專利名稱：濾光鏡自動切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方法涉及攝影、攝像領(lǐng)域，提高照相或攝像機在全天候各種光線條件下的 環(huán)境適應(yīng)性，捕獲到更好的圖片效果，具體涉及用于實現(xiàn)由機器自動切換照相機濾光鏡技 術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，在照相、攝像領(lǐng)域，為了獲得理想的拍攝效果，產(chǎn)生了各種各樣的濾光鏡，例 如偏振鏡、灰度鏡、濾色鏡、UV鏡等等。濾光鏡的安裝方式有永久式安裝和可拆卸式安裝 兩種。對于永久式安裝方式，設(shè)備用于特定的環(huán)境下，環(huán)境光線變化很小，一般情況下不需 要切換濾光鏡；對于可拆卸式安裝方式的應(yīng)用，最常見的是用于隨身攜帶的設(shè)備，需要的時 候，安裝適當(dāng)?shù)臑V光鏡得到想要的拍攝效果。但對于一些專用的攝影/攝像設(shè)備，例如交通 道口專門用于拍攝清晰的車輛圖像的設(shè)備，由于所處環(huán)境比較復(fù)雜，環(huán)境光線會隨著時間 產(chǎn)生很大的變化，而且設(shè)備絕大多數(shù)情況下處于無人值守狀態(tài)，想要利用某種濾光鏡，卻只 能在某種特定的環(huán)境條件下才能達(dá)到最理想效果，當(dāng)環(huán)境光線變化之后，例如日夜變化、天 氣變化，光線角度變化，濾光鏡不但不能提高拍攝質(zhì)量，反而會對拍攝質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。 因此迫切需要一種更加方便的切換濾光鏡的方法，可以在需要的時候，由人遠(yuǎn)程操縱或由 控制設(shè)備根據(jù)環(huán)境光線變化發(fā)出指令由機器自動切換濾光鏡。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決濾光鏡自動切換控制的問題，以保證攝影或攝像設(shè)備在全天候光線條件 下均能捕獲到高清晰圖像，發(fā)明了濾光鏡自動切換的方法。由包括攝影或攝像設(shè)備、驅(qū)動電 路、步進電機、安裝支架、擺臂、擺臂軸、濾光鏡等部分構(gòu)成。濾光鏡自動切換的方法的具體 步驟如下狀態(tài)一自動切換濾光鏡放下，遮擋鏡頭步驟，對應(yīng)說明書附圖31.控制裝置接通電源；2.驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)；3.當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2 ；4.當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)改變；5.控制線電平狀態(tài)是低電平；6.步進電機正轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；7.擺臂上的濾光鏡放下，遮擋鏡頭；11保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2。狀態(tài)二 自動切換濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開步驟，對應(yīng)說明書附圖31控制裝置接通電源；2驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)；3當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2 ；
4驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)改變；8.控制線電平狀態(tài)是高電平；9.步進電機反轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；10.擺臂上的濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開11.保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2。控制裝置，即設(shè)計一個擺臂，擺臂可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，其一端安裝濾光鏡，另一端為一 個齒條，齒條與步進電機轉(zhuǎn)動軸上的齒輪嚙合，步進電機由驅(qū)動電路驅(qū)動，驅(qū)動電路有兩種 輸入電平輸入或是串行通信口輸入；改變控制線電平狀態(tài)高電平或低電平，或通過串口 向驅(qū)動電路發(fā)送控制命令給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路進行解析后即發(fā)出電機驅(qū)動信號給步進電 機，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動到設(shè)定角度，帶動擺臂轉(zhuǎn)動，擺臂上的濾光鏡隨即改變位置，實現(xiàn)機 器自動切換照相機濾光鏡的目的?？