CN102226865B - 一种全视野镜头遮挡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及全视野光学镜头的遮挡装置技术领域，特别涉及一种全视野鱼眼镜头遮挡装置。该遮挡装置包括：N个瓣片、联动组件、电机、限位开关、电源模块、控制模块和托环，其中：N为正整数。发明提供的全视野镜头遮挡装置，能够在光学镜头固定不动的状态下，实现镜头的遮挡保护和观测时的全视野范围，结构简单，各部件稳定可靠，可最大程度地延长遮挡装置的使用寿命，能够应用于全天空云自动化观测系统从而提高其系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及全视野光学镜头的遮挡装置技术领域，特别涉及一种全视野鱼眼镜头遮挡装置。
背景技术
光学敏感器件主要包括CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor），互补金属氧化物半导体）及CCD（Charge-coupledDevice，电荷耦合元件）面阵，一般由于响应电流的存在，长期的强光照射会造成其敏感程度下降，甚至感光面阵的损坏。因此，常见的摄像、照相设备都具有遮光机构以覆盖住镜头。对于大多数照相机而言，其遮光机构由平板式遮片构成，由于传统镜头视野较小，因此，即使打开后的遮挡机构位于镜头四周的上方，对成像范围基本不会造成影响。对于大多数摄像机，往往具有手动的遮光盖，拍摄时将其手动取下即可。然而，对于一些特殊应用场合，比如较大视野镜头-鱼眼镜头的遮光与防护，若继续采用相机的平板遮片机构将影响其成像的视野和范围，不能实现超过180°范围的前方全景观测。
现有的遮光装置采用球瓣开合结构来进行镜头的遮光和防护，其球瓣间的联动采用了球瓣间相互咬合的方式，但经过后续研究发现，由于驱动力与联动力之间将产生较大的扭矩，该扭矩会引起球瓣的形变，缩短了球瓣的寿命，进而使得整个遮光装置的使用效率低下。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种全视野镜头遮挡装置，能够在光学镜头固定不动的状态下，实现镜头的遮挡保护和观测时的全视野范围，结构简单，各部件稳定可靠，可最大程度地延长遮挡装置的使用寿命，能够应用于全天空云自动化观测系统，从而提高其系统的稳定性。
（二）技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种镜头遮挡装置，包括：N个瓣片、联动组件、电机、限位开关、电源模块、控制模块和托环，其中：N为正整数；
所述联动组件固定在托环内侧，用于带动每个瓣片运动及确认每个瓣片的定位；
所述电机固定安装在托环上，其与联动组件连接，用于驱动瓣片运动；
所述限位开关位于所述电机的两侧，用于限定所述瓣片的运动轨迹，并向控制模块发送反馈信息；
所述控制模块用于接收限位开关反馈状态信息和计算机的反馈指令，控制电机驱动状态；
所述电源模块用于向控制模块和电机提供电源；
所述托环位于镜头的四周，用来固定电机、限位开关和联动组件。
进一步地，所述联动组件包括：定位轮、拨轮、联动轮、拨棒和定位棒；
所述定位轮通过固定轴筒固定在托环上，所述固定轴筒穿过联动轮的轴心；
所述定位棒一端位于定位轮上；
所述拨轮通过电机轴与电机连接，所述电机轴穿过所述固定轴筒；
所述拨棒一端固定在拨轮上；
所述联动轮上具有定位孔和拨孔，所述定位孔和拨孔位于不同的轴心；
所述拨棒的另一端穿过拨孔，所述定位棒的另一端穿过定位孔。
进一步地，所述托环上远离联动组件的一侧具有固定轮，所述固定轮通过固定轴连接在托环上。
进一步地，所述每个瓣片的一端与联动轮一体设置，其套在固定轴筒上，所述每个瓣片的另一端与固定轮一体设置，其套在固定轴上。
进一步地，所述瓣片的截面为弧形。
进一步地，所述N个瓣片周向组成至少180度的球面形状。
进一步地，所述每片瓣片具有相同的弧度。
进一步地，所述联动轮中拨孔的最小弧度为180/N度，最大弧度为180度，相邻两个联动轮中的拨孔弧度以差值为180/N度递增。
进一步地，所述联动轮中定位孔的最小弧度为180/N度，最大弧度为180度，相邻两个联动轮中的定位孔的弧度差值以差值为180/N度递减。
进一步地，所述瓣片由不透光材料制成。
（三）有益效果
