī)1設(shè)置于底座4上，從動齒輪繞底座軸41旋轉(zhuǎn)，底座軸41 是底座4的一部分，底座4上具有透光孔43，本實用新型的自動切換裝置在使用時安裝于鏡頭前，透光孔43對準(zhǔn)鏡頭，由各固定件固定的濾片旋轉(zhuǎn)至于透光孔43相對時，各濾片對鏡頭的入射光線進(jìn)行濾光，當(dāng)從動齒輪旋轉(zhuǎn)時，濾片31-33依次旋轉(zhuǎn)到鏡頭處，其軸心與鏡頭軸心重合，以保證其軸心在鏡頭的光路上，從而起到不同性質(zhì)的濾光作用。濾片31-33的中心運(yùn)動軌跡是一個圓，其相對位置互成120角度。所述的主動齒輪2直接固定在電動機(jī)輸出軸11上，在本實施例中，設(shè)置主動齒輪2的齒數(shù)小于從動齒輪3的齒數(shù)，以達(dá)到減速增力的效果，從而使電機(jī)可以進(jìn)一步微型化。所述的從動齒輪3與主動齒輪2相嚙合，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，主動齒輪亦帶動從動齒輪旋轉(zhuǎn)，兩者的速度比與兩者的周齒數(shù)比成反比，而從動齒輪的輸出力矩，則為電機(jī)輸出力矩的N倍，這里N為上述的周齒輪比。當(dāng)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)時，從動齒輪亦隨之反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)從動齒輪旋轉(zhuǎn)時，位于從動齒內(nèi)部固定件上的濾片31-33也隨之繞著從動齒輪的軸心回轉(zhuǎn)，每當(dāng)從動齒輪旋轉(zhuǎn)120度時，后一個濾片取代前一個濾片的位置，剛好擋在所述的相機(jī)鏡頭前，實現(xiàn)其特定的濾片作用。當(dāng)然，本實用新型的切換裝置并不僅限于在從動輪中設(shè)置三個周向均布用于固定濾片的固定件，固定件的數(shù)量可以只為兩個，也可以為四個甚至更多，在實際情況中根據(jù)需要選用，各固定件也可以并非均布于從動齒輪中，可以在周向上任意設(shè)置于從動齒輪中，只需使各固定件的位置保證其在隨從動輪旋轉(zhuǎn)時可使固定于其中的濾片在特定位置位于鏡頭的入射光路前，即可實現(xiàn)其對鏡頭的入射光線進(jìn)行濾光的效果。在不同的固定件中可固定不同效果的濾片，實現(xiàn)多樣化的濾光效果。另外本實用新型的自動切換裝置中，從動齒輪的結(jié)構(gòu)也并非僅限于圖示，從動齒輪上的嚙齒可以不需要完全覆蓋整個圓周，例如可以如圖7所示，嚙齒只分布在部分圓周上，在使用時通過設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)動使所需要的濾片旋轉(zhuǎn)至鏡頭前即可。另外主動齒輪和從動齒輪的齒形也不一定需要設(shè)置為圖中的直齒結(jié)構(gòu)，還可以設(shè)計為斜齒，甚至是曲線齒輪，只需要兩者嚙合傳動使固定于從動齒輪上的光學(xué)器件轉(zhuǎn)動即可。在本實施例中，自動切換裝置中固定的三個濾片，可以按如下方案設(shè)置第一濾片 31為紅外截止濾片，第二濾片32為補(bǔ)償濾片，第三濾片33可以為空以降低成本，當(dāng)其對紅外光的焦距補(bǔ)償作用會弱于相應(yīng)的補(bǔ)償濾片時，第三濾片33則可為一片不同截止波長的紅外濾片(與第一濾片31相比)，或不同折射率的補(bǔ)償濾片(與第二濾片32相比)。三個濾片互成120度角，位于所述的從動齒輪內(nèi)部，靜止時，第一濾片31的光學(xué)軸心與相機(jī)鏡頭的光學(xué)軸心重合，第一濾片31位于鏡頭的入射光路前，起到濾除紅外光線的作用。從動齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)120度后，第二濾片32來到鏡頭光路前，起到開放紅外光線的作用，同時補(bǔ)償紅外光線的焦距偏移。而當(dāng)從動齒輪繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)120度后，第三濾片33開始發(fā)揮作用，CN 202256827 U說明書4/5 頁
