CN110068981B - 一种透明罩及具有其的摄像光学系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明罩及具有其的摄像光学系统。摄像光学系统的透明罩包括曲面侧壁部，曲面侧壁部的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线整周旋转形成；预设连续曲线包括第一曲线段和第二曲线段，第一曲线段和第二曲线段的曲率均不超过第一预设值，使第一曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第二预设值，第二曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第三预设值；预设连续曲线的靠外的一个端点与摄像机边缘掠过圆的圆心连接形成第一线段，第一线段与第一曲线段和第二曲线段的分界线之间的夹角大于0。本发明尽量将第一曲线段和第二曲线段分别形成的光学系统在图像传感器上成像差控制在容许的范围内，保证图像传感器获得的图像完整且清晰。

Description

一种透明罩及具有其的摄像光学系统

技术领域

本发明涉及摄像机技术领域，特别是涉及一种透明罩及具有其的摄像光学系统。

背景技术

摄像机光学系统包括摄像机及罩设在摄像机外的透明罩，光束通过透明罩进入摄像机，在摄像机的图像传感器的像面上投射成像。摄像机在监控过程中需要进行摇摄和/或倾斜运动，以获得较大监控范围的图像或视频数据。

透明罩主要起到保护摄像机的作用，为了在较大范围内实施监控，透明罩对摄像机的防护面积也相应设置较大，通常设置成过半球形(大于半个球体，比如一个完整球体的四分之三或六分之五等)。

摄像机具有固定范围的视场角，为了在图像传感器的像面上获得清晰的图像，受透明罩的生产工艺限制，摄像机镜头的视场角的范围设置偏小，因此，无法满足大监控范围的需求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

发明内容

本发明实施例提供一种摄像机光学透明罩来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

本发明提供一种摄像光学系统，所述摄像光学系统包括主机壳组件、透明罩、摄像机和摄像机调节装置，其中：所述透明罩安装在所述主机壳组件上，所述透明罩包括曲面侧壁部，所述曲面侧壁部的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线整周旋转形成；所述预设连续曲线包括第一曲线段和第二曲线段，所述第一曲线段和第二曲线段的曲率均不超过第一预设值，使所述第一曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第二预设值，并且所述第二曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第三预设值；所述预设连续曲线的靠外的一个端点与摄像机边缘掠过圆的圆心连接形成第一线段，所述第一线段与所述第一曲线段和第二曲线段的分界线之间的夹角大于0；所述摄像机调节装置安装在所述透明罩与所述主机壳组件形成的空间内，所述摄像机可移动地设置在所述摄像机调节装置。

所述摄像机调节装置包括固定盘和至少两个摄像机支架，所述摄像机支架包括第一支架，所述摄像机安装在所述第一支架上，且位于所述曲面侧壁部所罩设的空间内，所述第一支架可移动地设置在所述固定盘，且带动所述摄像机沿所述固定盘的圆周方向移动。

进一步地，所述预设连续曲线的靠内的一个端点与摄像机边缘掠过圆的圆心连接形成第二线段，所述第一线段与所述第二线段之间的夹角大于 180°，所述夹角朝向所述预设连续曲线设置。

进一步地，所述纵向中心线两侧的所述预设连续曲线相互对称，所述预设连续曲线由样条曲线形成。

进一步地，所述摄像光学系统还包括封闭在所述曲面侧壁部一端的曲面部，所述曲面部和所述曲面侧壁部构成的透明罩的纵向截面曲线基本呈过半圆形，所述第一曲线段沿所述纵向中心线的长度大于所述第二曲线段沿所述纵向中心线的长度，所述纵向截面曲线所在的整圆的圆心紧邻所述圆心设置。

