CN110933261A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的摄像装置包括：摄像元件；摄像元件保持件，其支撑所述摄像元件并且能够相对于与摄像透镜的光轴正交的平面转动地运动；光学滤波器；以及光学滤波器保持件，其将所述光学滤波器以能够插拔的方式支撑在所述摄像透镜的光轴上。所述光学滤波器保持件能够与所述摄像元件保持件的转动运动一起在相同方向上转动地运动。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及包括光学滤波器的摄像装置。

背景技术

在诸如网络相机等的监视相机中，经过镜头单元的入射光在摄像元件上形成像，因而相机单元能够获取图像。一般地，当拍摄景深中的被摄体时，获取的图像处于令人满意的成像状态，但是当对景深外的被摄体成像时，获取的图像处于劣化的成像状态。例如，在监视应用中，在犯罪者出现在被摄体的成像状态不能令人满意的范围中的情况下，被摄体在一些情况下不能被识别。虽然通过关小光圈能够增加景深，但是能够捕捉的光量变小。

在全光圈状态下增加景深的技术包括相对倾斜透镜和摄像元件以增加景深的倾斜技术。

大多数监控相机包括光学滤波器，其可以在红外区域中遮断光(cut light)，以便在明亮的白天获得令人满意的图像。在期望捕捉大量光的夜间和暗处监视中，监视相机一般通过使可插拔的光学滤波器退避来捕获红外区域中的光。光学滤波器通常设置在摄像元件附近。

日本特开2011-61371号公报说明了一种摄像装置，其包括调节倾斜角度的倾斜调节机构和能够在正交于光轴的方向上移动的光学滤波器插拔机构，并且该插拔机构具有红外线截止滤波器和白玻璃板(dummy glass plate)。

然而，如日本特开2011-61371号公报所述，在包括摄像元件的倾斜机构和光学滤波器插拔机构的构造中，在摄像元件转动地运动以便调节摄像元件的倾斜角度的情况下，光学滤波器插拔机构有时会阻碍转动运动。因此，不能充分地确保倾斜量。

发明内容

本发明涉及一种摄像装置，其能够在具有摄像元件的倾斜机构和光学滤波器插拔机构的构造中充分地确保摄像元件的倾斜量。

本发明的摄像装置包括：摄像元件；摄像元件保持件，其被构造为支撑所述摄像元件，所述摄像元件保持件能够相对于与摄像透镜的光轴正交的平面转动地运动；光学滤波器；以及光学滤波器保持件，其被构造为将所述光学滤波器以能够插拔的方式支撑在所述摄像透镜的光轴上。所述光学滤波器保持件能够与所述摄像元件保持件的转动运动一起在相同方向上转动地运动。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A和图1B分别是根据第一示例性实施方式的监视相机的立体图以及根据第一示例性实施方式的监视相机的截面图。

图2A和图2B是根据第一示例性实施方式的相机主体的分解立体图。

图3是根据第一示例性实施方式的单元的分解立体图。

图4是示出根据第一示例性实施方式的摄像装置的功能构造的示例的图。

图5A、图5B和图5C是分别示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元和光学滤波器单元的图。

图6是示出根据第一示例性实施方式的光学滤波器单元的移动处理的示例的流程图。

图7是示出根据第二示例性实施方式的光学滤波器单元的移动处理的示例的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。

图1A是根据第一示例性实施方式的监视相机的立体图，图1B是根据第一示例性实施方式的监视相机的截面图。图2A和图2B是从不同的方向观察的相机主体的分解立体图。图3是根据第一示例性实施方式的单元的分解立体图。

监视相机100包括具有透镜组的镜筒200以及作为摄像装置的示例的相机主体300。

镜筒200保持作为摄像透镜的透镜200a和透镜200b。透镜200a和透镜200b使从被摄体侧入射的光束在摄像元件上形成像。相机主体300包括壳体4以及具有例如摄像元件的单元400。

