CN201141966Y - 数字影像拍摄器用滤光片切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数字影像拍摄器用滤光片切换装置，包括工位切换箱、滑动机构、电磁吸铁单元和固定座。工位切换箱由底座和上盖组成。底座内部设置有中空的容置空间。上盖具有窗孔。底座对应于窗孔的部位具有滤波片组。底座的底部具有框架和至少两个扣合件。滑动机构设置于容置空间内。滑动机构上固定有两片光线透过性能不同的滤光片。电磁吸铁单元设置于容置空间内，它具有一伸缩杆。伸缩杆同滑动机构相连接并能带动滑动机构在容置空间内作往复移动。固定座设置于框架的外侧。固定座的两侧边分别具有至少一个固定件。该滤光片切换装置装配精密度高，组装简便，性能稳定，适用范围广。

Description

数字影像拍摄器用滤光片切换装置

技术领域

本实用新型涉及数字影像拍摄器用滤光片切换装置。应用该滤光片切换装置的数字影像拍摄器用滤光片切换装置通常配设有光学摄像镜头、光学低通滤光片(Optical Low Pass Filter，以下简称OLPF)和电荷藕合元件(ChargeCoupled Device，以下简称CCD)。该滤光片切换装置用于控制具有不同滤光功能的滤光片插入或者退出数字影像拍摄器用滤光片切换装置的照相光路中。

背景技术

大部分数字影像拍摄器用滤光片切换装置，都需要满足全天候二十四小时运作的要求。但由于白天与夜晚光线亮度明显不同，为提供摄影镜头所需的光线量，通常在日间或夜间会使用功能不同的两组滤光片。在白天，光线较强，容易使得摄影镜头拾取之光线量过高，致使拍摄的影像过亮，不清楚，此时使用的滤光片应当是能够去除肉眼无法见到的光线之能量，例如紫外线、红外线等，使摄影镜头获得较适当的光线及影像。但在夜间，原本光线能量就不足，此时使用的滤光片则不应当具有隔离不可见光的功能，反而得增加光线的穿透性，或是具有消除鬼影的效果。因此，全天候二十四小时运作的数字影像拍摄器用滤光片切换装置，尤其是监视器等，通常会配设一个可更换工作位置的机构，例如工位切换箱，以便在白天或夜间(或者光线阴暗)能够自动切换功能适当的滤光片。

目前，市售的数字影像拍摄器用滤光片切换装置已经规格化或标准化，其滤光片切换装置仅能提供一个狭窄的空间，供厂商自行设计一组滤光片切换装置安装到该空间内。公知的滤光片切换装置，其结构通常分为两种。

其一是利用电动马达负责驱动，以齿轮等构件完成传动。这种机械驱动转换方式的缺点是体积过于庞大，且因空间受限，仅能安装输出功率较小的电动马达，因此滤光片移动时的速度较慢，容易使光学镜头拾取的影像在滤光片移动过程中产生模糊或黑影。

其二是以线圈缠绕滤光片组件，配合磁铁产生的磁力，达到切换滤光片的目的。这种电磁驱动转换方式的缺点是较为耗电，在低温下也容易出现故障，且此种方式不论滤光片是否处于切换或待机过程中，都要持续供给电能，致使耗电量较高。而在低温或者湿度较高时，构件间的阻力增大，线圈与磁铁所能产生的作用力将难于使滤光片移动。再者，经多次往复移动后，构成线圈的金属导线容易被拉断，造成切换故障。

另外，上述滤光片切换结构在组装完好的状态下，影像传感器被夹持固定于滤光片切换结构和电路板之间，滤光片、光学镜片和影像传感器保持位于同一中心线上。以致在组装过程中，需要随时保持各组件中心线的一致性，并在此条件下进行锁固动作，非常麻烦费时。另一方面，当摄影机工作时，电路板上的众多电子组件会产生热量，薄薄的电路板就会因此产生轻微的变形，连带着使被夹紧的影像传感器产生移动而使焦距不准，造成所得影像模糊不清楚。

实用新型内容

针对前述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种体积小巧、运作稳定平顺的数字影像拍摄器用滤光片切换装置，它能驱动内部滑动单元带动滤光片进行切换动作，其操作过程具有省电、切换过程精确快速、故障率低、组装容易、应用范围广的特点。