进一步地，所述摄像光学系统还包括封闭在所述曲面侧壁部一端的平面部，所述平面部临近所述第一曲线段设置。

进一步地，所述预设连续曲线基本呈过半圆形，所述透明罩能够容纳围绕其纵向中心线周向间隔分布的多个摄像机。

进一步地，所述第一曲线段沿所述纵向中心线的方向向外突出于所述平面部。

进一步地，所述曲面侧壁部的横向截面曲线为圆形或椭圆形。

进一步地，所述第一预设值为0.1，所述第二预设值为0.06，所述第三预设值为0.015。

进一步地，所述摄像机旋转形成的摄像机边缘掠过圆与所述预设连续曲线在所述摄像机的光轴上的距离变化范围设置为第一预设范围。

进一步地，所述第一预设范围为2至3mm。

进一步地，所述第一支架与所述固定盘中，一者设置有第一齿槽，另一者设置有第一啮合齿；所述第一支架与所述固定盘通过所述第一齿槽与所述第一啮合齿啮合实现相连。

进一步地，所述固定盘上设置有环形滑道，所述第一支架与所述环形滑道在垂直于所述固定盘的方向定位配合，且在所述固定盘的圆周方向可移动。

本发明还提供一种透明罩，所述透明罩包括曲面侧壁部和封闭在所述曲面侧壁部一端的平面部，所述曲面侧壁部的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线，所述预设连续曲线的一个端点与摄像机边缘掠过圆的圆心连接形成第一线段，所述第一线段与所述第一曲线段和第二曲线段的分界线之间的夹角大于 0；所述预设连续曲线包括第一曲线段和第二曲线段，所述第一曲线段和第二曲线段的曲率均不超过第一预设值，使所述第一曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第二预设值，并且所述第二曲线段对应的曲面的后焦偏移量不超过第三预设值；所述平面部临近所述第一曲线段设置，所述第一曲线段沿所述纵向中心线的方向向外突出于所述平面部，所述预设连续曲线基本呈过半圆形，所述透明罩能够容纳围绕其纵向中心线周向间隔分布的多个摄像机。

进一步地，所述预设连续曲线的另一个端点与摄像机边缘掠过圆的圆心连接形成第二线段，所述第一线段与所述第二线段之间的夹角大于180°，所述夹角朝向所述预设连续曲线设置。

进一步地，所述曲面侧壁部的横向截面曲线为圆形或椭圆形。

进一步地，所述纵向中心线两侧的所述预设连续曲线相互对称，所述预设连续曲线由样条曲线形成。

进一步地，所述第一预设值为0.1，所述第二预设值为0.06，所述第三预设值为0.015。

由于本发明将透明罩的第一曲线段和第二曲线段的曲率设置成均不超过第一预设值，第一曲线段的后焦偏移量不超过第二预设值，第二曲线段的后焦偏移量不超过第三预设值，这样尽量将第一曲线段和第二曲线段分别形成的光学系统在图像传感器上成像差控制在容许的范围内，保证图像传感器获得的图像完整且清晰。

附图说明

图1为本发明实施例公开的摄像光学系统的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例公开的摄像光学系统的剖视图；

图3为本发明实施例公开的摄像机调节装置的部分结构图；

图4为安装有摄像机的摄像机调节装置的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的第一支架的结构示意图；

图6为本发明实施例公开的摄像机支架与摄像机的部分爆炸结构示意图；

图7为本发明实施例公开的第二支架与摄像机的部分爆炸结构示意图；

图8为本发明实施例公开的第二支架的部分结构示意图。

图9是图1中的透明罩第一实施例的结构示意图，图中示出了摄像机的摄像机处于水平状态。

图10是图1中的透明罩第一实施例的结构示意图，图中示出了摄像机的旋转形成的摄像机边缘掠过圆。

图11是图1中的透明罩第一实施例的结构示意图，图中示出了第一曲线段和第二曲线段之间的过渡段形状的区别。

图12是图9中的透明罩的第一曲线段和第二曲线段的后焦偏移量的形成示意图。

图13是图1中的透明罩第二实施例的结构示意图。

图14是图1中的透明罩第三实施例的结构示意图。

图15是图1中的透明罩第四实施例的结构示意图。

附图标记：

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明实施例公开一种摄像光学系统，所公开的摄像光学系统包括摄像机调节装置、主机壳组件400、透明罩500和摄像机300。

主机壳组件400通常包括多个零部件，主机壳组件400为摄像光学系统的其它零部件提供安装基础或容纳空间。

透明罩500安装在主机壳组件400上，摄像机调节装置安装在透明罩500 与主机壳组件400所形成的空间内。透明罩500通常采用固定的方式固定在主机壳组件400上。

如图9至图15所示，透明罩500包括曲面侧壁部520，曲面侧壁部520 的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线L整周旋转形成。此处的“围绕纵向中心线L整周旋转形成”比如可以是图14中示出的预设连续曲线以固定半径 R1进行旋转而得到横截面为圆形的曲面侧壁部520，图10中示出的预设连续曲线以固定半径R3进行旋转而得到横截面为圆形的曲面侧壁部520，还可以是图15中示出的以变半径R2进行旋转而得到横截面为椭圆形的曲面侧壁部 520。

所述预设连续曲线具有端点M和端点N，端点M靠内设置，端点N靠外设置。“内”“外”是相对于结构的整体而言的，指向远离透明罩500的方向为“向外”，反之为“向内”。所述预设连续曲线的端点N与摄像机边缘掠过圆320 的圆心Q连接形成第一线段NQ，所述预设连续曲线的端点M与摄像机边缘掠过圆320的圆心Q连接形成第二线段MQ。第一线段NQ与第二线段MQ之间的夹角β大于180°，夹角β朝向所述预设连续曲线设置。