具有大致矩形形状的壳体4以可转动运动的方式支撑单元400。镜筒200固定到壳体4。单元400包括作为支撑构件的基部构件6、光学滤波器单元1以及摄像元件单元2。单元400被构造为通过来自作为第一驱动构件的步进马达9的驱动的输入而转动地运动。

基部构件6支撑光学滤波器单元1和摄像元件单元2。基部构件6包括作为在Z轴方向(延伸方向)上延伸的转动轴的旋转轴6a和6b。壳体4包括孔部4a和4b，并且基部构件6的旋转轴6a通过轴承7a插入孔部4a。基部构件6的旋转轴6b通过轴承7b和轴承构件8插入孔部4b，其中轴承7b插入贯穿轴承构件8。因此，基部构件6可转动地保持于壳体4。基部构件6的转动中心是旋转轴6a和6b，并且摄像元件的中心(图2A和图2B中的X平面和Y平面的中心)在旋转轴6a和6b上(在图2A和图2B的Z轴上)。因此，即使基部构件6转动，摄像元件单元2的中心也不会在Y方向上移动。用作检测构件的光遮断器(未示出)布置于基部构件6的移动区域，并且基部构件6的位置由来自光遮断器(未示出)的输出和步进马达9的驱动脉冲的数量确定。更详细地，光遮断器限定基部构件6的原点(基部构件6不会转动地运动的位置)。当步进马达9在向前方向上转动时，脉冲的数量被计数为脉冲值，并且当步进马达9在相反方向上转动时，脉冲的数量被计数为负值。

光学滤波器单元1包括用作光学滤波器保持件的光学滤波器保持构件1a、红外线截止滤波器1b、白玻璃(dummy glass)1c和步进马达12。红外线截止滤波器1b用于遮断红外光。白玻璃1c在从光路取出红外线截止滤波器1b时插入光路代替红外线截止滤波器1b，并且用于矫正光路的长度。图像拍摄模式包括白天模式和夜晚模式。在白天模式中，在优先考虑被摄体的颜色再现性的情况下，红外线截止滤波器1b插入光路以便防止红外光进入摄像元件，从而拍摄图像。另一方面，在黑暗环境下以低照度状态拍摄图像的夜晚模式中，红外线截止滤波器1b被从光路取出，从而通过不仅使可见光而且使红外光进入摄像元件来拍摄图像，以改善被摄体识别性。将红外线截止滤波器1b插入光路和从光路取出红外线截止滤波器1b能够在白天模式图像拍摄与夜晚模式图像拍摄之间切换。也就是，红外线截止滤波器1b和白玻璃1c可以从光路取出。

光遮断器(未示出)布置于光学滤波器单元1插入或取出的移动区域，并且光学滤波器单元1的位置由来自光遮断器(未示出)的输出和步进马达12的驱动脉冲的数量确定。

用作第二驱动构件的步进马达12在白天模式中将红外线截止滤波器1b插入光路，并且在夜晚模式中从光路取出红外线截止滤波器1b以将白玻璃1c插入光路。步进马达12通过未示出的螺钉固定到基部构件6的孔部6c。步进马达12连接到未示出的柔性印刷电路板。

光学滤波器保持构件1a保持红外线截止滤波器1b和白玻璃1c。光学滤波器保持构件1a由固定到基部构件6的引导杆10a和10b可移动地保持在大致垂直于光轴的方向上。引导杆10a和10b与光学滤波器保持构件1a的孔部接合，从而限制光学滤波器保持构件1a绕着引导杆10a和10b转动。齿条13固定到光学滤波器保持构件1a，其中齿条13由齿条弹簧(未示出)在转动方向上和垂直于光轴的轴向上被施力，并且齿条13与步进马达12的螺纹部接合。齿条13与光学滤波器保持构件1a一起通过螺纹部的转动而在大致垂直于光轴的方向上移动。引导杆10a和10b被固定为夹在保持构件11与基部构件6之间。