本发明提供的全视野镜头遮挡装置，能够在光学镜头固定不动的状态下，实现镜头的遮挡保护和观测时的全视野范围，结构简单，各部件稳定可靠，可最大程度地延长遮挡装置的使用寿命，能够应用于全天空云自动化观测系统从而提高其系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例全视野镜头遮挡装置结构示意图；
图2为本发明实施例全视野镜头遮挡装置联动组件结构示意图；
图3为本发明实施例全视野镜头遮挡装置联动组件安装结构示意图；
图4为本发明实施例全视野镜头遮挡装置瓣片与联动组件连接结构示意图；
图5为本发明实施例全视野镜头遮挡装置联动组件转动示意图；
图6为本发明实施例全视野镜头遮挡装置联动组件转动另一示意图；
图7-12为本发明实施例全视野镜头遮挡装置闭合过程原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-4所示，本发明实施例全视野镜头遮挡装置包括：N个瓣片1，其中N为正整数、联动组件2、电源模块3、电机4、控制模块5、限位开关6、托环7、固定轴筒8、电机轴9、固定轮10和固定轴11。
其中，该瓣片1为球状，由不透光的金属材料冲压而成，具有一定的硬度，可起到保护镜头的作用。
联动组件2固定在托环7内侧，用于实现每个瓣片1的运动及瓣片1间的位置关系。
电源模块3用于向控制模块5和电机4提供电源。电机4为步进电机或直流电机，该电机4能够提供正向和反向两种运动，从而实现瓣片的开合两种状态。电机4固定安装在托环7上，其与联动组件2连接，用于驱动瓣片1运动。控制模块5用于接收限位开关6反馈状态信息和计算机的反馈指令，控制电机4执行相应的动作。限位开关6位于电机4的两侧，用于限定瓣片1的运动轨迹，即限定瓣片1的起始位置与终止位置，并向控制模块5反馈瓣片1的位置信息。托环7位于镜头的四周，用来固定电机4、限位开关6和联动组件2。另外，托环7上远离联动组件2的一侧具有固定轮10，固定轮10通过固定轴11连接在托环7上。
为了确保有效地遮挡阳光和对镜头的保护，本实施例中瓣片1的数量采用六个，为了保证瓣片间相互具有交叠部分，以保证良好的遮光特性并且设置每个瓣片1的弧度为35度。但实际需求中，可根据实际情况自行设定瓣片1的数量及弧度。
其中，该联动组件2包括：定位轮21、联动轮22、拨轮23、定位棒24和拨棒25，其中，联动轮22上具有定位孔26和拨孔27，定位孔26和拨孔27位于联动轮22上不同的轴心位置。
每个瓣片1的一端与联动轮22一体设置，其套在固定轴筒8上，每个瓣片1另一端与固定轮10一体设置，其套在固定轴11上。
定位轮21与固定轴筒8连接，并通过固定轴筒8固定在托环7上，固定轴筒8穿过联动轮22的轴心。定位棒24的一端位于定位轮21上，其另一端穿过联动轮22中的定位孔26。
拨轮23通过电机轴9与电机4相连，电机轴9穿过固定轴筒8。拨棒25的一端固定在拨轮23上，其另一端穿过联动轮22中的拨孔27。
电机4用来驱动拨轮23，拨轮23在电机4驱动下，依靠穿过拨孔27的拨棒25实现联动轮22的转动，从而带动联动轮22及瓣片1转动。
设置拨孔27的最小弧度为180/N度，最大弧度为180度，相邻两个联动轮22中的拨孔弧度以差值为180/N度递增。
在本实施例中，瓣片N取值为6，则联动轮和固定轮的数量均为六个。其中，拨孔27的弧度最小值180/N为30度，最大值为180度，并且相邻的拨孔27以30度递增，具体6个联动轮中各自的拨孔27的弧度分别为30度、60度、90度、120度、150度、180度；而定位孔26的弧度为最大值为180度，最小值180/N为30度，并且相邻的定位孔26以30度递减。具体6个联动轮中各自的定位孔26的弧度分别为180度、150度、120度、90度、60度、30度。因此，联动轮22转动的最大角度为150度。在瓣片1转动的过程中，依靠定位棒24和拨棒25实现瓣片角度的限定。
如图5-6所示，为联动组件联动原理示意图。图5为其中一个瓣片1的初始位置，图6为该瓣片1在拨棒25驱动下顺时针旋转150°的位置，达到位置时，瓣片1将触动限位开关6，使电机4停止运动，而定位棒也可以保证联动轮位置的相对固定。