刂蒲b置構(gòu)成控制裝置由驅(qū)動電路、步進電機、安裝支架、擺臂、擺臂軸等部分構(gòu) 成?？刂圃砜刂凭€的高電平和低電平分別對應(yīng)兩種不同的濾光鏡狀態(tài)，驅(qū)動電路 隨時檢測控制線的狀態(tài)，當(dāng)控制線電平發(fā)生變化時，驅(qū)動電路根據(jù)原狀態(tài)，給步進電機發(fā)出 正傳或反轉(zhuǎn)驅(qū)動信號，電機轉(zhuǎn)動，齒輪帶動擺臂齒條，擺臂轉(zhuǎn)動，擺臂上的濾光鏡狀態(tài)隨之 改變，當(dāng)電機轉(zhuǎn)動角度達(dá)到設(shè)定的角度時，驅(qū)動電路停止發(fā)送電機轉(zhuǎn)動信號，電機停轉(zhuǎn)，擺 臂停在特定的位置，驅(qū)動電路記憶住新的控制線狀態(tài)。具體描述為狀態(tài)一電機正轉(zhuǎn)，帶 動擺臂轉(zhuǎn)動，將濾光鏡降下，遮擋于照相機鏡頭前。狀態(tài)二 電機反轉(zhuǎn)，帶動擺臂轉(zhuǎn)動，將濾 光鏡升起，濾光鏡從照相機鏡頭前移開。驅(qū)動電路接收上位控制機的控制命令，將控制命令轉(zhuǎn)換成電機驅(qū)動信號，完成對 擺臂狀態(tài)的控制，擺臂上安裝有濾光鏡，也就實現(xiàn)對濾光鏡位置的控制。驅(qū)動電路可接收的控制命令是多路一即對應(yīng)多種濾光鏡狀態(tài)，每多一路控制信 號，對應(yīng)的濾光鏡狀態(tài)數(shù)乘于2 ；串口命令字節(jié)控制，最大可允許256種濾光鏡狀態(tài)。所述的濾光鏡是偏振鏡、UV鏡、灰度鏡、天光鏡、紅外鏡、彩色濾色鏡中的一種。所述的上位機是指攝影或攝像設(shè)備，即發(fā)送控制信號或控制命令的控制設(shè)備，也 就是用于濾光鏡切換控制裝置的設(shè)備或人為操作發(fā)出控制命令。一般是照相或攝像機本身 或由其驅(qū)動的專用驅(qū)動電路，其作用是根據(jù)照相或攝像機提供的實時圖像，判斷現(xiàn)場光線 條件環(huán)境情況，以決定是否需要切換濾光鏡，當(dāng)需要切換濾光鏡時，攝影或攝像設(shè)備發(fā)出控 制指令改變控制線電平狀態(tài)或從串行通信口發(fā)送控制命令。本發(fā)明的濾光鏡切換控制裝置的顯著進步是可以在需要的時候由上位機自動發(fā) 出指令進行濾光鏡切換，解決了長期以來存在的攝影或攝像設(shè)備在無人值守狀態(tài)，不能實 現(xiàn)濾光鏡自動切換控制的問題，以保證攝影或攝像設(shè)備在全天候光線條件下均能捕獲到高 清晰圖像。


圖1.濾光鏡切換裝置構(gòu)成示意圖。圖中濾光鏡I、擺臂II、擺臂軸III、電機固定螺釘IV、支架V、步進電機VI、電源 線VII、驅(qū)動電路VIII、電機驅(qū)動電纜IV、控制線X、攝影或攝像設(shè)備XI。
圖2.濾光鏡的兩種切換狀態(tài)。圖中說明采用1路控制線時，濾光鏡的兩種切換狀態(tài)狀態(tài)一電機正轉(zhuǎn)，帶動擺 臂轉(zhuǎn)動，將濾光鏡降下，遮擋于照相機鏡頭前。狀態(tài)二 電機反轉(zhuǎn)，帶動擺臂轉(zhuǎn)動，將濾光鏡 升起，濾光鏡從照相機鏡頭前移開。圖3.驅(qū)動電路工作流程示意圖。
具體實施例方式實施例一在本實施例中，將具體說明在智能交通抓拍中，實現(xiàn)偏振鏡I在線自動切換的應(yīng) 用實例。在公路治安卡口抓拍應(yīng)用中，為了能看清楚車輛前排的駕乘人員面部特征，需要在 鏡頭前加裝偏振鏡I，以減少擋風(fēng)玻璃反光造成的駕乘人員面部特征不清楚現(xiàn)象，提高拍攝 的高清圖像的可識別率。但在加裝了偏振鏡I之后，由于偏振鏡I本身對光線有一定的反 射和吸收，會造成環(huán)境光線較暗的情況下(如夜間)，畫面整體曝光不足，嚴(yán)重影響圖像質(zhì) 量，所以在環(huán)境光線較暗的時候，需要及時將偏振鏡I從鏡頭前移開。采用本發(fā)明的濾光鏡自動切換的方法，包括偏振鏡I、擺臂II、擺臂軸III、電機固 定螺釘IV、支架V、步進電機VI、電源線VII、驅(qū)動電路VIII、電機驅(qū)動電纜IV、控制線X、攝 影或攝像設(shè)備XI等部分構(gòu)成。濾光鏡自動切換的方法的具體步驟如下自動切換偏振鏡I放下，遮擋鏡頭步驟a)控制裝置接通電源；b)驅(qū)動電路VI11檢查控制線電平狀態(tài)；c)當(dāng)驅(qū)動電路VIII檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2 ；d)當(dāng)驅(qū)動電路VIII檢查控制線電平狀態(tài)改變；e)控制線電平狀態(tài)是低電平；f)步進電機VI正轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；g)擺臂II上的偏振鏡I放下，遮擋鏡頭；h)保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2。自動切換濾光鏡I升起，將遮擋鏡頭的偏振鏡I移開步驟1)控制裝置接通電源；2)驅(qū)動電路VI11檢查控制線電平狀態(tài)；3)當(dāng)驅(qū)動電路VIII檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2 ；
