專利名稱：具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種戶外監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域技術(shù)，尤其涉及一種具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)。
背景技術(shù)：
目前市場上已有具備夜視功能的監(jiān)控相機(jī)，但這些相機(jī)光圈是固定的，出廠時如果光圈較小，將導(dǎo)致夜間亮度不足；如果光圈較大，白天景深偏小從而影響圖像質(zhì)量。而現(xiàn)有光圈可變的監(jiān)控相機(jī)，因需實現(xiàn)多檔光圈切換，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，實現(xiàn)難度大，造價高，不利于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的推廣
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，白天使用時不但擴(kuò)展了景深，而且消除了紅外光導(dǎo)致的色偏，夜間使用時結(jié)合紅外輔助照明，極大改善了圖片的亮度水平，拖影和噪點缺陷大為減少。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案
一種具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，包括菲涅爾透鏡、被動紅外傳感器、自動切換光圈鏡頭、圖像傳感器、環(huán)境亮度檢測電路和紅外輔助照明電路，還包括低功耗MCU和DSP處理芯片，所述被動紅外傳感器位于菲涅爾透鏡焦點位置，并與低功耗MCU連接，所述紅外輔助照明電路和環(huán)境亮度檢測電路分別連接低功耗MCU，而低功耗MCU的輸出端分兩路，其中一路直接連接DSP處理芯片，另一路連接自動切換光圈鏡頭的控制端，該圖像傳感器接到DSP處理芯片上，并且該自動切換光圈鏡頭正對圖像傳感器設(shè)置，而自動切換光圈鏡頭包括透鏡組件以及可切換光闌對，該可切換光闌對上設(shè)有孔徑不同的日間光圈和夜間光圈，該日間光圈的孔徑小于夜間光圈的孔徑，且日間光圈表面具有紅外濾光片；在白天監(jiān)控狀態(tài)下，該日間光圈正對透鏡組件的鏡片，在夜間監(jiān)控狀態(tài)下，該可切換光闌對切換成夜間光圈，夜間光圈正對透鏡組件的鏡片。優(yōu)選的，所述透鏡組件包括依次排列的入瞳光學(xué)鏡片、雙膠合透鏡和出瞳光學(xué)鏡片，所述可切換光闌對設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片和出瞳光學(xué)鏡片之間。優(yōu)選的，所述可切換光闌對設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片和雙膠合透鏡之間。優(yōu)選的，所述可切換光闌對設(shè)置在出瞳光學(xué)鏡片和雙膠合透鏡之間。優(yōu)選的,所述可切換光闌對為一平移板,前述日間光圈和夜間光圈間距地設(shè)置在該平移板上。優(yōu)選的，所述低功耗MCU還連接有一用戶設(shè)置界面，該用戶設(shè)置界面包括按鍵模塊和IXD模塊。優(yōu)選的，所述按鍵模塊包括開機(jī)/關(guān)機(jī)、模式設(shè)定和上翻/下翻三組按鍵；所述LCD模塊包括當(dāng)前日期時間、觸發(fā)有效時間、觸發(fā)工作模式、觸發(fā)間隔時間四個LCD顯示模塊。
優(yōu)選的，所述DSP處理芯片上還連接有SDRAM內(nèi)存芯片、程序存儲芯片、存儲卡接口和USB接口。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知