摄像元件单元2包括摄像元件2a以及保持摄像元件2a的摄像元件保持件2b。摄像元件2a将通过摄像透镜获得的像转换为电信号。摄像元件保持件2b被布置为使得摄像元件2a插入设置于基部构件6的孔部6d，并且摄像元件保持件2b通过基部构件6和未示出的螺钉固定。

图4是示出根据第一示例性实施方式的摄像装置的功能构造的示例的图。用作摄像装置的相机主体300还包括控制单元101、通信单元102、存储器103以及检测单元104。控制单元101控制光学滤波器单元1和摄像元件单元2的动作。通信单元102接收使用者通过输入装置105的输入。这里，使用者输入用于转动摄像元件单元2的指令。例如，当确认拍摄的图像时，使用者使摄像元件2a逐渐且转动地运动，由此调节摄像元件2a使得期望观察的被摄体进入景深内。检测单元104分别检测光学滤波器单元1和摄像元件单元2中的步进马达9和12的驱动脉冲的数量。存储器103储存由检测单元104检测的驱动脉冲的数量以及摄像元件单元2的转动中心位置与光学滤波器单元1的中心位置O1之间的距离X1。

将说明摄像元件单元2和光学滤波器单元1从图5A的状态转动到图5B的状态的情况。图5A至图5C是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元2和光学滤波器单元1的图。逆时针方向是正(+)方向，顺时针方向是负(-)方向。在图5A中被示出为未转动(即处于转动角度为0°的状态)的摄像元件单元2和光学滤波器单元1在正方向上转动θ°，由此摄像元件单元2和光学滤波器单元1处于图5B的状态。此时，摄像元件单元2的转动中心位置在旋转轴6a和6b上，因而转动中心位置即使在该转动之后也在光轴上。另一方面，布置于与摄像元件单元2的转动中心位置以距离X1间隔开的位置的光学滤波器单元1的中心位置O1不在光轴上。为此，在图5B的状态下，由透镜聚焦的光束P被光学滤波器单元1的框架部(区域Q)阻挡。为了解决该问题，光学滤波器单元1如下所述地在插拔方向上移动。

图6是示出光学滤波器单元1的移动处理的流程图。在步骤S101中，在通信单元102从输入装置105接收用于转动摄像元件单元2和光学滤波器单元1的指令的情况下，处理前进到步骤S102。在步骤S102中，控制单元101基于步进马达9的驱动脉冲的数量计算转动角度θ。在步骤S103中，控制单元101基于转动角度θ计算光学滤波器单元1应当移动的量y1，以便确定光学滤波器单元1在插拔方向上的移动量。如图5B所示，基于距离X1和转动角度θ得到的光学滤波器单元1的转动中心位置的偏移量y1为y1＝X1×tanθ，光学滤波器单元1应当移动该偏移量y1。在步骤S104中，基于驱动脉冲的数量确定转动方向。特别地，当步进马达9在向前方向上转动时，脉冲的数量被计数为正值，并且当步进马达9在相反方向上转动时，脉冲的数量被计数为负值。以这种方式，确定转动方向。

在转动方向为正方向的情况下，如图5C所示，光学滤波器单元1以量y1向上移动。类似地，在转动方向为负方向的情况下，光学滤波器单元1以量y1向下移动。

如上所述，光学滤波器单元1和摄像元件单元2被基部构件6保持，并且当基部构件6转动地运动时，光学滤波器单元1和摄像元件单元2两者在相同的方向上转动地运动。因此，在具有光学滤波器单元1和摄像元件单元2的构造中，能够充分地确保摄像元件2a的倾斜量(转动量)。当光学滤波器单元1和摄像元件单元2转动地运动时，通过调节光学滤波器单元1的位置，能够抑制光束被阻挡。

将说明第二示例性实施方式。图7是示出根据第二示例性实施方式的光学滤波器单元1的移动处理的流程图。根据第二示例性实施方式的存储器103储存摄像元件单元2的转动速度V1。

在步骤S201中，在通信单元102从输入装置105接收用于转动摄像元件单元2和光学滤波器单元1的指令的情况下，处理前进到步骤S202。在步骤S202中，控制单元101基于步进马达9的驱动脉冲的数量计算转动角度θ。

