一种外置偏振片组件和摄像机装置的制作方法

1.本发明涉及光学设备技术领域，特别是涉及一种外置偏振片组件和摄像机装置。


背景技术：

2.目前在智能交通领域，交通电警摄像机主要用于对机动车的违法行为抓拍，例如机动车闯红灯等。在实际使用过程中，由于红绿灯的亮度高于环境亮度，电警摄像机在抓拍图像时会出现抓拍的车辆图像清晰，但抓拍图像中的红绿灯会出现曝光过度的现象。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种外置偏振片组件和摄像机装置，以减少摄像机在拍照时，图像中出现局部曝光过度的现象发生。
4.本发明的实施例提供的一种外置偏振片组件包括固定座、旋转支架、第一驱动组件和偏振片。偏振片固定安装于旋转支架。上述固定座包括旋转轴，旋转轴的延伸方向垂直于偏振片。上述旋转支架安装于旋转轴。第一驱动组件驱动旋转支架相对旋转轴转动。
5.在上述实施例中，上述外置偏振片组件可以安装于摄像机，摄像机中安装了内置偏振片。外置偏振片组件能够对偏振片的旋转角度进行调节，从而调节入射光线经过偏振片的偏振化方向和经过内置偏振片的偏振化方向之间的夹角，进而对入射光线强度进行调节。外置偏振片组件可以抑制摄像机拍照时部分区域曝光过度。将上述外置偏振片组件与交通电警摄像机组装，能够达到抑制抓拍图像中红绿灯曝光过度的现象的发生。上述第一驱动组件可以通过软件进行控制。根据图像中红绿灯的曝光过度情况，控制第一驱动组件来调整偏振片的旋转角度，从而对入射光线强度进行精准调节。
6.在可选的技术方案中，上述旋转支架具有旋转轴孔，旋转轴孔套设于旋转轴，上述旋转支架包括从动齿，从动齿沿所述旋转轴孔的中心排布。第一驱动组件包括驱动齿，驱动齿与从动齿啮合并驱动旋转支架相对旋转轴转动。第一驱动组件结构紧凑，使得上述外置偏振片组件的体积较小。
7.在可选的技术方案中，上述固定座可以包括限位柱，限位柱的轴向的延伸方向与旋转轴的延伸方向平行，旋转支架具有限位槽，限位柱插入限位槽，限位槽用于限制旋转支架的旋转角度。在旋转支架旋转过程中，限位柱和限位槽对旋转支架的旋转角度起到限位的作用，防止旋转支架旋转角度过大，碰撞到周围的其他组件。
8.在可选的技术方案中，上述限位槽包括第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽和第二限位槽沿旋转轴孔对称设置，限位柱包括第一限位柱和第二限位柱，第一限位柱插入第一限位槽，第二限位柱插入第二限位槽。上述第一限位槽和第二限位槽对称设置，能够使旋转支架受力平均，在旋转过程中更加平稳。
9.在可选的技术方案中，上述固定座可以包括底座、升降支架和第二驱动组件。上述升降支架滑动安装于底座，第二驱动组件驱动升降支架沿第一方向升降。上述底座包括底板和侧板，侧板安装于底板。上述第一方向垂直于旋转轴的延伸方向，并且第一方向垂直于
底板。旋转轴位于升降支架。上述升降支架带动旋转支架沿第一方向滑动，从而调整偏振片在第一方向的位置。使偏振片只遮挡曝光过度区域，抑制图像过曝。
10.在可选的技术方案中，上述第二驱动组件包括第二电机和齿条，齿条滑动安装于底座朝向升降支架的一侧，第二电机固定安装于底座，第二电机驱动齿条沿第二方向滑动，第二方向垂直于第一方向。上述齿条包括导向面，导向面设置于齿条背离底座的一侧，导向面与第二方向具有锐角夹角，升降支架与导向面相抵且沿导向面滑动。上述第二电机和齿条结构紧凑，能够减小外置偏振片组件整体的体积。
11.在可选的技术方案中，上述底座可以包括复位件，复位件安装于底座与升降支架之间，用于驱动升降支架靠近底座，使升降支架复位。