首先，通過在自動切換光圈鏡頭中設(shè)置可切換光闌對，由于該可切換光闌對上具有孔徑不同的日間光圈和夜間光圈，兩個光圈可根據(jù)環(huán)境亮度自動切換，孔徑較小的日間光圈用于白天監(jiān)控，不但擴(kuò)展了景深，而且日間光圈的紅外濾光片消除了紅外光導(dǎo)致的色偏，拍照/視頻錄制效果理想；而孔徑較大的夜間光圈用于夜晚監(jiān)控，結(jié)合紅外輔助照明電路，極大改善了圖片的亮度水平，拖影和噪點缺陷大為減少；本發(fā)明克服以往固定光圈監(jiān)控相機(jī)出廠時如果光圈較小，將導(dǎo)致夜間亮度不足，如果光圈較大，白天景深偏小從而影響圖像質(zhì)量的矛盾，實現(xiàn)白天監(jiān)控景深完美，目標(biāo)物在近距離、遠(yuǎn)距離保持清晰；夜間監(jiān)控使用低功耗照明、低曝光時間、低增益補(bǔ)償，即可達(dá)到一般小光圈鏡頭的亮度水平。
再者，由于透鏡組件包括依次排列的入瞳光學(xué)鏡片、雙膠合透鏡和出瞳光學(xué)鏡片， 而可切換光闌對可以設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片和雙膠合透鏡之間，也可以設(shè)置在出瞳光學(xué)鏡片與雙膠合透鏡之間，設(shè)置方式多樣，選擇性較強(qiáng)，而且不會影響拍照/視頻錄制效果。還有，通過將日間光圈和夜間光圈間距地設(shè)置在同一片平移板上，結(jié)構(gòu)簡單，日間光圈與夜間光圈的切換更容易實現(xiàn)，而且具有造價低、占用面積小的優(yōu)點，有利于市場推廣。為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖I是本發(fā)明之實施例的系統(tǒng)框 圖2是本發(fā)明之實施例中自動切換光圈鏡頭功能示意圖，圖中處于白天使用狀態(tài)；
圖3是本發(fā)明之實施例中自動切換光圈鏡頭功能示意圖，圖中處于黑夜使用狀態(tài)；
圖4是本發(fā)明之實施例的用戶設(shè)置界面示意圖。附圖標(biāo)識說明
I、DSP處理芯片2、低功耗MCU
3、菲涅爾透鏡4、被動紅外傳感器
5、自動切換光圈鏡頭6、圖像傳感器
7、環(huán)境亮度檢測電路8、紅外輔助照明電路
9、用戶設(shè)置界面10、SDRAM內(nèi)存芯片
II、程序存儲芯片12、存儲卡接口 13、USB接口 14、可切換光闌對 15、入瞳光學(xué)鏡片 16、雙膠合透鏡 17、出瞳光學(xué)鏡片 18、日間光圈
19、夜間光圈20、按鍵模塊
21、LCD 模塊。
具體實施例方式請參照圖I至圖4所示，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有DSP處理芯片I、低功耗MCU 2、菲涅爾透鏡3、被動紅外傳感器4、自動切換光圈鏡頭5、圖像傳感器6、環(huán)境亮度檢測電路7、紅外輔助照明電路8、用戶設(shè)置界面9、SDRAM內(nèi)存芯片10、程序存儲芯片11、存儲卡接口 12和USB接口 13。其中，所述被動紅外傳感器4位于菲涅爾透鏡3焦點位置，并與低功耗MCU 2連接，所述紅外輔助照明電路8和環(huán)境亮度檢測電路7分別連接低功耗MCU 2，而低功耗MCU2的輸出端分兩路，其中一路直接連接DSP處理芯片I，另一路連接自動切換光圈鏡頭5的控制端，該圖像傳感器6接到DSP處理芯片I上，并且該自動切換光圈鏡頭5正對圖像傳感器6設(shè)置，SDRAM內(nèi)存芯片10、程序存儲芯片11、存儲卡接口 12和USB接口 13均連接在DSP處理芯片I上。