所述预设连续曲线包括第一曲线段521和第二曲线段522，第一曲线段 521和第二曲线段522有两种不同的曲率。下面以举例形式说明实际成像情况。

以图9为例，图9示出的角度θ范围内，即直线I和直线J之间的区域为第一曲线段521，直线H和直线I之间的区域为第二曲线段522，当摄像机1 摄像机位于水平附近,比如对齐第一曲线段521和第二曲线段522之间的分界线(直线I)的时候，摄像机1摄像机的视场角的同时覆盖了第一曲线段521 和第二曲线段522。在本实施例中，第一线段NQ与第一曲线段521和第二曲线段522的分界线QI之间的夹角大于0。将第一曲线段521和第二曲线段522 的曲率设置成均不超过第一预设值，使第一曲线段521对应的曲面的后焦偏移量△f不超过第二预设值，并且第二曲线段522对应的曲面的后焦偏移量△f 不超过第三预设值。

本实施例通过将透明罩500的第一曲线段521和第二曲线段522的曲率设置成均不超过第一预设值，使得第一曲线段521对应的曲面的后焦偏移量不超过第二预设值，第二曲线段522对应的曲面的后焦偏移量不超过第三预设值，也就是说，通过限定将第一曲线段521和第二曲线段522之间的曲率变化范围，将第一曲线段521和第二曲线段522分别形成的光学系统在图像传感器上成像差控制在容许的范围内，保证图像传感器获得的图像完整且清晰。

在一个实施例中，纵向中心线L两侧的所述预设连续曲线相互对称，如图10和图13所示，纵向中心线L左侧和右侧的所述预设连续曲线相对于纵向中心线L左右对称。“左”和“右”可以理解为分别为纸面中对应的“左”和“右”。

所述预设连续曲线由样条曲线形成。“样条曲线”是计算机辅助设计中的非均匀有理B样条曲线(NURBS)，是经过一系列给定点的光滑曲线，样条曲线不仅通过各有序型值点，并且在各型值点处的一阶和二阶导数连续，也即该曲线具有连续的、曲率变化均匀的特点。本实施例通过控制样条曲线的曲率，从而可以得到预设曲率的曲面侧壁部520，保证曲面侧壁部520在转弯处曲率平滑过渡。

在一个实施例中，如图13所示，透明罩500还包括封闭在曲面侧壁部520 一端的曲面部530，曲面部530和曲面侧壁部520构成的透明罩500的纵向截面曲线基本呈过半圆形。图13中，点X3、点X4和点X5三者所在的曲线段为预设连续曲线，其中：点X3与点X2之间表示的是第一曲线段521，且第一曲线段521的曲度对应的角度表示为a1。点X1与点X2之间表示的是第二曲线段522，第二曲线段522的曲度对应的角度表示为a2。点X3、点X4和点X5 三者所在的曲线段为曲面部530的纵向截面曲线，曲面部530的纵向截面曲线的曲度对应的角度表示为a3和a4的和。

第一曲线段521沿纵向中心线L的长度大于第二曲线段522沿纵向中心线L的长度，透明罩500的纵向截面曲线所在的整圆的圆心紧邻圆心Q设置，透明罩500能够容纳一个摄像机300。此种情形下的摄像机300以其上的旋转轴310进行倾斜运动的时候，摄像机300的摄像机基本是在曲面侧壁部520 覆盖且旋转轴310限制的区域内转动。

如图9至图11所示，透明罩500还包括封闭在所述曲面侧壁部520一端的平面部510，平面部510临近第一曲线段521设置。第一曲线段521沿纵向中心线L的长度大于第二曲线段522沿纵向中心线L的长度，所述平面部被构造成平面状。第一曲线段521沿纵向中心线L的方向向外突出于所述平面部，所述预设连续曲线基本呈过半圆形，透明罩500能够容纳围绕其纵向中心线L 周向间隔分布的多个摄像机300(如图10所示)。此种情形下的每一个摄像机 300以其上的旋转轴310进行倾斜运动的时候，摄像机300的摄像机基本是在曲面侧壁部520覆盖且旋转轴310限制的区域内转动。“上”、“下”可以理解为分别为纸面中对应的“上”和“下”。“旋转轴310”垂直于纸面。

需要说明的是，除了上述两种情形之外，还可以如图14和图15中示出地，曲面侧壁部520的纵向截面曲线基本呈过半圆形，并且，平面部510封闭在曲面侧壁部520。与图13示出的透明罩500的形状的不同之处在于：第一曲线段521沿纵向中心线L的方向并不向外突出于所述平面部。曲面侧壁部 520的纵向截面曲线还可以是其它的形状，只要保证通过将透明罩500的第一曲线段521和第二曲线段522的曲率设置成均不超过第一预设值，使得第一曲线段521的后焦偏移量不超过第二预设值，第二曲线段522的后焦偏移量不超过第三预设值即可。