按照上述目的设计的数字影像拍摄器用滤光片切换装置，包括工位切换箱、滑动机构、电磁吸铁单元和固定座。工位切换箱由底座和上盖组成。底座的内部设置有中空的一个容置空间。上盖具有一个窗孔。底座对应于窗孔的部位具有滤波片组。底座的底部具有框架和至少两个扣合件。滑动机构设置于容置空间内。滑动机构上固定有两片光线透过性能不同的滤光片。电磁吸铁单元设置于容置空间内，它具有一伸缩杆。伸缩杆同滑动机构相连接并能带动滑动机构在容置空间内作往复移动。固定座设置于框架的外侧。固定座的两侧边分别具有至少一个固定件。

一般地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其框架的位置对应于滤波片组的外围。两个扣合件对称设置于框架的底部。两个扣合件的末端均分别呈倒钩状。

较好地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其框架的形状和大小均对应于影像传感器。

较佳地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其底座的顶部具有两条以上的导槽。滑动机构的底部具有数量对应于导槽的滑块。滑块突出于滑动机构的底面而在组装状态下可沿导槽滑动。在滑动机构沿导槽所限滑动方向的两侧壁外表面上，各设置有一个沿导槽所限滑动方向朝外延伸的对接叉。在底座的顶部同对接叉之滑动行程的末端对应的位置，分别设置有一组限位柱。

较优地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其滑动机构由一个波片框、透光性不同的两块滤光片和一个连接件构成。波片框呈长方形。两块滤光片设置于波片框内。连接件形成于波片框的一个角隅外侧，并同电磁吸铁单元的伸缩杆固定连接。

优选地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其两个固定件分别形成于固定座之两侧边的中间对应部位。

优化地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其两个固定件分别形成于固定座之两侧边的相互错开的部位。

择优地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其工位切换箱对应于上盖的外侧设置有可拆卸的镜头座。镜头座的主体呈中空的圆筒状。镜头座内设置有光学镜头。镜头座的底部两侧各设置有一个结合件。结合件末端设置有凸出于结合件内壁表面的定位突块。工位切换箱底座的对应两侧分别具有数量和位置对应于定位突块的结合孔。在装配状态下，定位突块卡接于结合孔中。

更好地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其结合件的中心部位设置有固定孔。工位切换箱底座的对应两侧分别具有数量和位置对应于固定孔的螺丝孔。在装配状态下，结合件由螺丝穿过固定孔后锁固于螺丝孔内。

更优地，前述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其工位切换箱底座的顶面周边设置有至少两个突柱。工位切换箱上盖设置有数量和位置对应于突柱的定位孔。在装配状态下，突柱插接于定位孔中。

本实用新型的数字影像拍摄器用滤光片切换装置，在原有结构基础上，把镜头基座通过其沿平行于成像光路的方向延伸的两个卡扣固定于工位切换箱上，具有结合方式简单易行，操作简便的优点。在此结构基础上，在工位切换箱和图像感测印刷电路板之间采用对接框的形式进行二者的对接，并把电荷藕合元件包套于对接框的内框中，便于形成电荷藕合元件所需的密封工作环境，以防止环境空气中的灰尘影响电荷藕合元件的工作性能。并且，进一步把工位切换箱内设置的光学低通滤光片和光学玻璃以邻接的方式固定于可在工位切换箱内滑动的波片框中，便于光学低通滤光片和光学玻璃在互相切换位置以进入成像光路时具有较好的承继特性和稳定性，以保持数字影像拍摄器用滤光片切换装置镜头焦距的稳定性。

图面说明

图1本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置透视图。

图2本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置结构分解透视图。

图3本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置之底座透视图。

图4本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置之上盖透视图。

图5本实用新型滤光片切换装置与电荷藕合元件组配时的剖面图。

图6本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置内部结构示意图。

图7a本实用新型滤光片切换装置另外两种实施方式之一透视图。

图7b本实用新型滤光片切换装置另外两种实施方式之二透视图。

图8本实用新型滤光片切换装置与镜头基座组配时结构分解透视图。

图9本实用新型滤光片切换装置与镜头基座组配时的透视图。

图10本实用新型滤光片切换装置实施方式之四透视图。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置的具体实施方式。参见图1～10，示出了本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置具体实施例。

见图1、2，本实用新型数字影像拍摄器用滤光片切换装置仅示意性地描述其结构状况，应用该滤光片切换装置的相应监视器例如摄影机之其它构成要素，例如模/数转换器(A/D转换器)、微处理器(MPU微处理器)、内置存储器、液晶显示器(LCD液晶显示器)、可移动存储器(PC卡)和接口器件(计算机接口、电视机接口)等部分属于现有公知技术文献公开的内容，在此不予赘述。本实用新型滤光片切换装置A以下列部件作为构成基础，包括四个部分：工位切换箱1、滑动机构2、电磁吸铁单元3和固定座单元4。