12.本发明的实施例还提供了一种摄像机装置，该摄像机装置包括摄像机和上述外置偏振片组件。上述摄像机包括内置偏振片，内置偏振片安装于摄像机。光线经过偏振片再经过内置偏振片最后进入到摄像机的传感器。上述外置偏振片组件用于调节入射光线经过偏振片的偏振化方向和经过内置偏振片的偏振化方向之间的夹角。上述外置偏振片组件使摄像机在拍照时，使图像中过曝的区域光线强度降低，抑制了曝光过度。
13.在可选的技术方案中，摄像机还包括镜头，镜头设置于内置偏振片和偏振片组件之间，内置偏振片与镜头同轴设置，偏振片与内置偏振片平行。偏振片位于内置偏振片所在的平面的正投影，与内置偏振片至少部分重叠。根据马吕斯定律，调节偏振片偏振方向与内置偏振片的偏振方向之间的夹角，能够调节光线强度。并且，根据红绿灯的所在区域调节偏振片与内置偏振片的重叠区域大小，能够使抓拍图像中红绿灯部分光线较弱，防止曝光过度。其他区域光线较强，使图像整体显示清晰。
14.在可选的技术方案中，上述摄像机装置还可以包括保护罩，摄像机和外置偏振片组件安装于上述保护罩。上述保护罩能够防风、防雨、防冲击等，能够保护摄像机和外置偏振片组件不被破坏。
附图说明
15.图1为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的结构示意图；
16.图2为本发明的一个实施例中旋转支架的结构图；
17.图3为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的爆炸图；
18.图4a为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的俯视图；
19.图4b为图4a的a-a剖视图；
20.图5为本发明的一个实施例中齿条的结构图；
21.图6为本发明的一个实施例中底座的结构图；
22.图7为本发明的一个实施例中升降支架的结构图；
23.图8为本发明的一个实施例中摄像机装置的结构图；
24.图9为本发明的一个实施例中摄像机装置的剖视图。
25.附图标记：
26.100-外置偏振片组件；200-摄像机；1-固定座；2-旋转支架；3-第一驱动组件；4-偏振片；5-旋转轴；6-限位柱；21-旋转轴孔；22-从动齿；23-限位槽；31-第一电机；32-驱动齿；231-第一限位槽；232-第二限位槽；61-第一限位柱；62-第二限位柱；11-底座；12-升降支
架；7-第二驱动组件；m-第一方向；q-第二方向；n-旋转轴的延伸方向；110-侧板；111-底板；71-第二电机；72-齿条；73-导向面；121-导向块；721-传动齿；112-滑槽；113-滚珠槽；114-滚珠；10-复位件；115-弹簧柱；122-底壁；123-通孔；124-顶壁；201-镜头；202-内置偏振片；203-保护罩；2031-保护罩底壁；2032-第一侧壁。
具体实施方式
27.为了减少摄像机在拍照时，图像中出现局部曝光过度的现象发生。本发明的实施例提供了一种外置偏振片组件和摄像机装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图举实施例对本发明作进一步详细说明。
28.图1为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的结构示意图。如图1所示，本发明的实施例提供了一种外置偏振片组件100。该外置偏振片组件100包括固定座1、旋转支架2、第一驱动组件3和偏振片4，其中：第一驱动组件3安装于固定座1，偏振片4固定安装于旋转支架2。固定座1包括旋转轴5，旋转轴5的延伸方向垂直于偏振片4，旋转支架2安装于旋转轴5，第一驱动组件3驱动旋转支架2相对旋转轴5转动。