4)驅(qū)動電路VI11檢查控制線電平狀態(tài)改變；5)控制線電平狀態(tài)是高電平；6)步進電機VI反轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；7)擺臂II上的偏振鏡I升起，將遮擋鏡頭的偏振鏡I移開8)保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2。在本實施例一中，攝影或攝像設(shè)備XI為AG-200ICAD網(wǎng)警高清抓拍一體機(云南 金隆偉業(yè)電子有限公司設(shè)計制造)，其具有四路IO輸出口，其中一路被用于輸出環(huán)境光狀 態(tài)，當(dāng)環(huán)境光照度低于某值(Gl)時，Gl代表環(huán)境光照度值，該值依具體環(huán)境光線切換濾光 鏡的設(shè)定，其輸出電平為高；反之，當(dāng)環(huán)境光照度高于某值(G2)時，其輸出電平為低。濾光鏡切換裝置的控制線即連接到此輸出口，該裝置安裝在AG-200ICAD網(wǎng)警高清抓拍一體機 一旁，濾光鏡I剛好位于鏡頭前，從而形成一套可根據(jù)環(huán)境光變化自動切換偏振鏡I的抓拍 系統(tǒng)。環(huán)境較亮?xí)r，相機輸出低電平，偏振鏡I降下，遮擋于鏡頭前，有效去除車輛擋風(fēng)玻璃 的反光；環(huán)境光線較暗時，相機輸出高電平，偏振鏡I升起，從鏡頭前移開，增加曝光量，從 而兼顧了各種環(huán)境照度下的圖像質(zhì)量。實施例二在本實施例二中，采用本發(fā)明的濾光鏡自動切換的方法，將具體說明在使用2根 控制線的情況下，實現(xiàn)3片濾光鏡在線自動切換的應(yīng)用實例。在2控制線的情況下，控制線 的狀態(tài)共有四種狀態(tài)1 (U)——線1高電平、線2高電平；狀態(tài)2 (10)——線1高電平、線 2低電平；狀態(tài)3(01)——線1低電平、線2高電平；狀態(tài)4(00)——線1低電平、線2低電 平；狀態(tài)1對應(yīng)濾光鏡1號，狀態(tài)2對應(yīng)濾光鏡2號，狀態(tài)3對應(yīng)濾光鏡3號，狀態(tài)4對應(yīng)無 濾光鏡。當(dāng)電機驅(qū)動電路VIII檢測到控制線狀態(tài)發(fā)生變化時，發(fā)出電機驅(qū)動信號，驅(qū)動步 進電機VI轉(zhuǎn)動到設(shè)定的角度，帶動擺臂II將對應(yīng)的濾光鏡I轉(zhuǎn)動到鏡頭前，即可達(dá)到切換 濾光鏡I的目的。狀態(tài)1到4對應(yīng)的具體濾光鏡種類可根據(jù)實際需要進行選擇。其它內(nèi)容 同實施例一，不再贅述。實施例三在本實施例三中，采用本發(fā)明的濾光鏡自動切換的方法，將具體說明在使用串行 通信口進行控制的情況下，實現(xiàn)多片濾光鏡在線自動切換的應(yīng)用實例。在使用串行通信口 進行控制的情況下，攝影或攝像設(shè)備XI發(fā)送給驅(qū)動電路的指令幀由多個字節(jié)數(shù)據(jù)組成，其 中一個字節(jié)作為命令字節(jié)，表示濾光鏡的狀態(tài)狀態(tài)1——命令為01，對應(yīng)第1號濾光鏡；狀 態(tài)2——命令字節(jié)為02，對應(yīng)第2號濾光鏡；……狀態(tài)256——命令字節(jié)為256，對應(yīng)第256 號濾光鏡。電機驅(qū)動電路VIII接收到的命令即表示將對應(yīng)的濾光鏡I轉(zhuǎn)動到鏡頭前，當(dāng)前 一次命令與當(dāng)前接收到的命令相同時，表示保持原狀態(tài)不變，當(dāng)電機驅(qū)動電路VIII接收到 命令與上一次收到的命令不一樣時，發(fā)出電機驅(qū)動信號，驅(qū)動步進電機VI轉(zhuǎn)動到設(shè)定的角 度，帶動擺臂II將對應(yīng)的濾光鏡I轉(zhuǎn)動到鏡頭前，即可達(dá)到切換濾光鏡I的目的。命令1 到256對應(yīng)的具體濾光鏡種類可根據(jù)實際需要進行選擇。其它內(nèi)容同實施例一，不再贅述。
權(quán)利要求