工位切换箱1由底座11和上盖12组合而成。前述滑动机构2与电磁吸铁单元3均设置于工位切换箱1内部。电磁吸铁单元3负责带动滑动机构2产生往复移动。固定座单元4结合于工位切换箱1的底部(图2中的右侧方向)，目的是使滤光片切换装置A能更容易地固定于摄影机的电路板上，以便滤光片在切换时更为平稳顺畅，并且达到组装快速，使用时对焦准确，故障率低。

下面详细描述本实用新型滤光片切换装置A各构件之结构。如图2所示，工位切换箱1由底座11和上盖12所组合而成。底座11顶部(图中左侧面)具有一凹陷的容置空间111。该容置空间111主要用来容纳电磁吸铁单元3。底座11顶部的中央位置具有一贯穿的空腔，一滤波片组112被嵌置于其中。滤波片组112内部是由多层滤波片所构成。底座11顶部另外设置有导槽113。导槽113分布于滤波片112所在位置的相对两侧，为滑动机构2往复移动的路径上。在本实施例中，于底座11左右两侧各设有两条导槽113。导槽113能够确保滑动机构2在往复移动过程中的平稳性。底座11顶面接近周围边缘的位置设有六个突柱114，作为底座11与上盖12相互结合定位的机构。参见图3，底座11的另一面(即底部位置)具有一个框架115和两个扣合件116。框架115的位置对应于安装在底座11上的滤波片组112的周边。框架115基本呈正方形，其大小对应于影像传感器，即电荷藕合元件CCD。扣合件116设置于框架115相对的两侧边处，其末端呈倒钩状，用来扣紧电荷藕合元件CCD。

参见图2、4所示，上盖12的中央位置设有一贯穿的窗口孔121。上盖12与底座11相盖合的侧面呈略为凹陷，成为一个容置空间122。当上盖12与底座11盖合时，容置空间122与底座11之间就合成为滑动机构2的移动场所。上盖12周边具有六个贯穿的定位孔123，其位置同底座11周围的突柱114对应。在装配状态下，上盖12通过定位孔123与突柱114之间的配合扣接于底座11上，进一步在定位孔123与突柱114之间充填粘合剂，可以使上盖12和底座11黏合成一个稳固的工位切换箱1。

滑动机构2包括一个框体20、两块滤光片21、22以及一个连接件23。框体20呈现为一个长方形框架。在框体20内嵌设了两个透光特性存在差异的滤光片21、22。本实施例中，滤光片21用于日间或光线较强的时辰，它能隔离一些肉眼看不到的不可见光，例如红外线、紫外线等。滤光片22则用于夜间或光线较弱的时候。两滤光片采取相互紧邻的方式设置于滑动机构2内框中。本实施例中，滤光片21、22仅单纯地用于过滤光线，因此其厚度较薄，约为0.3mm，重量也很轻，以便电磁吸铁单元3容易将其带动。框体20另外具有四个滑块201。滑块201以突出于框体20表面的形式设置于框体20底部接近四个角落处。在组装状态下，滑块201插接到前述底座11之相对应的滑轨113中，确保滑动机构2在移动状态下的平稳性。连接件23的位置处于框体20之一个角隅边缘的外侧。在组装状态下，连接件23延伸至底座11之容置空间111内。连接件23把电磁吸铁单元3之伸缩杆31与框体20结合为一体。

电磁吸铁单元3为一种利用电磁效应驱动的伸缩装置，其内部设置有磁铁和线圈，利用线圈通电后发生的磁力变化使伸缩杆31产生伸缩运动。为了提高电磁吸铁单元3的输出作用力，在本实施例中，伸缩杆31采用其本身不具备磁性且重量较轻的塑料。电磁吸铁单元3的外径控制在3mm，输出约0.8克作用力。电磁吸铁单元3具有一组导电线32，供外部电源与之连接，以适时使伸缩杆31产生伸出或缩回的动作。使用电磁吸铁单元3后，外部电源仅在伸缩杆31需伸出或缩回时才供电，平常为断电状态，使用上较为省电。