該第三濾片33，可以根據(jù)用途靈活設(shè)計，比如說是一塊增強(qiáng)彩色照片質(zhì)感的青藍(lán)玻璃片、或天空濾片UVA/UVB+紅外濾片的組合，也可以是一塊遠(yuǎn)紅外的截止濾片。在一實施例中，本實用新型的第三濾片固定件還可以直接設(shè)計為光學(xué)結(jié)構(gòu)，不需固定濾片即可實現(xiàn)光學(xué)效果，例如參閱圖6，將第三濾片固定件設(shè)計成一個有著固定口徑的小圓孔331，起到收縮光圈的作用，在白天日光特別強(qiáng)的時段可以有效地改善相機(jī)的曝光； 第三濾片固定件的結(jié)構(gòu)還可以如圖7所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計成一條狹縫332的形狀，配合電機(jī)的速度，在運(yùn)動中起到快門的作用，提升相機(jī)對運(yùn)動物體的成像效果。請參閱圖5和圖3，本實用新型的自動切換裝置采用整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，裝置殼體由底座4、上蓋5組成，其中底座上設(shè)置有電機(jī)蓋51，從側(cè)面看，底座與電機(jī)蓋成L形，底座4扣合于相機(jī)鏡頭的光路前，結(jié)構(gòu)牢固可靠，安裝簡易，部件數(shù)目少，由于鏡頭本身具有高度，電機(jī)蓋可以容置于該段空間內(nèi)，提高空間利用率。本實施例的裝置外殼可以全部采用塑膠注塑件，以適應(yīng)大批量生產(chǎn)，成本低廉。在底座4背對于底座軸41的另一面，設(shè)計有安裝法蘭42，該安裝法蘭42與鏡頭大小相匹配，可以將底座及整個裝置直接扣合在鏡頭上，安裝法蘭是圍繞透光孔設(shè)置的，這樣安裝法蘭扣在鏡頭上正好使透光孔與鏡頭相對，從動齒輪3通過轉(zhuǎn)動使濾片與透光孔43相對，從而位于鏡頭的入射光路之前，起到濾光的作用。請參閱圖6，本實用新型可采用步進(jìn)電機(jī)或超聲電機(jī)驅(qū)動，能實現(xiàn)從動齒輪的精確定位，及濾片位置的斷電自鎖。也可以采用價格低廉的空心杯電機(jī)或其它永磁電機(jī)，如果采用空心杯電機(jī)或其它永磁電機(jī)，則可以附加磁鐵定位機(jī)構(gòu)，包括鐵柱61與62，及磁鐵7，所述磁鐵7固定于所述底座4上，所述鐵柱61固定于所述固定件上，所述磁鐵7在所述驅(qū)動電機(jī)1停止運(yùn)行后，如圖6所示，空心杯電機(jī)1工作帶動主動齒輪2旋轉(zhuǎn)，通過主動齒輪與從動齒輪的嚙合，進(jìn)一步帶動從動齒輪3繞底座4的底座軸41旋轉(zhuǎn)；初始位置時，濾片31 的光學(xué)軸心與鏡頭的光學(xué)軸心重合，且鐵柱61與磁鐵7相互吸引，將濾片固定在該初始位置；從動齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)120°后，使濾片32的圓心來到鏡頭處，濾片的光學(xué)軸心與鏡頭的光學(xué)軸心重合，同時通過鐵柱62與磁鐵相互吸引，固定在另一個位置；反之，從動齒輪順時針旋轉(zhuǎn)120°后，使濾片31回到鏡頭前位置，其圓心與鏡頭圓心重合，同時通過鐵柱61與磁鐵相互吸引，固定在初始位置。通過與鐵柱61的磁固定將從動齒輪上的固定件定位。當(dāng)在固定件上的濾片旋轉(zhuǎn)至預(yù)定的位置時，磁鐵7和磁柱61成距離最小的相互吸引狀態(tài)，從而在電機(jī)斷電后，濾片不會因振動、運(yùn)輸或其它原因偏離其鎖定位置。而當(dāng)電機(jī)啟動時，需要克服磁鐵定位機(jī)構(gòu)的阻力，才能改變?yōu)V片的位置。上述驅(qū)動電機(jī)的控制，可以由預(yù)先編制好的程序來實現(xiàn)，如根據(jù)時鐘信號給出的晝夜轉(zhuǎn)換信號，或采用一個光敏器件，根據(jù)其輸出來實現(xiàn)白天與黑夜之間的切換。本實用新型還提供一種包括照相機(jī)、攝像機(jī)等用于攝影的攝影設(shè)備，在該攝影設(shè)備中包括鏡頭、濾片和上述的濾片自動切換裝置，在安裝時，濾片安裝于自動切換裝置中的固定件中，并使濾片在隨從動齒輪旋轉(zhuǎn)時位于鏡頭的入射光路前，自動切換裝置可通過其底座上的安裝法蘭扣合于鏡頭前。具體的結(jié)構(gòu)上文已有描述，此處不再贅述。