具體而言，所述被動紅外傳感器4與菲涅爾透鏡3構(gòu)成對一定空間區(qū)域的監(jiān)控。根據(jù)有效探測范圍內(nèi)的溫度變化來判斷是否有目標(biāo)出現(xiàn)，一旦探測區(qū)內(nèi)溫度變化達(dá)到一定閥值，觸發(fā)低功耗MCU 2，啟動DSP處理芯片I實現(xiàn)照相或錄像。所述環(huán)境亮度檢測電路7由一靈敏度較高的光敏電阻電路來實時檢測周圍環(huán)境的亮度，并在紅外感應(yīng)觸發(fā)后將代表該亮度的電阻上的電壓值輸送到低功耗MCU 2中，低功耗MCU 2將該值與預(yù)設(shè)的閥值相比較，若小于該亮度閥值(環(huán)境暗)，則立即開啟紅外輔助照明電路8，使紅外照明陣列發(fā)光。同時通過同步電磁切換的方式切換自動切換光圈鏡頭5至夜間用光圈，使目標(biāo)身上反射回來的紅外光順利到達(dá)圖像傳感器6成像，完成夜視功能。所述DSP處理芯片I是本功能模塊的核心，該DSP處理芯片I啟動后根據(jù)低功耗MCU 2設(shè)定的模式自動照相或錄像。該DSP處理芯片I對來自圖像傳感器6的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的處理并實時的以JPEG的格式壓縮后存儲，同時該DSP處理芯片I具備普通數(shù)碼照相機(jī)具備的自動曝光和自動白平衡功能，使所拍攝照片和視頻在各種光照條件下達(dá)到亮度適中并且顏色不失真。所述SDRAM內(nèi)存芯片10、程序存儲芯片11、存儲卡接口 12、USB接口 13、圖像傳感器6與DSP處理芯片I配合連接，核心功能主要是完成所需的照相或錄像功能并加以壓縮存儲，具體分工如下
所述SDRAM內(nèi)存芯片10主要功能是作為圖像或視頻信號處理的內(nèi)存，該SDRAM內(nèi)存芯片10須根據(jù)照相機(jī)最高像素來加以配置，為圖像或視頻的順利處理提供支持。所述程序存儲芯片11主要功能是存放DSP處理芯片I的系統(tǒng)程序。當(dāng)DSP處理芯片I啟動時，程序存儲芯片11中的程序被加載到DSP處理芯片I中運行，驅(qū)動DSP處理芯片I對信號進(jìn)行快速處理。所述存儲卡接口 12主要功能是為存儲卡提供驅(qū)動控制電路，具備讀寫存儲卡的功能，該存儲卡接口 12可以與市面上常用的SD卡、MMC卡、TF卡、記憶棒等存儲卡連接。所述USB接口 13主要有兩大功能，一是計算機(jī)可以通過連接該接口讀寫存儲卡或FLASH芯片中的數(shù)據(jù)，瀏覽照片或視頻，或進(jìn)行其它操作；二是可以通過該接口將程序下載到程序存儲芯片11中，完成DSP處理芯片I的軟件版本升級。所述圖像傳感器6的主要功能是將光學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌鬏斨罝SP處理芯片I進(jìn)行處理。工作時有DSP處理芯片I經(jīng)I2C協(xié)議控制圖像傳感器6，完成信號的轉(zhuǎn)換后，將像素點亮度值經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸至DSP處理芯片I進(jìn)行后續(xù)處理。承上，如圖2和圖3所示，所述自動切換光圈鏡頭5包括透鏡組件以及可切換光闌對14。該透鏡組件正對圖像傳感器6，透鏡組件包括依次排列的入瞳光學(xué)鏡片15、雙膠合透鏡16和出瞳光學(xué)鏡片17。所述可切換光闌對14最好設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片15和雙膠合透鏡16之間，或者設(shè)置在出瞳光學(xué)鏡片17和雙膠合透鏡16之間。該可切換光闌對14為一平移板，該平移板上設(shè)有孔徑不同的日間光圈18和夜間光圈19,該日間光圈18的孔徑小于夜間光圈19的孔徑,且日間光圈18表面具有紅外濾光片。在白天監(jiān)控狀態(tài)下，該日間光圈18正對透鏡組件的鏡片，日光中可見光可通過光圈，而日光中紅外光被紅外濾光片阻擋；在夜間監(jiān)控狀態(tài)下，該可切換光闌對14切換成夜間光圈19，使夜間光圈19正對透鏡組件的鏡片，由于沒有紅外濾光片的阻擋，紅外光可全部通過光圈。