固定座单元4是一个体积较大的框体，在组装状态下它被固定于底座11的底部。固定座单元4的作用包括两个方面，其一，使滤光片切换装置A作为一个整体，能够更为容易地被固定安装于摄影机内的电路板上；其二，使组装状态下的滤光片切换装置A能够把影像感测器包覆封闭，避免外界光线由工位切换箱1后方进入并照摄影像感测器，导致影响影像传感器的成像质量。固定座单元4在组装时分布于底座11之框架115与扣合件116的外围。固定座单元4具有至少两固定件41。两个固定件41分别设置于固定座单元4外围相对的两侧，每一个固定件41都具有一个未贯穿的螺丝孔42。固定件41上的螺丝孔42的位置对应于影像感测器电路板上的标准位置，以便快速锁固。

组装时，把电磁吸铁单元3之伸缩杆31先同滑动机构2之连接件23相结合。再把电磁吸铁单元3与滑动机构2置于工位切换箱1内，具体地说，电磁吸铁单元3被设置于底座11的容置空间111内，滑动机构2则设置在上盖12内的容置空间122和底座11之间。当上盖12与底座11接合为一体后，前述电磁吸铁单元3和滑动机构2就被封装于内部。固定座单元4以黏胶结合于工位切换箱1的底座11侧边，如图1所示的本实用新型滤光片切换装置A组合后的形态。如图5所示，把滤光片切换装置A组装到摄影机上时，先将影像传感器6置于底座11之框体115内，再利用扣合件116钩紧影像传感器6的两侧凹陷处，使滤光片切换装置A和影像传感器6相互固定。最后，把固定座单元4置于摄影机内之电路板7的预定位置，锁固后即可顺利运行。

如图6所示，为本实用新型滤光片切换装置A内部结构示意图。本实用新型滤光片切换装置A把滤光片的功能单一化，使其仅具有滤光的功能。因此采用厚度较薄且重量轻的滤光片(仅为0.3mm)，就可以利用电磁吸铁单元3产生的伸缩力带动滑动机构2之滤光片21、22产生横向的往复运动。在日间(或夜间、包括光线不佳的状态)，只有滤光片21(或者22)对应着上盖12的窗口孔121及底座11之滤波片组112的位置，使外界光线能通过窗口孔121，经滤光片21、滤波片组112最后投射至影像传感器处。由于，影像传感器组装时可快速固定于底座11的框体115内，再通过固定座单元4快速固定于电路板7上，因此便于节省生产者的工时，使组装操作时更为方便，且降低使用过程中的故障。再者电磁吸铁单元3在使用时较为省电，切换过程动作快，使得切换过程中影像不会产生噪声，该滤光片切换装置A具有极高的实用价值。

固定座单元4的两个固定件41的位置可以根据使用者所用电路板上的电路情形而定，以避免在组装时产生干涉。上述实施例中，固定件41分别设置于右上及左下两个位置，然而固定件41的位置完全可以视需要而加以改变。如图7a、7b所示的本实用新型滤光片切换装置另外两种实施例的底部视图。在图7a的实施例中，固定座单元4A的固定件41设置于两侧边的中央位置。在图7b的实施例中，固定座单元4B的固定件41被分别设置于左上及右下两个位置，换言之，本实用新型滤光片切换装置的固定座单元4之固定件41的所在位置，可依使用者的需求而定。

参照图8、9所示，为本实用新型滤光片切换装置与镜头基座组配时的结构状态。本实施例中，于工位切换箱1背对影像传感器的一侧加装镜头座5，以增加影像的清晰度。镜头座5的主体呈现圆筒状，其中心部位设置有光学镜头8。镜头座5底部两侧各设有一个结合件51。结合件51上设置有一个固定孔511及若干个定位突块512。固定孔511形成于结合件51的中心位置。定位突块512则形成于结合件51的内壁表面(图中以虚线形式示出了定位突块512的位置)。工位切换箱1之底座11两侧边的中央位置分别形成有一个螺丝孔117及若干个结合孔118。在组装状态下，定位突块512卡接于结合孔118内，使镜头座5与工位切换箱1达到相互定位的目的。固定孔511及螺丝孔117在镜头座5与工位切换箱1完成定位的状态下具有相同的中心轴，因此，可用螺丝119对两者加以锁固。这样，本实用新型滤光片切换装置既可适用于无镜头的监视摄影机，也可通过加装镜头座于工位切换箱1上使其适用于带有镜头的数码摄像机，从而增加该产品的应用范围。本实用新型滤光片切换装置的设计方式使得组装过程容易又快速，为生产厂商带来极大的方便性。