29.在上述实施例中，上述外置偏振片组件100可以安装于摄像机，摄像机中安装了内置偏振片。外置偏振片组件100可以抑制摄像机拍照时部分区域曝光过度。根据马吕斯定律，光线通过偏振片后，此时的光线变成线偏振光(假设其光强度为i(0))，线偏振光通过镜头再经过摄像机内置偏振片(假设其光强度为i)，最后进入到摄像机的传感器中，此时线偏振光强度为i＝i(0)cos2θ。θ是入射光线经过偏振片4的偏振化方向和经过内置偏振片的偏振化方向之间的夹角。外置偏振片组件100能够对偏振片4旋转的角度进行调节，从而对光线经过偏振片后的偏振化方向与经过内置偏振片后偏振化方向之间的夹角进行调节。当夹角θ＝0
°
时，光线强度i＝i(0)cos2θ＝1，此时光线最强。当上述夹角θ从0
°
增加至90
°
，i＝i(0)cos2θ从1减小至0，光线也从最强变至最弱。
30.上述外置偏振片组件100还可以应用于智能交通领域，将上述外置偏振片组件100与交通电警摄像机组装，对违章车辆进行抓拍，能够达到抑制抓拍图像中红绿灯曝光过度。上述外置偏振片组件100采用模块化设计，结构紧凑。
31.在具体的实施例中，上述旋转轴5可以设有安装孔(图中未示出)。旋转支架2安装于旋转轴5后，螺钉安装于上述安装孔，使得上述旋转支架2沿旋转轴5的延伸方向固定，防止旋转支架2掉落。上述偏振片4可以通过螺钉或者胶粘的方式与上述旋转支架2固定连接。在具体制备旋转支架2时，旋转支架2可以设有偏振片安装槽20，偏振片4可以安装于该偏振片安装槽20，使得旋转支架2结构紧凑。
32.图2为本发明的一个实施例中旋转支架的结构图。请结合图1和图2，在可选的实施例中，上述旋转支架2可以具有旋转轴孔21，旋转轴孔21套设于上述旋转轴5。上述旋转支架2包括从动齿22，从动齿22沿旋转轴孔21的中心排布。第一驱动组件3包括第一电机31和驱动齿32，驱动齿32与从动齿22啮合。上述第一电机31通过驱动齿32驱动旋转支架2相对旋转轴5进行转动，从而调节偏振片4的角度。第一驱动组件3结构紧凑，使得上述外置偏振片组件100的体积较小。
33.图3为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的爆炸图。请结合图2和图3，在可选的实施例中，上述固定座1包括限位柱6，限位柱6的轴向的延伸方向与旋转轴5平行。上述旋
转支架2具有限位槽23，上述限位柱6插入限位槽23并与限位槽23滑动连接。在旋转支架2旋转过程中，限位柱6和限位槽23对旋转支架2的旋转角度起到限位的作用，防止旋转支架2旋转角度过大，碰撞到周围的其他组件。上述限位槽23是弧形槽，弧形槽对应的圆心与上述旋转轴孔同心。
34.请继续结合2和图3，在具体的实施例中，上述旋转支架2具有旋转轴孔21。上述限位槽23包括第一限位槽231和第二限位槽232，第一限位槽231和第二限位滑232槽沿旋转轴孔21对称设置。上述限位柱6包括第一限位柱61和第二限位柱62，第一限位柱61插入第一限位槽231，第二限位柱62插入第二限位槽232。上述第一限位槽231和第二限位槽232对称设置，能够使旋转支架2受力平均，在旋转过程中更加平稳。
35.图4a为本发明的一个实施例中外置偏振片组件的俯视图，图4b图4a的a-a剖视图。请结合图1、图3、图4a和图4b，在可选的实施例中，上述固定座1可以包括底座11、升降支架12和第二驱动组件7。上述升降支架12滑动安装于底座11。上述第二驱动组件7驱动升降支架12沿第一方向m滑动。底座包括底板111和侧板110，侧板110安装于底板111，上述第一方向m垂直于旋转轴5的延伸方向n。并且第一方向m垂直于底座11的底板111。在本技术的实施例中，第一方向m为竖直方向。上述旋转轴5位于升降支架12。上述旋转支架2安装于升降支架12，升降支架12带动旋转支架2沿第一方向m滑动，从而调整偏振片4在第一方向m的位置。上述外置偏振片组件可以安装于摄像机，通过调节偏振片4在第一方向m的位置，遮挡过曝区域。还可以将上述外置偏振片组件100与交通电警摄像机组装。由于抓拍的车辆违章图像中只有红绿灯的所在区域会出现曝光过度现象，图像中的其他区域显示清晰。因此只需要将偏振片4遮挡红绿灯所在的抓拍区域即可。由此可以根据红绿灯的位置，调节偏振片4的在第一方向m的位置，使偏振片4覆盖红绿灯区域。