“过半圆形”可以是一个完整圆的一部分，大于二分之一，比如一个完整圆的三分之二，一个完整圆的四分之三，或一个完整圆的六分之五等。上述“基本呈过半圆形”可以理解为与过半圆形接近的形状，而并不是一个标准圆的一部分，其原因在于受制作透明罩500的模具成型工艺的限制，透明罩500 的曲面侧壁部520的纵向截面曲线不可能制作成标准过半圆的形状。

在一个实施例中，由于纵向中心线L的左侧或右侧的纵向截面曲线F由样条曲线形成，即纵向截面曲线F可以沿法向面的特定轨迹扫描成曲面，当样条曲线周向旋转的轨迹为圆形时则形成曲面E1(如图14所示)，当样条曲线周向旋转的轨迹为椭圆形时则形成曲面E2(如图15所示)。而实际上，由于透明罩500的生产工艺的限制，因此，本实施例中提到的横向截面曲线为圆形 E1或椭圆形E1，也仅仅是近似于标准的圆形或椭圆形，通常无法达到标准的圆形或椭圆形。

在一个实施例中，透明罩500的曲率变化的范围的设定方法如下：由于摄像光学系统中包含三个部分：透明罩500、摄像机300和图像传感器。清晰图像即各像素点像差在容许范围内的图像。通常图像处理的能力，所用的图像传感器以及使用的摄像机也是事先选定的，那么，通过设定透明罩500的曲率变化范围要适应图像传感器以及使用的摄像机的预先参数因素。更具体地：在一个变焦摄像机中，焦距的变化对图像传感器解像的影响最大，所以曲率的变化范围首先考虑长焦距的图像。其次在广角的时候，视场角最大，这个范围内的透明罩500曲率变化要符合广角的成像要求。

如上所述，对不同的摄像机，不同的图像传感器及所用的解像方法，容许像差是不一样的，所以不同情况下设定的透明罩500容许的曲率变化量也不同。经过多组实验数据得到能够获得清晰图像的第一预设值为0.1，也就是说，第一曲线段521和第二曲线段522的曲率设置成均不超过0.1，优选为0.03。当然也可以根据特定的变曲率透明罩500来倒推摄像机、图像传感器以及解像方法。

在一个实施例中，通过设置第一曲线段的曲率和设置第二曲线段的曲率, 使得第一曲线段521对应的曲面的后焦偏移量的第二预设值控制为0.06，且第二曲线段522对应的曲面的后焦偏移量的第三预设值控制为0.015。这样就可以保证第一曲线段521和第二曲线段522分别形成的光学系统在图像传感器上成像差控制在容许的范围内，保证图像传感器的图像完整且清晰。

在一个实施例中，摄像机300旋转形成的摄像机边缘掠过圆320与所述曲面侧壁部520在摄像机300的光轴上的距离d设置为在第一预设范围内变动。通过控制距离d的大小，也可以保证第一曲线段521对应的曲面和第二曲线段522对应的曲面分别形成的光学系统在图像传感器上成像差控制在容许的范围内，保证图像传感器获得的图像完整且清晰。

从外形看，本发明的变曲率透明罩能够满足摄像机的透明罩外形要求，与现有技术中的规则球面加柱面的透明罩外形基本一致。图11显示，本发明在第一曲线段521对应的曲面和第二曲线段522对应的曲面之间的过渡段线为实线B，现有技术中的第一曲线段521对应的曲面和第二曲线段522对应的曲面之间的过渡段线为虚线A。现有技术中的规则球面透明罩的曲面在摄像机光轴方向上与图像传感器像面的距离保持不变。而本发明中的摄像机300旋转形成的摄像机边缘掠过圆320与所述曲面侧壁部520在摄像机300的光轴上的距离d可以在2-3mm的范围内变动，只要保证第一曲线段521对应的曲面和第二曲线段522对应的曲面的后焦偏移量满足上述各实施例的设定要求，以及同时保证曲面侧壁部520对摄像机300的摄像机的防护作用即可。

如图1至图8所示，所公开的摄像机调节装置包括固定盘100和至少两个摄像机支架200，固定盘100包含于摄像光学系统的摄像主机，固定盘100 为摄像机支架200和摄像机300的安装基础，摄像机300通过摄像机支架200 设置在固定盘100上。

摄像机支架200包括第一支架210，摄像机300安装在第一支架210上，且位于曲面侧壁部520所罩设的空间内，第一支架210可移动地设置在固定盘 100上，进而能相对于固定盘100移动，通常可以沿固定盘100的圆周方向移动。第一支架210的移动会带动摄像机300跟随移动，进而能调节摄像机300 在固定盘100上的位置，最终实现摄像机300的P向调节，使得摄像机300 在平行于固定盘100的平面内移动。

