CN109188640A - 一体化镜头结构及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一体化镜头结构及其工作方法，包括座体，所述座体中部的座孔内设置有可相对座体前后移动的前镜座和后镜座，座孔内的两侧分别设置有一上一下的两根与座孔轴心线平行的导杆，其中两根导杆由前镜座两侧部穿过并与其滑动配合，另外两根导杆由后镜座两侧部穿过并与其滑动配合；座孔的两侧还设置有两根分别用以驱动前镜座和后镜座前后移动的螺杆，前镜座和后镜座分别设置有与对应螺杆螺纹配合的拨杆。本发明的一体化镜头结构配合紧凑，成像清晰稳定，防止晃动跑焦，画面不发生变化，调焦变倍时运动舒适、平稳，不容易产生卡死现象，结构承载的负荷量大，结构稳定可靠，可以带动通光口径较大的光学组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种一体化镜头结构及其工作方法。
背景技术
在安防监控行业，超高清4K、体积小的一体化摄像机已发展成为市场的主流产品，而且追求清晰的脚步从未停止过。通常所说的一体化摄像机专指其内部可自动聚焦的一体化镜头，简称一体机。然而，目前的一体机由于结构设计上的缺陷，结构配合不够紧凑，在连续变焦过程中，光轴随着变倍镜组和聚焦镜组的位移始终在跳动，而光轴跳动量的大小直接影响系统的性能指标，造成成像不稳定，无法满足成像要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种成像清晰，防止晃动跑焦，稳定性好的一体化镜头结构及其工作方法。
本发明采用以下方案实现：一种一体化镜头结构，包括座体，所述座体中部的座孔内设置有可相对座体前后移动的前镜座和后镜座，座孔内的两侧分别设置有一上一下的两根与座孔轴心线平行的导杆，其中两根导杆由前镜座两侧部穿过并与其滑动配合，另外两根导杆由后镜座两侧部穿过并与其滑动配合；座孔的两侧还设置有两根分别用以驱动前镜座和后镜座前后移动的螺杆，前镜座和后镜座分别设置有与对应螺杆螺纹配合的拨杆。
进一步的，与前镜座滑动配合的两根导杆呈对角分布，与后镜座滑动配合的两根导杆也呈对角分布；所述导杆直径为1.584~1.588mm，前镜座和后镜座上与导杆配合的通孔直径为1.590~1.600mm，所述座体上用以安装导杆两端的导杆孔直径为1.580~1.590mm。
进一步的，所述螺杆的其中一端与电机的主轴同轴连接，所述拨杆上设置有两个爪臂，两爪臂之间形成供螺杆穿过的U型槽，形成U型槽的两个爪臂内侧设置有与螺杆配合的螺牙。
进一步的，所述拨杆为塑料材质，所述拨杆通过一轴体转动安装于前镜座和后镜座上，前镜座和后镜座上均设置有用以安装轴体的一对安装耳部，所述拨杆与其中一侧的安装耳部之间留有间距，并且在该间距内设置有套于轴体上并推动拨杆顶着另一侧安装耳部的弹簧，所述拨杆上设置有一扭簧，扭簧的两端固定于两爪臂外侧以推动两爪臂夹紧螺杆。
本发明另一技术方案：一种如上所述一体化镜头结构的工作方法，需要调焦时，用于调焦的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动前镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现聚焦功能；需要变倍时，用于变倍的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动后镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现变倍功能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的一体化镜头结构配合紧凑，成像清晰稳定，防止晃动跑焦，画面不发生变化，调焦变倍时运动舒适、平稳，不容易产生卡死现象，结构承载的负荷量大，结构稳定可靠，可以带动通光口径较大的光学组件。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例立体图；
图2是本发明实施例中前镜座和后镜座与导杆配合示意图；
图3是本发明实施例中前镜座与螺杆配合示意图；
图4是本发明实施例中拨杆与螺杆配合示意图；
图5是现有技术一体化镜头在发生360°转动时的成像情况；
图6是本发明一体化镜头在发生360°转动时的成像情况；
图中标号说明：1-座体、2-后镜座、3-FPC、4-导杆、5-前镜座、6-拨杆、7-螺杆、8-弹簧、9-扭簧、10-爪臂、11-电机、12-安装耳部。
具体实施方式
如图1~4所示，一种一体化镜头结构，包括座体1，座体1上部插装FPC；所述座体1中部的座孔内设置有可相对座体前后移动的前镜座5和后镜座2，座孔内的两侧分别设置有一上一下的两根与座孔轴心线平行的导杆4，其中两根导杆（即导杆b和导杆c）由前镜座5两侧部穿过并与其滑动配合，另外两根导杆（即导杆a和导杆d）由后镜座2两侧部穿过并与其滑动配合；座孔的两侧还设置有两根分别用以驱动前镜座和后镜座前后移动的螺杆7，前镜座5和后镜座2分别设置有与对应螺杆7螺纹配合的拨杆6，本发明一体化镜头结构采用4根导杆来对前镜座和后镜座的移动进行导向，导杆与移动的镜座之间采用滑动接触方式，前镜座和后镜座具有各自独立的导向结构，这种结构优势在于运动舒适、平稳，不容易产生卡死现象，结构承载的负荷量大，可以带动通光口径较大的光学组件；前镜座和后镜座的动作主要靠导杆、拨杆和螺杆这三者之间的配合来完成的。