在上述实施方式基础上，参见图2、10，给出了本实用新型滤光片切换装置的再一种实施方式。在框体20沿导槽113所限滑动方向的两侧壁外表面上，各设置有一个沿导槽113所限滑动方向朝外延伸的对接叉9。对接叉9延伸末端沿导槽113所限滑动方向在底座11顶部(图2中左侧面)平面内微微张开。在底座11顶部(图中左侧面)，同对接叉9滑动行程的末端对应的位置，设置有两组限位柱10。当对接叉9沿导槽113所限滑动方向滑行至滑动行程末端时，对接叉9之一插入两组限位柱10之一之中；反之，当对接叉9逆向滑行时，对接叉9之二插入两组限位柱10之二之中。这样，在框体20带动滤光片21、22滑行至使它们对准窗口孔121时，通过对接叉9插入限位柱10中，就可以使滑动机构2得到很好的定位，而无需再进一步通过电磁吸铁单元3施加电磁作用力来保持滑动机构2的位置。

上述具体实施方式描述的技术内容，仅为本实用新型滤光片切换装置之较佳实施例而已，并不能据此用来限定本实用新型权利要求限定的保护范围。凡依照本实用新型滤光片切换装置权利要求限定的保护范围所作的同等变化及修改，都受到本实用新型滤光片切换装置之权利要求的保护。

Claims (10)

1.数字影像拍摄器用滤光片切换装置，包括：

工位切换箱，所述工位切换箱由底座和上盖组成，所述底座的内部设置有中空的一个容置空间，所述上盖具有一个窗孔，所述底座对应于所述窗孔的部位具有滤波片组，所述底座的底部具有框架和至少两个扣合件；和

滑动机构，设置于所述容置空间内，所述滑动机构上固定有两片光线透过性能不同的滤光片；和

电磁吸铁单元，设置于所述容置空间内，电磁吸铁单元具有一伸缩杆，所述伸缩杆同所述滑动机构相连接并能带动所述滑动机构于所述容置空间内作往复移动；以及

其特征在于还包括固定座，所述固定座设置于所述框架的外侧，所述固定座的两侧边分别具有至少一个固定件。

2.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述框架的位置对应于所述滤波片组的外围，所述两个扣合件对称设置于所述框架的底部，所述两个扣合件的末端均分别呈倒钩状。

3.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述框架的形状和大小均对应于影像传感器。

4.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述底座的顶部具有两条以上的导槽，所述滑动机构的底部具有数量对应于所述导槽的滑块，所述滑块突出于所述滑动机构的底面而在组装状态下可沿所述导槽滑动，在所述滑动机构沿所述导槽所限滑动方向的两侧壁外表面上各设置有一个沿所述导槽所限滑动方向朝外延伸的对接叉，在所述底座的顶部同所述对接叉之滑动行程的末端对应的位置分别设置有一组限位柱。

5.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述滑动机构由一个波片框、透光性不同的两块滤光片和一个连接件构成，所述波片框呈长方形，所述两块滤光片设置于所述波片框内，所述连接件形成于所述波片框的一个角隅外侧并同所述电磁吸铁单元之所述伸缩杆连接。

6.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于两个所述固定件分别形成于所述固定座之两侧边的中间对应部位。

7.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于两个所述固定件分别形成于所述固定座之两侧边的相互错开的部位。

8.根据权利要求1所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述工位切换箱对应于所述上盖的外侧设置有可拆卸的镜头座，所述镜头座的主体呈中空的圆筒状，所述镜头座内设置有光学镜头，所述镜头座的底部两侧各设置有一个结合件，所述结合件末端设置有凸出于所述结合件内壁表面的定位突块，所述工位切换箱底座的对应两侧分别具有数量和位置对应于所述定位突块的结合孔，在装配状态下所述定位突块卡接于所述结合孔中。

9.根据权利要求8所述数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述结合件的中心部位设置有固定孔，所述工位切换箱底座的对应两侧分别具有数量和位置对应于所述固定孔的螺丝孔，在装配状态下所述结合件由螺丝穿过所述固定孔后锁固于所述螺丝孔内。

10.根据权利要求1或8所述的数字影像拍摄器用滤光片切换装置，其特征在于所述工位切换箱底座的顶面周边设置有至少两个突柱，所述工位切换箱上盖设置有数量和位置对应于所述突柱的定位孔，在装配状态下所述突柱插接于所述定位孔中。

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