在步骤S203中，控制单元101基于计算的摄像元件单元2的转动角度θ和转动速度V1计算摄像元件单元2移动到目标位置的时间T。转动速度V1储存在存储器103中。在步骤S204中，控制单元101基于转动角度θ计算光学滤波器单元1应当移动的量y1。基于距离X1和转动角度θ，图5B中示出的光学滤波器单元1的转动中心位置的偏移量y1为量y1＝X1×tanθ，光学滤波器单元1应当移动该量y1。在步骤S205中，控制单元101基于光学滤波器单元1应当移动的量y1和摄像元件单元2移动到目标位置的时间T计算光学滤波器单元1的在插拔方向上的移动速度V2(＝y1/T)。

在步骤S206中，基于驱动脉冲的数量确定转动方向。具体地，当步进马达9在向前方向上转动时，脉冲的数量被计数为正(+)值，并且当步进马达9在相反方向上转动时，脉冲的数量被计数为负值。以这种方式，确定转动方向。在转动方向为正方向的情况下，在步骤S207中，光学滤波器单元1被设定为以V2以上的移动速度向上移动了量y1。类似地，在转动方向为负方向的情况下，在步骤S207中，光学滤波器单元1被设定为以V2以上的移动速度向下移动了量y1。在步骤S208中，摄像元件单元2和光学滤波器单元1的转动运动以及光学滤波器单元1的在插拔方向上的运动同时开始。

如上所述，以光学滤波器单元1的移动速度V2，光学滤波器单元1的在插拔方向上的运动在摄像元件单元2移动到目标位置的时间T内完成。也就是，在基部构件6的转动运动完成前，完成光学滤波器单元1的在插拔方向上的运动。

因此，在摄像元件单元2和光学滤波器单元1的转动运动期间，能够抑制光束被光学滤波器保持构件1a遮挡。

将说明第三示例性实施方式。在上述示例性实施方式中，当摄像元件单元2和光学滤波器单元1转动地运动时，光学滤波器与转动角度θ的大小无关地在y方向上移动。然而，在第三示例性实施方式中，在转动角度θ为预定值以下的情况下，光学滤波器不向y方向移动。也就是，在转动角度θ被设定为使得光束被光学滤波器保持构件1a遮挡的情况下，光学滤波器可以在y方向上移动。因此，光学滤波器的在y方向上的运动能够被保持为最小程度。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这样的变型、等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其包括：

摄像元件；

摄像元件保持件，其被构造为支撑所述摄像元件，所述摄像元件保持件能够相对于与摄像透镜的光轴正交的平面转动地运动；

光学滤波器；以及

光学滤波器保持件，其被构造为将所述光学滤波器以能够插拔的方式支撑在所述摄像透镜的光轴上，

其特征在于，所述光学滤波器保持件能够与所述摄像元件保持件的转动运动一起在相同方向上转动地运动。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像装置还包括：

支撑构件，其被构造为支撑所述摄像元件保持件和所述光学滤波器保持件；以及

第一驱动构件，其被构造为使所述支撑构件能够相对于与所述摄像透镜的光轴正交的平面转动地运动。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像装置还包括第二驱动构件，其被构造为将所述光学滤波器在所述摄像透镜的光轴上插拔。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，

所述支撑构件包括转动轴，

所述光学滤波器的插拔方向与所述转动轴的延伸方向不同。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像装置还包括检测构件，其被构造为检测所述摄像元件保持件的转动量，

基于由所述检测构件检测的所述摄像元件保持件的转动量确定所述光学滤波器的在所述插拔方向上的移动量。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，在所述支撑构件的转动运动完成前，完成所述光学滤波器的在所述插拔方向上的运动。

7.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，在所述摄像元件保持件的转动量为预定值以下的情况下，所述光学滤波器不在所述插拔方向上移动。

8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述光学滤波器为红外线截止滤波器。

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