CN108254994A - 一种光圈自动调节结构及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光圈自动调节结构，包括光圈底板、与光圈底板配合使用的光圈背板、设置在光圈底板与光圈背板之间并安装在光圈底板上的光圈拨片，所述光圈拨片上设有多个叶片，所述光圈拨片具有一与驱动组件连接的驱动部，所述光圈底板或光圈背板上设置有限制所述驱动部活动行程的限位部，所述驱动组件包括：转动设置在所述光圈背板上的棘轮环，所述棘轮环具有与所述驱动部连接的连接部，所述棘轮环与所述光圈背板之间还设置有复位弹性组件；限制所述棘轮环单向转动的制动棘爪，所述制动棘爪与第一记忆合金元件连接；与所述棘轮环的齿配合的驱动棘爪，所述驱动棘爪与第二记忆合金元件连接。
Description
技术领域
本发明涉及光圈调节装置，特别涉及一种光圈自动调节结构及调节方法。
背景技术
光圈是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。
传统的调整光圈大小的装置主要包括驱动装置与调整装置，而驱动装置一般为电机驱动装置，例如中国专利授权公告号CN207008256U公开了一种自动光圈调整装置，但是该专利的电机成本高，而且电机对使用环境要求高，不适用于户外或者露天等环境，避免电机因为进水或者别的环境因素而造成的性能问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种光圈自动调节结构及调节方法，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种光圈自动调节结构，包括光圈底板、与光圈底板配合使用的光圈背板、设置在光圈底板与光圈背板之间并安装在光圈底板上的光圈拨片，所述光圈拨片上设有多个叶片，所述光圈拨片具有一与驱动组件连接的驱动部，所述光圈底板或光圈背板上设置有限制所述驱动部活动行程的限位部，其特征在于，所述驱动组件包括：
转动设置在所述光圈背板上的棘轮环，所述棘轮环具有与所述驱动部连接的连接部，所述棘轮环与所述光圈背板之间还设置有复位弹性组件；
限制所述棘轮环单向转动的制动棘爪，所述制动棘爪与第一记忆合金元件连接；
与所述棘轮环的齿配合的驱动棘爪，所述驱动棘爪与第二记忆合金元件连接；
工作时，当所述第二记忆合金元件通电发生形变时，带动所述驱动棘爪正向运动一个位移量使得所述棘轮环转动一个齿的距离，
当所述第二记忆合金元件断电恢复原形时，带动所述驱动棘爪反向运动一个位移量以准备下一个驱动动作，
当所述第一记忆合金元件通电发生形变时，带动所述制动棘爪离开所述棘轮环的转动齿，使得所述棘轮环在所述复位弹性组件的作用下复位。
在本发明的一个优选实施例中，所述驱动棘爪的中部供一销轴穿过，所述销轴与所述驱动棘爪的侧部通过扭簧连接，所述第二记忆合金元件包括一对平行设置的记忆合金丝，所述一对记忆合金丝的一端分别与所述销轴的两端连接，另一端分别与电极连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述棘轮环的齿为斜齿结构，所述驱动棘爪的运动方向与所述斜齿结构的倾斜方向平行，所述驱动棘爪面向所述棘轮环正向转动的一端设置有复位压缩部件，所述第二记忆合金元件包括驱动所述驱动棘爪运动的记忆合金丝。
在本发明的一个优选实施例中，所述复位压缩部件包括一压缩弹簧以及与压缩弹簧连接的压紧球。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一记忆合金元件为由记忆合金材料制成的复位弹簧。
在本发明的一个优选实施例中，所述棘轮环通过转动套设置在所述光圈背板上。
在本发明的一个优选实施例中，所述复位弹性组件为复位扭簧。
一种光圈自动调节方法，其特征在于，包括如上任一技术方案所述的一种光圈自动调节结构、光强感应传感器以及分别与光强感应传感器、光圈自动调节结构连接的微电脑控制器，光圈自动调节方法的调节步骤如下：
1)光强感应传感器获取当前摄像头的光强值，称该值为检测光强值；
2)微电脑控制器获取所述检测光强值，与当前的光圈自动调节结构的叶片中部所形成的透光孔所对应的通光量进行对比，其中每一个不同的通光量对应一个预定的光强值，称该值为参照光强值，当检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，微电脑控制器无需发出调节通光量的指令，当检测光强值与参照光强值相比的差值超过预定的合理范围内时，微电脑控制器向光圈自动调节结构发出调节通光量的指令，使得所述驱动棘爪进入工作状态，进而调整通光量，直到检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，该指令结束。
在本发明的一个优选实施例中，步骤1)中的光强感应传感器获取的时间为每隔5-10秒获取一次。