本申请实施例公开的摄像光学系统中，透明罩500安装在主机壳组件400 上，透明罩500包括平面部510和曲面侧壁部520，曲面侧壁部520围绕平面部510布置，且摄像机300安装在曲面侧壁部520所罩设的空间内，上述方案能够提高透明罩500的抗变形能力。与此同时，摄像机调节装置中，摄像机支架200包括第一支架210，第一支架210能带动摄像机300沿固定盘100的圆周方向移动，进而实现摄像机300的P向调节。而且在摄像机300调整到位后，可以只需要定位透镜支架200即可，无需采用磁铁锁止整个固定盘(相当于背景技术中的安装盘)。

一种具体的实施方式中，第一支架210与固定盘100中，一者可以设置有第一齿槽，另一者可以设置有第一啮合齿，第一齿槽与第一啮合齿啮合。第一支架210与固定盘100通过第一齿槽与第一啮合齿的啮合实现相连。

本发明实施例公开的摄像机调节装置中，摄像机300安装在第一支架210 上，进而能跟随第一支架210在固定盘100上移动，进而实现摄像机300的位置在固定盘100上的调整。第一支架210与固定盘100通过第一齿槽和第一啮合齿之间的啮合实现相连，在调整的过程中，操作人员施加一定的力就能够驱动第一支架210移动，在第一支架210移动的过程中，第一齿槽与第一啮合齿则发生相对移动，待调整结束(外力撤掉)后，第一齿槽与第一啮合齿之间的啮合能够确保第一支架210定位在调整后的位置，最终完成摄像机300的调整。

相比于现有技术中通过磁铁实现摄像机固定的方式而言，本发明公开的摄像机调节装置无需采用体积较大的磁铁，因此，本发明公开的摄像机调节装置还能解决目前摄像光学系统采用磁铁锁止摄像机的方式存在质量较大及成本较高的问题。

一种具体的实施方式中，固定盘100的圆形边缘部分或全部设置有第一齿槽110，相对应地，第一支架210则设置有第一啮合齿211a。第一支架210 可绕固定盘100的圆周方向移动，进而能绕固定盘100的圆周方向转动。第一支架210的转动会带动摄像机300跟随转动，进而能调节摄像机300在固定盘 100上的位置。该位置调整在平行于固定盘100的盘面内进行，为摄像机300 的P向调整。当然，第一齿槽110可以设置在第一支架210上，相对应地，第一啮合齿211a则设置在固定盘100上。

第一支架210可以包括弹性连接部211，弹性连接部211可以设置第一啮合齿211a，第一啮合齿211a与第一齿槽110啮合。需要说明的是，本发明实施例中，第一齿槽与第一啮合齿之间的啮合指的是两者在不受外力时，处于定位状态，第一齿槽和第二啮合齿无法相对发生移动；在第一齿槽或第一啮合齿受外力发生弹性形变时，两者之间的定位配合解除，进而使得第一齿槽与第二啮合齿能发生相对移动，进而实现第一支架210可绕固定盘100的圆周方向移动，也就是，第一支架210沿固定盘100的圆周方向转动。

弹性连接部211通过自身的弹性确保第一齿槽110与第一啮合齿211a之间的啮合具有较好的弹性，在外力的作用下，弹性连接部211会发生弹性形变，进而使得第一啮合齿211a与第一齿槽110之间的定位解除，进而使得两者能够发生相对转动。

实现第一支架210绕固定盘100的圆周方向转动的方式有多种，第一支架210可以沿着固定盘100的圆周方向通过滚动体滚动，进而实现其转动，第一支架210还可以沿着固定盘100的圆周方向滑动，进而实现其转动。

一种具体的实施方式中，固定盘100上可以设置有环形滑道，第一支架 210与环形滑道在垂直于固定盘100的盘面的方向定位配合，第一支架210在固定盘100的圆周方向与固定盘100滑动配合。第一支架210与环形滑道在垂直于固定盘的盘面的方向定位配合，指的是第一支架210无法相对于固定盘 100在垂直于盘面的方向移动，只能沿着固定盘100的圆周方向移动，进而实现转动。本文中，第一支架210与环形滑道在垂直于固定盘100的盘面的方向定位配合，指的使得第一支架210无法在垂直于固定盘100的盘面的方向相对于固定盘100发生相对移动。

固定盘100上开设环形滑道的方式有多种，例如，环形滑道开设在固定盘100的盘面上。请再次参考图1，固定盘100的中心设置有避让孔120，具体的，避让孔120可以贯通固定盘100。避让孔120的开设使得整个固定盘100 成为一个环形结构件，第一支架210沿该环形结构件移动，则能够实现第一支架210在固定盘100的圆周方向转动。

请再次参考图3-5，第一支架210可以包括连接座212和第一卡扣213，连接座212贴设在固定盘100的一侧的表面上，第一卡扣213与连接座212 固定相连，且穿过避让孔120以与固定盘100卡接。连接座212和第一卡扣 213分别与固定盘100两侧的表面配合，能够实现第一支架210在固定盘100 上的装配。第一支架210在固定盘100的圆周方向转动的过程中，连接座212 能相对于固定盘100的一侧的表面滑动，同样，第一卡扣213能相对于固定盘100的另一侧的表面滑动。