36.图5为本发明的一个实施例中齿条的结构图。请结合图4a、图4b和图5，在可选的实施例中，第二驱动组件7可以包括第二电机71、驱动齿轮(图中未示出)和齿条72。上述齿条72滑动安装于底座11朝向升降支架12的一侧，第二电机71固定安装于底座11，第二电机71驱动齿条72沿第二方向q滑动，第二方向q垂直于第一方向m。上述齿条72包括传动齿721，传动齿721与驱动齿轮啮合。第二电机71通过驱动齿轮驱动齿条72滑动。在本技术的实施例中，第二方向q为水平方向。上述齿条72包括导向面73，导向面73设置于齿条72背离上述底座11的一侧，导向面73与第二方向q具有锐角夹角，升降支架12与导向面73相抵且沿导向面73滑动。在可选的实施例中，上述升降支架12具有导向块121，导向块121与导向面73相抵且沿导向面73滑动。上述第二电机71和齿条72结构紧凑，能够减小外置偏振片组件100的整体的体积。
37.一种具体的实施例中，在初始位置时，导向块121位于导向面73的最低端。当第二电机71驱动齿条72沿第二方向q向右滑动时，导向面73随之向右移动，导向块121由导向面73的最低端滑动到导向面73的最高端。从而使升降支架12沿第一方向m向上移动。当第二电机71驱动齿条72向相反方向滑动时，导向面73随时向左移动，导向块121由导向面73的最高端滑动到导向面73的最低端。从而使升降支架12向下移动。
38.在具体制备上述齿条72时，上述导向面73可以设置为两个，两个导向面73与第二方向q的锐角夹角相同。使得升降支架12在沿第一方向m滑动时受力平均，从而使滑动更加平稳。
39.在可选的实施例中，上述第二驱动组件7也可以包括顶升机构或滑块滑轨机构，只要能够实现升降支架12相对于底座11沿第一方向m滑动即可，本技术不做具体限制。
40.图6为本发明的一个实施例中底座的结构图。请结合图4b和图6，在具体制备上述底座11时，还可以在底板111设置滑槽112，将上述齿条72安装于滑槽112，上述滑槽112能够起到对齿条72的导向作用。更进一步的，还可以在上述滑槽112中设置多个滚珠槽113，在每个滚珠槽113中设置滚珠114。将上述齿条72与滚珠114滚动连接，使得齿条72能够在滑槽112滑动的更加顺畅，从而减小第二电机71的运行阻力。
41.图7为本发明的一个实施例中升降支架的结构图。请结合图4b、图6和图7，在可选的实施例中，上述底座11还可以包括复位件10。上述复位件10安装于底座11与升降支架12之间，用于驱动升降支架12靠近底座11。在升降支架12受到导向面73的驱动力作用下，远离底座11。复位件10能够给上述升降支架12向下的驱动力，将升降支架12向底座11的方向拉回，使其复位。
42.请结合图3、图4b、图6和图7，在具体选择上述复位件10时，可以采用弹簧作为复位件。在上述底座11的底板111上设置弹簧柱115。升降支架12具有底壁122，在上述底壁122设置通孔123。将通孔123套设于上述弹簧柱115，然后将复位件10套设于弹簧柱115外壁，最后用螺钉将复位件10固定于弹簧柱115，使复位件10卡接于升降支架12的底壁122和螺钉头部之间，也就是说，使复位件10的一端与升降支架12的底壁122相抵，另一端与螺钉头部相抵。在上述升降支架12沿第一方向m上升时，底壁122将复位件10压紧于螺钉头部。当升降支架12沿第一方向m下降时，复位件10放松。当复位件10被压紧时，给升降支架12反作用力，使升降支架12有向下运动的趋势，迫使升降支架12复位。或者也可以将复位件10一端与上述升降支架12的顶壁124固定，另一端与底座11的底板111固定。升降支架12向上滑动时，复位件10被拉伸，给升降支架12向下的拉力迫使其复位。上述复位件10除了选择弹簧外，还可以为弹性片和拨杆等部件，本技术不做具体限制。