由于采用了如上的技术方案，本发明通过记忆合金元件和棘轮环组件等带动驱动部转动，进而达到改变光圈大小的目的，无需使用电机驱动，结构简单，成本低，精度高，对使用环境要求较低，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的仰视图。
图4是本发明另一种实施例工作时的棘轮环结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
实施例1
参见图1至图3所示一种光圈自动调节结构，包括光圈底板100、与光圈底板100配合使用的光圈背板200、设置在光圈底板100与光圈背板200之间并安装在光圈底板100上的光圈拨片300。光圈拨片300上设有多个叶片310，光圈拨片300具有一与驱动组件连接的驱动部320，光圈底板100或光圈背板200上设置有限制驱动部320活动行程的限位部400。本实施例中的限位部400为圆心角为90°的弧形槽，驱动部320为驱动杆，驱动部320抵触在弧形槽内两端端部位置分别为两个极限位置。上述技术与现有技术的光圈原理一样，当驱动部320在弧形槽运动的过程中，使叶片310转动，多个叶片310同时旋转实现光圈由大到小或者由小到大的逐渐变化。
本发明的特点在于驱动组件的改进。驱动组件包括棘轮环500、制动棘爪600、驱动棘爪700、第一记忆合金元件800和第二记忆合金元件900。棘轮环500通过转动套510设置在光圈背板200上，棘轮环500具有与驱动部320连接的连接部520，棘轮环500与光圈背板200之间还设置有复位弹性组件(图中未示出)，该复位弹性组件优选为复位扭簧。制动棘爪600用以限制棘轮环500单向转动，制动棘爪600与第一记忆合金元件800连接。本实施例中的第一记忆合金元件800为由记忆合金材料制成的复位弹簧，在第一记忆合金元件800没通电时，使得制动棘爪600对棘轮环500的齿501具有一个预紧力，防止棘轮环500反向转动。驱动棘爪700与棘轮环500的齿501配合，本实施例中的驱动棘爪700的中部供一销轴710穿过，销轴710与驱动棘爪700的侧部通过扭簧711连接，第二记忆合金元件900包括一对平行设置的记忆合金丝，一对记忆合金丝的一端分别与销轴710的两端连接，另一端分别与电极(图中未示出)连接。
本发明的工作原理如下(假设棘轮环500正向转动一个齿的距离，光圈缩小一个量度)：
工作时，当需要缩小光圈时，第二记忆合金元件900通电发生形变时，带动驱动棘爪700正向运动一个位移量使得棘轮环500转动一个齿的距离；
当第二记忆合金元件900断电恢复原形时，带动驱动棘爪700反向运动一个位移量以准备下一个驱动动作，由于第一记忆合金元件800的作用，棘轮环500为单向转动，而且驱动棘爪700的中部供一销轴710穿过，销轴710与驱动棘爪700的侧部通过扭簧711连接，所以驱动棘爪700反向运动一个位移量的过程中，棘轮环500不会反向转动；
当第一记忆合金元件800通电发生形变时，带动制动棘爪600离开棘轮环500的转动齿，使得棘轮环500在复位弹性组件530的作用下复位。假设本实施例有五档调节，档位越高则表示光圈越小，当需要从三档向二档调节时，只需要做一个复位动作使得本发明到达一档档位，之后再驱动棘轮环500正向转动一个档位即可。
实施例2
参见图4所示，本实施例的大致结构与实施例1相同，其区别在于，棘轮环500a的齿501a为斜齿结构，驱动棘爪700a的运动方向与斜齿结构的倾斜方向平行，驱动棘爪700a面向棘轮环500a正向转动的一端设置有复位压缩部件710a，第二记忆合金元件900a包括驱动驱动棘爪700a运动的记忆合金丝，复位压缩部件710a包括一压缩弹簧711a以及与压缩弹簧连接的压紧球712a。
本实施例的棘轮环500a制动原理和档位调节原理与实施例1一样，其区别在于，驱动棘爪700a与第二记忆合金元件900a配合驱动棘轮环500a正向转动的方式不一样。当第二记忆合金元件900a通电发生形变时，带动驱动棘爪700a沿平行于斜齿结构的方向运动，在运动过程中，压缩弹簧711a的弹力大于棘轮环500a的转动驱动力，所以压紧球712a压紧棘轮环500a的齿501a使得棘轮环500转动一个齿的距离。当第二记忆合金元件900a断电恢复原形时，带动驱动棘爪700a沿平行于斜齿结构的反方向运动，由于第一记忆合金元件的作用，棘轮环为单向转动，此时压缩弹簧711a的弹力小于棘轮环500a的齿501a对于压紧球712a的反作用力，使得压缩弹簧711a和压紧球712a能够顺利通过两齿501a之间的间隙，驱动棘爪700a反向运动一个位移量以准备下一个驱动动作。
利用上述的光圈自动调节结构可以得出光圈自动调节方法，该方法还包括光强感应传感器以及分别与光强感应传感器、光圈自动调节结构连接的微电脑控制器，该方法的调节步骤如下：
1)光强感应传感器获取当前摄像头的光强值，称该值为检测光强值；