弹性连接部211可以作为连接座212或第一卡扣213的一部分，也可以独立于连接座212和第一卡扣213。

一种具体的实施方式中，第一支架210可以包括连接座212和弹性连接部211。弹性连接部211为第一弹性臂，第一弹性臂的一端固定在连接座212 上，另一端为自由端，第一弹性臂的自由端可以位于固定盘100的圆形边缘的外侧。第一弹性臂的自由端能相对于连接座212发生弹性变形，进而解除配合而实现第一支架210与固定盘100之间的相对转动。

为了确保第一支架210在不受外力或受到较小的干扰力时不发生转动，优选的方案中，第一支架210与固定盘100中，至少一者设置有能与另一者涨紧贴合的涨紧部。请参考图3，涨紧部可以包括第一涨紧凸起212a和/或第二弹性臂212b。一种优选的方案中，第一支架210包括连接座212，连接座212 与固定盘100的盘面贴合，连接座212具有与固定盘100相贴合的底面，该底面可以设置有第一涨紧凸起212a和第二弹性臂212b，第一涨紧凸起212a与第二弹性臂212b共同实现第一支架210与固定盘100之间的涨紧贴合。

请再次参考图2，本发明实施例中，摄像机支架200可以为多个，多个摄像机支架200可以沿着固定盘100的圆周方向分布。具体的，多个摄像机支架 200可以沿着固定盘100的圆周方向分散布置。

请参考图4、6、7和8，本发明实施例公开的摄像机调节装置中，摄像机支架200包括第二支架220，第二支架220设置在第一支架210上。第二支架 220能与摄像机300转动配合，以使得摄像机绕自身轴线转动，达到调节摄像机300的目的，即实现摄像机300的R向调节。

第二支架220可以转动地设置在第一支架210上，且能在垂直于固定盘 100的盘面方向移动，进而实现第二支架220带动摄像机300作俯仰转动，最终实现摄像机300在垂直于固定盘100的盘面的方向转动调节，即T向调节。

为了实现更加灵活地调节，第一支架210可以包括与第二支架220转动配合的支撑臂214。第二支架220包括能与支撑臂214可移动配合的涨紧盘 221，涨紧盘221包括涨紧区域，涨紧区域和支撑臂214中，一者设置有第二涨紧凸起，另一者设置有多条沿涨紧盘221的径向延伸的涨紧槽221a，涨紧槽221a与第二涨紧凸起啮合。一种具体的实施方式中，涨紧盘221上设置有涨紧槽221a，支撑臂214上设置有第二涨紧凸起214a，第二涨紧凸起214a 与涨紧槽221a能随第二支架220的转动而发生相对移动。需要说明的是，涨紧槽221a与第二涨紧凸起之间的啮合，指的是在第二支架220不受外力时，第二涨紧凸起214a与涨紧槽221a定位，以确保摄像机300保持在某一位置；当第二支架220受到外力时，在外力的作用下能够使得第二涨紧凸起214a与涨紧槽221a之间由于弹性变形而解除定位，进而使得两者能够相对转动。

在实际的应用过程中，摄像机300只需要在设定的角度范围内相对于第二支架220转动，基于此，请参考图2和4，支撑臂214可以设置有第一限位部214b，涨紧盘221设置有第二限位部221b，第二限位部221b能在涨紧盘 221的转动方向上与第一限位部214b限位配合。

请参考图6，一种具体的实施方式中，支撑臂214可以包括支撑臂主体 214c及固定在支撑臂主体214c上的固定块214d，固定块214d与涨紧盘221 移动配合，进而实现两者之间的相对转动，固定块214d与涨紧盘221可以通过螺钉214e固定在支撑臂主体214c上。上述方案通过固定块214d与涨紧盘 221转动配合，实现摄像机300相对于支撑臂214的转动。

为了提高摄像机300转动的稳定性，优选的方案中，支撑臂214可以为两个，两个支撑臂214分别布置在第二支架220的两侧。

请再次参考图4、6、7和8，第二支架220可以包括环状结构件222，环状结构件222与摄像机300移动配合，进而能使得摄像机300绕自身的轴线转动。涨紧盘221可以设置在环状结构件222上。

环状结构件222与摄像机300中，一者可以设置有第二齿槽，另一者可以设置有与第二齿槽啮合的第二啮合齿，第二啮合齿在摄像机300的圆周方向相对于第二齿槽转动。具体的，摄像机300上可以设置第二齿槽310，相对应地，环状结构件222中可以设置第二啮合齿222a。