正常狀態(tài)下監(jiān)控相機(jī)使用日間光圈18，當(dāng)?shù)凸腗CU 2檢測到環(huán)境亮度低于預(yù)設(shè)閥值時，會啟動夜視功能，此時紅外輔助照明電路8使紅外燈陣列點亮發(fā)光·，同時同步切換成不帶濾光片的夜間光圈19，使移動目標(biāo)身上反射回來的紅外光順利到達(dá)圖像傳感器6成像，完成夜視功能。如圖4所示，為用戶設(shè)置界面9示意圖，該界面主要包括用于輸入的按鍵模塊20和用于輸出的LCD模塊21。所述按鍵模塊20包括開機(jī)/關(guān)機(jī)、模式設(shè)定和上翻/下翻三組按鍵；所述LCD模塊21包括當(dāng)前日期時間、觸發(fā)有效時間、觸發(fā)工作模式、觸發(fā)間隔時間四個LCD顯示模塊。用戶通過按鍵模塊20和LCD模塊21，可以方便的調(diào)整當(dāng)前日期時間，并設(shè)定工作模式照相或者錄像，同時設(shè)定觸發(fā)有效時間為白天、晚上或全天24小時，以及觸發(fā)的時間間隔。所述觸發(fā)有效時間通過環(huán)境亮度檢測電路7準(zhǔn)確判定(見圖I)。在有效觸發(fā)時間之外的觸發(fā)無效。本發(fā)明的原理如下在白天監(jiān)控狀態(tài)下，可切換光闌對14的日間光圈18正對透鏡組件的鏡片，被動紅外傳感器4 一旦探測到移動目標(biāo)立刻觸發(fā)低功耗MCU 2，啟動DSP處理芯片I實現(xiàn)照相或錄像，并將圖像/視頻壓縮儲存；在夜間監(jiān)控狀態(tài)下，低功耗MCU 2通過環(huán)境亮度檢測電路7實時監(jiān)測環(huán)境亮度值，若環(huán)境亮度不足，則通過低功耗MCU 2控制在照相或錄像前開啟紅外輔助照明電路8，并且通過同步電磁切換方式自動切換可切換光闌對14至夜間光圈19，移動目標(biāo)身上反射回來的紅外光到達(dá)圖像傳感器6成像，完成自動夜視拍照功能，并且圖像/視頻也被壓縮儲存。綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計重點在于
一，通過在自動切換光圈鏡頭5中設(shè)置可切換光闌對14，由于該可切換光闌對14上具有孔徑不同的日間光圈18和夜間光圈19,兩個光圈可根據(jù)環(huán)境亮度自動切換,孔徑較小的日間光圈18用于白天監(jiān)控，不但擴(kuò)展了景深，而且日間光圈18的紅外濾光片消除了紅外光導(dǎo)致的色偏，拍照/視頻錄制效果理想；而孔徑較大的夜間光圈19用于夜晚監(jiān)控，結(jié)合紅外輔助照明電路8，極大改善了圖片的亮度水平，拖影和噪點缺陷大為減少；本發(fā)明克服以往固定光圈監(jiān)控相機(jī)出廠時如果光圈較小，將導(dǎo)致夜間亮度不足，如果光圈較大，白天景深偏小從而影響圖像質(zhì)量的矛盾，實現(xiàn)白天監(jiān)控景深完美，目標(biāo)物在近距離、遠(yuǎn)距離保持清晰；夜間監(jiān)控使用低功耗照明、低曝光時間、低增益補(bǔ)償，即可達(dá)到一般小光圈鏡頭的亮度水平。二，由于透鏡組件包括依次排列的入瞳光學(xué)鏡片15、雙膠合透鏡16和出瞳光學(xué)鏡片17，而可切換光闌對14可以設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片15和雙膠合透鏡16之間，也可以設(shè)置在出瞳光學(xué)鏡片17與雙膠合透鏡16之間，設(shè)置方式多樣，選擇性較強(qiáng)，而且不會影響拍照/視頻錄制效果。三,通過將日間光圈18和夜間光圈19間距地設(shè)置在同一片平移板上，結(jié)構(gòu)簡單，日間光圈18與夜間光圈19的切換更容易實現(xiàn)，而且具有造價低、占用面積小的優(yōu)點，有利于市場推廣。