2)微电脑控制器获取所述检测光强值，与当前的光圈自动调节结构的叶片中部所形成的透光孔所对应的通光量进行对比，其中每一个不同的通光量对应一个预定的光强值，称该值为参照光强值，当检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，微电脑控制器无需发出调节通光量的指令，当检测光强值与参照光强值相比的差值超过预定的合理范围内时，微电脑控制器向光圈自动调节结构发出调节通光量的指令，使得驱动棘爪进入工作状态，进而调整通光量，直到检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，该指令结束。
例如，当微电脑控制器获取所述检测光强值(假设相当于通光量为三档的光强值)，与当前的光圈自动调节结构的叶片中部所形成的透光孔所对应的通光量进行对比。当检测光强值(假设相当于通光量为三档的光强值)与参照光强值(假设此时的通光量为三档的光强值)相比的差值在预定的合理范围内时，微电脑控制器无需发出调节通光量的指令。当检测光强值(假设相当于通光量为三档的光强值)与参照光强值(假设此时的通光量为二档的光强值)相比的差值超过预定的合理范围内时，微电脑控制器向光圈自动调节结构发出调节通光量的指令，使得驱动棘爪进入工作状态，进而调整通光量，使得此时的通光量被调节为三档的光强值。
为了使得本发明能够实现自动检测，步骤1)中的光强感应传感器获取的时间为每隔5-10秒获取一次。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种光圈自动调节结构，包括光圈底板、与光圈底板配合使用的光圈背板、设置在光圈底板与光圈背板之间并安装在光圈底板上的光圈拨片，所述光圈拨片上设有多个叶片，所述光圈拨片具有一与驱动组件连接的驱动部，所述光圈底板或光圈背板上设置有限制所述驱动部活动行程的限位部，其特征在于，所述驱动组件包括：
转动设置在所述光圈背板上的棘轮环，所述棘轮环具有与所述驱动部连接的连接部，所述棘轮环与所述光圈背板之间还设置有复位弹性组件；
限制所述棘轮环单向转动的制动棘爪，所述制动棘爪与第一记忆合金元件连接；
与所述棘轮环的齿配合的驱动棘爪，所述驱动棘爪与第二记忆合金元件连接；
工作时，当所述第二记忆合金元件通电发生形变时，带动所述驱动棘爪正向运动一个位移量使得所述棘轮环转动一个齿的距离，
当所述第二记忆合金元件断电恢复原形时，带动所述驱动棘爪反向运动一个位移量以准备下一个驱动动作，
当所述第一记忆合金元件通电发生形变时，带动所述制动棘爪离开所述棘轮环的转动齿，使得所述棘轮环在所述复位弹性组件的作用下复位。
2.如权利要求1所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述驱动棘爪的中部供一销轴穿过，所述销轴与所述驱动棘爪的侧部通过扭簧连接，所述第二记忆合金元件包括一对平行设置的记忆合金丝，所述一对记忆合金丝的一端分别与所述销轴的两端连接，另一端分别与电极连接。
3.如权利要求1所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述棘轮环的齿为斜齿结构，所述驱动棘爪的运动方向与所述斜齿结构的倾斜方向平行，所述驱动棘爪面向所述棘轮环正向转动的一端设置有复位压缩部件，所述第二记忆合金元件包括驱动所述驱动棘爪运动的记忆合金丝。
4.如权利要求3所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述复位压缩部件包括一压缩弹簧以及与压缩弹簧连接的压紧球。
5.如权利要求1所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述第一记忆合金元件为由记忆合金材料制成的复位弹簧。
6.如权利要求1所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述棘轮环通过转动套设置在所述光圈背板上。
7.如权利要求1所述的一种光圈自动调节结构，其特征在于，所述复位弹性组件为复位扭簧。
8.一种光圈自动调节方法，其特征在于，包括如权利要求1-7任一权利要求所述的一种光圈自动调节结构、光强感应传感器以及分别与光强感应传感器、光圈自动调节结构连接的微电脑控制器，光圈自动调节方法的调节步骤如下：
1)光强感应传感器获取当前摄像头的光强值，称该值为检测光强值；
2)微电脑控制器获取所述检测光强值，与当前的光圈自动调节结构的叶片中部所形成的透光孔所对应的通光量进行对比，其中每一个不同的通光量对应一个预定的光强值，称该值为参照光强值，当检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，微电脑控制器无需发出调节通光量的指令，当检测光强值与参照光强值相比的差值超过预定的合理范围内时，微电脑控制器向光圈自动调节结构发出调节通光量的指令，使得所述驱动棘爪进入工作状态，进而调整通光量，直到检测光强值与参照光强值相比的差值在预定的合理范围内时，该指令结束。
9.如权利要求8所述的一种光圈自动调节方法，其特征在于，步骤1)中的光强感应传感器获取的时间为每隔5-10秒获取一次。
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