环状结构件222的内壁可以设置有第二卡扣222b和凸台222c，凸台222c 与摄像机300上的第二齿槽310或第二啮合齿222a的一端在设定方向定位配合，进而使得环状结构件222在设定方向无法相对于摄像机300移动，第二卡扣222b与摄像机300上的第二齿槽310或第二啮合齿222a的另一端卡接，进而实现摄像机300与环状结构件222在环状结构件222的轴向定位，需要说明的是，上述设定方向为摄像机300的轴线方向。

具体的，凸台222c可以为垂直于第二支架220的内壁的第三弹性臂，第三弹性臂与第二齿槽310或第二啮合齿222a的一端涨紧配合。

在实际的使用过程中，摄像机300通常在一定的角度范围内绕自身的轴线转动，无需绕自身轴线在360°的范围内转动。基于此，请再次参考图4-6，优选的方案中，环状结构件222设置有第三限位部222d，摄像机300上可以设置有第四限位部320，第三限位部222d与第四限位部320在摄像机300绕自身轴线的转动方向限位配合。第三限位部222d与第四限位部320的限位配合，能够使得摄像机300在要求的角度范围内转动即可。

本发明实施例公开的摄像光学系统，所公开的摄像光学系统还可以包括支撑机构600，支撑机构600的一端与主机壳组件400支撑接触，另一端与平面部510支撑接触。支撑机构600与曲面侧壁部520和主机壳组件400构成摄像机容纳空间700，摄像机300位于摄像机容纳空间700内。

本发明实施例公开的摄像光学系统中，支撑机构600的一端与主机壳组件400支撑接触，另一端穿过摄像机调节装置，且与平面部510 支撑接触，从而能实现地透明罩500的支撑，此种结构使得透明罩500在受到外力时的变形会较小，进而能提高透明罩500的抗变形能力，最终能提高摄像光学系统的防爆性能。

支撑机构600的结构有多种，一种具体的实施方式中，支撑机构600可以包括支撑主体610和弹性垫620，支撑主体610的一端可以固定在主机壳组件400上，弹性垫620支撑于支撑主体610的另一端与平面部510之间。

支撑主体610为主要支撑构件，支撑主体610通过弹性垫620支撑在平面部510上，弹性垫620能够确保支撑机构600与透明罩500之间的接触为弹性接触，避免透明罩500在受到撞击时与支撑主体610之间的刚性接触，也就能进一步降低透明罩500发生破碎的概率。如上文所述，主机壳组件400通常包括多个零部件，支撑主体610的一端可以与主机壳组件400所包含的多个零部件中至少一个固定相连，进而实现与主机壳组件400的固定相连。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种摄像光学系统，其特征在于，包括主机壳组件(400)、透明罩(500)、摄像机(300)和摄像机调节装置，其中：

所述透明罩(500)安装在所述主机壳组件(400)上，所述透明罩(500)包括曲面侧壁部(520)，所述曲面侧壁部(520)的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线(L)整周旋转形成；所述预设连续曲线包括第一曲线段(521)和第二曲线段(522)，所述第一曲线段(521)和第二曲线段(522)的曲率均不超过第一预设值，使所述第一曲线段(521)对应的曲面的后焦偏移量(△f)不超过第二预设值，并且所述第二曲线段(522)对应的曲面的后焦偏移量(△f)不超过第三预设值；所述预设连续曲线的靠外的一个端点(N)与摄像机边缘掠过圆(320)的圆心(Q)连接形成第一线段(NQ)，所述第一线段(NQ)与所述第一曲线段(521)和第二曲线段(522)的分界线(QI)之间的夹角大于0；

所述摄像机调节装置安装在所述透明罩(500)与所述主机壳组件(400)形成的空间内，所述摄像机可移动地设置在所述摄像机调节装置。

2.如权利要求1所述的摄像光学系统，其特征在于，所述摄像机调节装置包括固定盘(100)和至少两个摄像机支架(200)，所述摄像机支架(200)包括第一支架(210)，所述摄像机(300)安装在所述第一支架(210)上，且位于所述曲面侧壁部(520)所罩设的空间内，所述第一支架(210)可移动地设置在所述固定盘(100)，且带动所述摄像机(300)沿所述固定盘(100)的圆周方向移动。

3.如权利要求1所述的摄像光学系统，其特征在于，所述预设连续曲线的靠内的一个端点(M)与摄像机边缘掠过圆(320)的圆心(Q)连接形成第二线段(MQ)，所述第一线段(NQ)与所述第二线段(MQ)之间的夹角(β)大于180°，所述夹角(β)朝向所述预设连续曲线设置。

4.如权利要求3所述的摄像光学系统，其特征在于，所述纵向中心线(L)两侧的所述预设连续曲线相互对称，所述预设连续曲线由样条曲线形成。

5.如权利要求4所述的摄像光学系统，其特征在于，还包括封闭在所述曲面侧壁部(520)一端的曲面部(530)，所述曲面部(530)和所述曲面侧壁部(520)构成的透明罩的纵向截面曲线基本呈过半圆形，所述第一曲线段(521)沿所述纵向中心线(L)的长度大于所述第二曲线段(522)沿所述纵向中心线(L)的长度，所述纵向截面曲线所在的整圆的圆心紧邻所述圆心(Q)设置。