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，包括菲涅爾透鏡、被動紅外傳感器、自動切換光圈鏡頭、圖像傳感器、環(huán)境亮度檢測電路和紅外輔助照明電路，其特征在于還包括低功耗MCU和DSP處理芯片，所述被動紅外傳感器位于菲涅爾透鏡焦點位置，并與低功耗MCU連接，所述紅外輔助照明電路和環(huán)境亮度檢測電路分別連接低功耗MCU，而低功耗MCU的輸出端分兩路，其中一路直接連接DSP處理芯片，另一路連接自動切換光圈鏡頭的控制端，該圖像傳感器接到DSP處理芯片上，并且該自動切換光圈鏡頭正對圖像傳感器設(shè)置，而自動切換光圈鏡頭包括透鏡組件以及可切換光闌對，該可切換光闌對上設(shè)有孔徑不同的日間光圈和夜間光圈，該日間光圈的孔徑小于夜間光圈的孔徑，且日間光圈表面具有紅外濾光片；在白天監(jiān)控狀態(tài)下，該日間光圈正對透鏡組件的鏡片，在夜間監(jiān)控狀態(tài)下，該可切換光闌對切換成夜間光圈，夜間光圈正對透鏡組件的鏡片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述透鏡組件包括依次排列的入瞳光學(xué)鏡片、雙膠合透鏡和出瞳光學(xué)鏡片，所述可切換光闌對設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片和出瞳光學(xué)鏡片之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述可切換光闌對設(shè)置在入瞳光學(xué)鏡片和雙膠合透鏡之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述可切換光闌對設(shè)置在出瞳光學(xué)鏡片和雙膠合透鏡之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述可切換光闌對為一平移板，前述日間光圈和夜間光圈間距地設(shè)置在該平移板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述低功耗MCU還連接有一用戶設(shè)置界面，該用戶設(shè)置界面包括按鍵模塊和IXD模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述按鍵模塊包括開機(jī)/關(guān)機(jī)、模式設(shè)定和上翻/下翻三組按鍵；所述LCD模塊包括當(dāng)前日期時間、觸發(fā)有效時間、觸發(fā)工作模式、觸發(fā)間隔時間四個LCD顯示模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，其特征在于所述DSP處理芯片上還連接有SDRAM內(nèi)存芯片、程序存儲芯片、存儲卡接口和USB接口。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有日夜雙光圈的監(jiān)控相機(jī)，包括菲涅爾透鏡、被動紅外傳感器、自動切換光圈鏡頭、圖像傳感器、紅外輔助照明電路和環(huán)境亮度檢測電路,還包括低功耗MCU和DSP處理芯片，該自動切換光圈鏡頭正對圖像傳感器設(shè)置，且自動切換光圈鏡頭包括透鏡組件以及可切換光闌對，該可切換光闌對上設(shè)有孔徑不同的日間光圈和夜間光圈，該日間光圈的孔徑小于夜間光圈的孔徑，且日間光圈表面具有紅外濾光片；白天，該日間光圈正對透鏡組件的鏡片，夜間，該可切換光闌對切換成夜間光圈，夜間光圈正對透鏡組件的鏡片。本發(fā)明實現(xiàn)了自動感應(yīng)拍攝和夜視功能，并有效克服了固定光圈監(jiān)控相機(jī)白天景深和夜間亮度之間的矛盾。
文檔編號G02B7/00GK102801906SQ20121027228
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者杜明輝, 楊曉東, 范振粵, 袁仁坤, 楊運勛, 范立斌, 易駿, 馬平, 向志文, 閔武志, 吳土乾, 勞景南 申請人:東莞市南星電子有限公司