以上所述僅為本實用新型的實施例，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(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)器件自動切換裝置，其特征在于包括底座，所述底座上設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)、 從動齒輪和與之相嚙合的主動齒輪，所述主動齒輪固定在所述驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)輸出軸上的，所述從動齒輪上設(shè)置有至少兩個用于固定光學(xué)器件的固定件，所述固定件周向分布于所述從動齒輪上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)器件自動切換裝置，其特征在于所述主動齒輪的齒數(shù)小于所述從動齒輪的齒數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)器件自動切換裝置，其特征在于所述固定件為抱箍結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)器件自動切換裝置，其特征在于所述從動齒輪上還設(shè)置有光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)為圓孔或狹縫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述光學(xué)器件自動切換裝置，其特征在于還包括磁鐵定位裝置，磁鐵定位裝置包括磁鐵和至少一個鐵柱，所述磁鐵固定于所述底座上，所述鐵柱固定于所述從動輪外圓周上。
6.一種攝影設(shè)備，其特征在于包括濾片、鏡頭以及光學(xué)器件自動切換裝置，所述光學(xué)器件自動切換裝置包括底座，所述底座上設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)、從動齒輪和與之相嚙合的主動齒輪，所述主動齒輪固定在所述驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)輸出軸上的，所述從動齒輪上設(shè)置有至少兩個用于固定光學(xué)器件的固定件，所述固定件周向分布于所述從動齒輪上，所述濾片固定于所述光學(xué)器件自動切換裝置的固定件內(nèi)，所述光學(xué)器件自動切換裝置與所述鏡頭固定連接，所述濾片位于所述鏡頭的入射光路上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述攝影設(shè)備，其特征在于所述主動齒輪的齒數(shù)小于所述從動齒輪的齒數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述攝影設(shè)備，其特征在于所述從動齒輪上還設(shè)置有光學(xué)結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)結(jié)構(gòu)為圓孔或狹縫。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述攝影設(shè)備，其特征在于還包括磁鐵定位裝置，磁鐵定位裝置包括磁鐵和至少一個鐵柱，所述磁鐵固定于所述底座上，所述鐵柱固定于所述從動輪外圓周上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述攝影設(shè)備，其特征在于所述底座的背面設(shè)置有安裝法蘭，所述底座通過所述安裝法蘭與所述鏡頭固定。
專利摘要本實用新型提供一種光學(xué)器件自動切換裝置及攝影設(shè)備，所述光學(xué)器件自動切換裝置包括底座，所述底座上設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)、從動齒輪和與之相嚙合的主動齒輪，主動齒輪固定在驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)輸出軸上，從動齒輪上設(shè)置有至少兩個用于固定濾片的固定件，固定件周向分布于所述從動齒輪上。由于采用了齒輪結(jié)構(gòu)，使得本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，且濾片與減速齒輪合二為一，使得該裝置的厚度小，又利用了齒輪減速機(jī)構(gòu)的省力原理，可以用更小的電機(jī)實現(xiàn)相同的力矩輸出，因而使設(shè)備的體積更小，大大提高了裝置的經(jīng)濟(jì)性、可靠性。
文檔編號G03B17/14GK202256827SQ201120341639
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者李毅, 鐘作奎 申請人:深圳市優(yōu)威視訊科技有限公司