43.图8为本发明的一个实施例中摄像机装置的结构图。如图8所示，本发明的实施例还提供了一种摄像机装置，该摄像机装置包括摄像机200和上述外置偏振片组件100，摄像机200包括内置偏振片202，内置偏振片202安装于摄像机。入射光线经过偏振片4再经过内置偏振片202最后照射到摄像机的传感器。外置偏振片组件100用于调节进入摄像机200的入射光线经过偏振片4的偏振化方向和经过内置偏振片202的偏振化方向之间的夹角。上述外置偏振片组件100使摄像机200在拍照时抑制了曝光过度。在可选的实施例中，上述外置偏振片组件100使摄像机200抓拍车辆违章时，使抓拍图像中红绿灯的区域光线强度低，避免了曝光过度现象。
44.图9为本发明的一个实施例中摄像机装置的剖视图。请结合图8和图9，在可选的实施例中，上述摄像机200包括镜头201和内置偏振片202，镜头201设置于内置偏振片202和偏振片组件100之间，内置偏振片202与镜头201同轴设置，偏振片4与内置偏振片202平行。上述偏振片4位于内置偏振片202所在的平面的正投影与内置偏振片202至少部分重叠。
45.在一种实施例中，外置偏振片组件100在初始状态时，入射光线经过偏振片4偏振化方向与经过内置偏振片202偏振化方向之间的夹角θ＝0
°
。当需要减弱摄像机200所抓拍的图像的某一区域的光线强度时，例如图像中的红绿灯区域。上述第一电机31驱动上述驱动齿32，从而带动旋转支架2使偏振片4相对旋转轴5旋转，上述的θ从0
°
开始增大，根据公式
i＝i(0)cos2θ，i从1开始减小，从而光线强度也逐渐减小，直至光线强度减小到使抓拍图像清晰时，第一电机31停止工作。
46.由于红绿灯的高度较高，因此一般位于抓拍图像的顶部，被抓拍的车辆位于图像的中下部。并且不同的摄像机镜头其视场角不同。通过第二驱动组件7调节偏振片4与内置偏振片202在第一方向m上的相对距离，以保证偏振片4与内置偏振片202的重叠区域能覆盖红绿灯抓拍区域，重叠区域可以尽可能的小，只要能覆盖红绿灯抓拍区域即可，避免影响其他区域的清晰度。当覆盖区域过大时，第二驱动组件7驱动齿条72沿第二方向q向右移动，导向面73会给升降支架12的导向块121向上的驱动力，此时升降支架12带动偏振片4向上移动，从而减小偏振片4与内置偏振片202之间的重叠区域。当重叠区域过小无法覆盖红绿灯抓拍区域时，第二电机71向反方向转动时，带动齿条72向左移动，导向块121沿导向73面向下滑动，使升降支架12带动偏振片4向下移动，从而增大重叠区域，以覆盖红绿灯抓拍区域。使抓拍图像中红绿灯区域光线较弱，抑制了曝光。其他区域光线较强，使抓拍图像整体显示清晰。
47.请继续参考图9，在可选的实施例中，上述摄像机装置还包括保护罩203，摄像机200和外置偏振片组件安装于上述保护罩203。在一种实施例中，上述保护罩可以包括第一侧壁2032和保护罩底壁2031，摄像机200固定安装于保护罩底壁2031，外置偏振片组件100安装于第一侧壁2032。上述保护罩203能够防风、防雨、防冲击等，能够保护摄像机200和外置偏振片组件100不被破坏。
48.用户可以根据需要更换摄像机200的型号，能够将上述外置偏振片组件100与不同型号的摄像机200进行组装以满足不同拍摄需求。上述外置偏振片组件100和摄像机装置采用模块化设计，结构紧凑，便于后期对摄像机200进行维护。
49.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
50.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。