在本实施例中，与前镜座滑动配合的两根导杆（即导杆b和导杆c）呈对角分布，与后镜座滑动配合的两根导杆（即导杆a和导杆d）也呈对角分布，导杆b和导杆d为主导杆，导杆a和导杆c为辅导杆；所述导杆直径为1.584~1.588mm，前镜座和后镜座上与导杆配合的通孔直径为1.590~1.600mm，所述座体上用以安装导杆两端的导杆孔直径为1.580~1.590mm，满足导杆与座体的过盈配合要求，使镜座在作动过程中保持稳定性，通过必须严格控制座体上导杆孔的内径、导杆的直径和镜座的通孔的尺寸，保证导杆装入座体后不晃动、不偏移，同时镜座在移动过程中保持平衡，在镜头作动过程中主导杆发挥定位作用，这样既保证镜座顺利的滑动减少镜头丢步，又满足镜头的同轴要求。
在本实施例中，所述螺杆7的其中一端与电机11的主轴同轴连接，所述拨杆6上设置有两个爪臂10，两爪臂10之间形成供螺杆穿过的U型槽，形成U型槽的两个爪臂内侧设置有与螺杆配合的螺牙。
在本实施例中，所述拨杆为塑料材质，具体采用POM，所述拨杆6通过一轴体安装于前镜座和后镜座上，轴体从拨杆上穿过，前镜座和后镜座上均设置有用以安装轴体的一对安装耳部12，轴体的两端固定安装于安装耳部上的安装孔内，所述拨杆与其中一侧的安装耳部之间留有间距，并且在该间距内设置有套于轴体上并推动拨杆顶着另一侧安装耳部的弹簧8，所述拨杆上设置有一扭簧9，扭簧9的两端固定于两爪臂10外侧以推动两爪臂10夹紧螺杆，将扭簧具有极大的机械能作用在拨杆的爪臂上；弹簧的轴向弹力作用在拨杆与前镜座上，减少由于作动过程中产生的震动力；拨杆和镜座的配合尺寸控制在松配0.01mm的状态，爪臂夹紧螺杆后，此时螺杆与拨杆产生过盈配合，二者间的齿间距起到关键性作用，拨杆和螺杆的齿间距都为0.4mm，保证前镜座和后镜座的单步精度稳定在0.01mm/step。最后由电机带动螺杆运转，传动到拨杆上，使前镜座发生精确的位移，实现一体机的聚焦功能，同理设计理论运用在后镜座上实现一体机变倍功能。
本发明一体化镜头结构通过紧凑的结构配合，在360°转动时保持成像清晰，防止晃动跑焦，成像稳定，画面不发生变化，如图6所示；而常规的一体化镜头在发生360°转动时，由于重力作用，变倍组和聚焦组会发生偏移，则会出现成像不稳定，成像模糊的问题，如图5所示。
一种如上所述一体化镜头结构的工作方法，需要调焦时，用于调焦的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动前镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现聚焦功能；需要变倍时，用于变倍的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动后镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现变倍功能。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种一体化镜头结构，其特征在于：包括座体，所述座体中部的座孔内设置有可相对座体前后移动的前镜座和后镜座，座孔内的两侧分别设置有一上一下的两根与座孔轴心线平行的导杆，其中两根导杆由前镜座两侧部穿过并与其滑动配合，另外两根导杆由后镜座两侧部穿过并与其滑动配合；座孔的两侧还设置有两根分别用以驱动前镜座和后镜座前后移动的螺杆，前镜座和后镜座分别设置有与对应螺杆螺纹配合的拨杆。
2.根据权利要求1所述的一体化镜头结构，其特征在于：与前镜座滑动配合的两根导杆呈对角分布，与后镜座滑动配合的两根导杆也呈对角分布；所述导杆直径为1.584~1.588mm，前镜座和后镜座上与导杆配合的通孔直径为1.590~1.600mm，所述座体上用以安装导杆两端的导杆孔直径为1.580~1.590mm。
3.根据权利要求1所述的一体化镜头结构，其特征在于：所述螺杆的其中一端与电机的主轴同轴连接，所述拨杆上设置有两个爪臂，两爪臂之间形成供螺杆穿过的U型槽，形成U型槽的两个爪臂内侧设置有与螺杆配合的螺牙。
4.根据权利要求2所述的一体化镜头结构，其特征在于：所述拨杆为塑料材质，所述拨杆通过一轴体转动安装于前镜座和后镜座上，前镜座和后镜座上均设置有用以安装轴体的一对安装耳部，所述拨杆与其中一侧的安装耳部之间留有间距，并且在该间距内设置有套于轴体上并推动拨杆顶着另一侧安装耳部的弹簧，所述拨杆上设置有一扭簧，扭簧的两端固定于两爪臂外侧以推动两爪臂夹紧螺杆。
5.一种如权利要求1所述一体化镜头结构的工作方法，其特征在于：需要调焦时，用于调焦的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动前镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现聚焦功能；需要变倍时，用于变倍的电机带动对应螺杆运转，螺杆转动带动与其螺纹配合的拨杆前后移动，拨杆带动后镜座在导杆的导向作用下发生精确的位移，实现变倍功能。
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