图7为第一个瓣片联动轮联动状态示意图，图8为第二个瓣片联动轮联动状态示意图；图9为第三个瓣片联动轮联动状态示意图；图10为第四个瓣片联动轮联动状态示意图；图11为第五个瓣片联动轮联动状态示意图；图12为第六个瓣片联动轮联动状态示意图。
当控制模块5收到计算机指令后，其控制电机4转动，固定在电机轴9上的拨轮23将通过穿过拨孔27的拨棒25驱动所有六片瓣片运动，其瓣片运动的最终位置由拨孔27和定位孔26的弧度来确定，具体拨孔27和定位孔26位置如图，该第一个瓣片连接的联动轮22中的拨孔27的弧度为30度，其定位孔26的弧度为180度；第二个瓣片连接的联动轮22中的拨孔27弧度为60度，其定位孔26弧度为150度；第三个瓣片连接的联动轮22的拨孔27弧度为90度，其定位孔26弧度为120度；第四个瓣片连接的联动轮22中的拨孔27弧度为120度，其定位孔26弧度为90度；第五个瓣片连接的联动轮22中的拨孔27弧度为150度，其定位孔26弧度为60度；第六个瓣片连接的联动轮22中的拨孔27弧度为180度，其定位孔弧度为30度；在拨棒25的作用下，第一个瓣片转动150度，达到水平位置时，触动限位开关6，电机4在控制模块5的控制下停止转动；在第一个瓣片转动过程中，第二个瓣片由于具有30度的空转，并且在限位开关6和定位棒24的限位下，只能转动120度；第三个瓣片在联动轮22的驱动下仅可转过90度，第四个瓣片在联动轮22的驱动下仅可转过60度，第四个瓣片在联动轮22的驱动下仅可转过30度。而第六个瓣片由于联动轮22不进行转动，仅由拨棒25进行空转，因此不发生转动，这样就完成了一次所有瓣片的关闭动作，从而将镜头全方位的遮挡住。相应地，若要打开所有瓣片时，控制模块5收到计算机指令后，其控制电机4进行反转动，固定在电机轴9上的拨轮23将通过穿过拨孔27的拨棒25驱动所有六片瓣片进而反方向的运动，从而将镜头展现出来。
本发明提供的全视野镜头遮挡装置，能够在光学镜头固定不动的状态下，实现镜头的遮挡保护和观测时的全视野范围，结构简单，各部件稳定可靠，可最大程度地延长遮挡装置的使用寿命，能够应用于全天空云自动化观测系统从而提高其系统的稳定性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种全视野镜头遮挡装置，其特征在于，包括：N个瓣片、联动组件、电机、限位开关、电源模块、控制模块和托环，其中：N为正整数；
所述联动组件固定在托环内侧，用于带动每个瓣片运动及确认每个瓣片的定位；
所述电机固定安装在托环上，其与联动组件连接，用于驱动瓣片运动；
所述限位开关位于所述电机的两侧，用于限定所述瓣片的运动轨迹，并向控制模块发送反馈信息；
所述控制模块用于接收限位开关反馈状态信息和计算机的反馈指令，控制电机驱动状态；
所述电源模块用于向控制模块和电机提供电源；
所述托环位于镜头的四周，用来固定电机、限位开关和联动组件；
所述联动组件包括：定位轮、拨轮、联动轮、拨棒和定位棒；
所述定位轮通过固定轴筒固定在托环上，所述固定轴筒穿过联动轮的轴心；
所述定位棒一端位于定位轮上；
所述拨轮通过电机轴与电机连接，所述电机轴穿过所述固定轴筒；
所述拨棒一端固定在拨轮上；
所述联动轮上具有定位孔和拨孔，所述定位孔和拨孔位于不同的轴心；
所述拨棒的另一端穿过拨孔，所述定位棒的另一端穿过定位孔；
所述托环上远离联动组件的一侧具有固定轮，所述固定轮通过固定轴连接在托环上；
所述每个瓣片的一端与联动轮一体设置，其套在固定轴筒上，所述每个瓣片的另一端与固定轮一体设置，其套在固定轴上；
所述瓣片运动依靠拨轮上的拨棒拨动联动轮，带动瓣片转动；所述联动轮中拨孔的最小弧度为180/N度，最大弧度为180度，相邻两个联动轮中的拨孔弧度以差值为180/N度递增；
所述联动轮中定位孔的最小弧度为180/N度，最大弧度为180度，相邻两个联动轮中的定位孔的弧度差值以差值为180/N度递减。
2.如权利要求1所述的全视野镜头遮挡装置，其特征在于，所述瓣片的截面为弧形。
3.如权利要求1所述的全视野镜头遮挡装置，其特征在于，所述N个瓣片周向组成至少180度的球面形状。
4.如权利要求3所述的全视野镜头遮挡装置，其特征在于，所述每片瓣片具有相同的弧度。
5.如权利要求1-4任一项所述的全视野镜头遮挡装置，其特征在于，所述瓣片由不透光材料制成。
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