濾光鏡自動切換的方法，其特征是，由攝影或攝像設(shè)備、驅(qū)動電路、步進電機、安裝支架、擺臂、擺臂軸、濾光鏡構(gòu)成，濾光鏡自動切換的方法的具體步驟如下狀態(tài)一自動切換濾光鏡放下，遮擋鏡頭步驟，(1)控制裝置接通電源；(2)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)；(3)當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2；(4)當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)改變；(5)控制線電平狀態(tài)是低電平；(6)步進電機正轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；(7)擺臂上的濾光鏡放下，遮擋鏡頭；(8)保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2；狀態(tài)二自動切換濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開步驟，(1)控制裝置接通電源；(2)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)；(3)當(dāng)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)未改變，則返回步驟2；(4)驅(qū)動電路檢查控制線電平狀態(tài)改變；(5)控制線電平狀態(tài)是高電平；(6)步進電機反轉(zhuǎn)到設(shè)定角度；(7)擺臂上的濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開(8)保存當(dāng)前狀態(tài)，返回步驟2。
2.如權(quán)利要求1所述的濾光鏡自動切換的方法，其特征是，所述的驅(qū)動電路輸入是 電平輸入，改變控制線電平狀態(tài)高電平或低電平，驅(qū)動電路進行解析后即發(fā)出電機驅(qū)動信 號給步進電機，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動到設(shè)定角度，帶動擺臂轉(zhuǎn)動，擺臂上的濾光鏡隨即改變位 置，實現(xiàn)機器自動切換濾光鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的濾光鏡自動切換的方法，其特征是，所述的驅(qū)動電路輸入是通 過串口向驅(qū)動電路發(fā)送控制命令給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路進行解析后即發(fā)出電機驅(qū)動信號給 步進電機，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動到設(shè)定角度，帶動擺臂轉(zhuǎn)動，擺臂上的濾光鏡隨即改變位置， 實現(xiàn)機器自動切換濾光鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的濾光鏡自動切換的方法，其特征是，所述的驅(qū)動電路可接收的 控制命令是電平信號，最少采用1路一即對應(yīng)兩種濾光鏡狀態(tài)，狀態(tài)一自動切換濾光鏡 放下，遮擋鏡頭；狀態(tài)二自動切換濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開。
5.如權(quán)利要求1所述的濾光鏡自動切換的方法，其特征是，所述的驅(qū)動電路可接收的 控制命令是多路一即對應(yīng)多種濾光鏡狀態(tài)，每多一路控制信號，對應(yīng)的濾光鏡狀態(tài)數(shù)乘 于2 ；串口命令字節(jié)控制，最大可允許256種濾光鏡狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的濾光鏡自動切換的方法，其特征是，所述的濾光鏡是偏振鏡、UV 鏡、灰度鏡、天光鏡、紅外鏡、彩色濾色鏡中的一種。
全文摘要
濾光鏡自動切換的方法，包括攝影或攝像設(shè)備、驅(qū)動電路、步進電機、安裝支架、擺臂、擺臂軸、濾光鏡等部分構(gòu)成。濾光鏡自動切換的方法的具體步驟如下狀態(tài)一自動切換濾光鏡放下，遮擋鏡頭；狀態(tài)二自動切換濾光鏡升起，將遮擋鏡頭的濾光鏡移開；由上位機自動發(fā)出指令進行濾光鏡切換，解決了長期以來存在的攝影或攝像設(shè)備在無人值守狀態(tài)，不能實現(xiàn)濾光鏡自動切換控制的問題，以保證攝影或攝像設(shè)備在全天候光線條件下均能捕獲到高清晰圖像。
文檔編號H02P8/20GK101963739SQ20101026033
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者卿躍, 王 華 申請人:云南金隆偉業(yè)電子有限公司