6.如权利要求4所述的摄像光学系统，其特征在于，还包括封闭在所述曲面侧壁部(520)一端的平面部(510)，所述平面部(510)临近所述第一曲线段(521)设置。

7.如权利要求6所述的摄像光学系统，其特征在于，所述预设连续曲线基本呈过半圆形，所述透明罩能够容纳围绕其纵向中心线(L)周向间隔分布的多个摄像机(300)。

8.如权利要求7所述的摄像光学系统，其特征在于，所述第一曲线段(521)沿所述纵向中心线(L)的方向向外突出于所述平面部。

9.如权利要求1至8中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，所述曲面侧壁部(520)的横向截面曲线为圆形或椭圆形。

10.如权利要求9所述的摄像光学系统，其特征在于，所述第一预设值为0.1，所述第二预设值为0.06，所述第三预设值为0.015。

11.如权利要求1至8中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，所述摄像机(300)旋转形成的摄像机边缘掠过圆(320)与所述预设连续曲线在所述摄像机(300)的光轴上的距离(d)变化范围设置为第一预设范围。

12.如权利要求11所述的摄像光学系统，其特征在于，所述第一预设范围为2至3mm。

13.如权利要求1、3至8中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，所述摄像机调节装置包括固定盘(100)和至少两个摄像机支架(200)，所述摄像机支架(200)包括第一支架(210)，所述摄像机(300)安装在所述第一支架(210)上，且位于所述曲面侧壁部(520)所罩设的空间内，所述第一支架(210)可移动地设置在所述固定盘(100)，且带动所述摄像机(300)沿所述固定盘(100)的圆周方向移动，所述第一支架(210)与所述固定盘(100)中，一者设置有第一齿槽，另一者设置有第一啮合齿；所述第一支架(210)与所述固定盘(100)通过所述第一齿槽与所述第一啮合齿啮合实现相连。

14.根据权利要求1、3至8中任一项所述的摄像光学系统，其特征在于，所述摄像机调节装置包括固定盘(100)和至少两个摄像机支架(200)，所述摄像机支架(200)包括第一支架(210)，所述摄像机(300)安装在所述第一支架(210)上，且位于所述曲面侧壁部(520)所罩设的空间内，所述第一支架(210)可移动地设置在所述固定盘(100)，且带动所述摄像机(300)沿所述固定盘(100)的圆周方向移动，所述固定盘(100)上设置有环形滑道，所述第一支架(210)与所述环形滑道在垂直于所述固定盘(100)的方向定位配合，且在所述固定盘(100)的圆周方向可移动。

15.一种透明罩，其特征在于，包括曲面侧壁部(520)和封闭在所述曲面侧壁部(520)一端的平面部(510)，所述曲面侧壁部(520)的外轮廓由预设连续曲线围绕纵向中心线(L)整周旋转形成，所述预设连续曲线包括第一曲线段(521)和第二曲线段(522)，所述第一曲线段(521)和第二曲线段(522)的曲率均不超过第一预设值，使所述第一曲线段(521)对应的曲面的后焦偏移量(△f)不超过第二预设值，并且所述第二曲线段(522)对应的曲面的后焦偏移量(△f)不超过第三预设值；

所述预设连续曲线的一个端点(N)与摄像机边缘掠过圆(320)的圆心(Q)连接形成第一线段(NQ)，所述第一线段(NQ)与所述第一曲线段(521)和第二曲线段(522)的分界线(QI)之间的夹角大于0；

所述平面部(510)临近所述第一曲线段(521)设置，所述第一曲线段(521)沿所述纵向中心线(L)的方向向外突出于所述平面部(510)，所述预设连续曲线基本呈过半圆形，所述透明罩能够容纳围绕其纵向中心线(L)周向间隔分布的多个摄像机(300)，所述摄像机(300)旋转形成的摄像机边缘掠过圆(320)与所述预设连续曲线在所述摄像机(300)的光轴上的距离(d)变化范围设置为第一预设范围。

16.如权利要求15所述的透明罩，其特征在于，所述预设连续曲线的另一个端点(M)与摄像机边缘掠过圆(320)的圆心(Q)连接形成第二线段(MQ)，所述第一线段(NQ)与所述第二线段(MQ)之间的夹角(β)大于180°，所述夹角(β)朝向所述预设连续曲线设置。

17.如权利要求16所述的透明罩，其特征在于，所述曲面侧壁部(520)的横向截面曲线为圆形或椭圆形。

18.如权利要求16所述的透明罩，其特征在于，所述纵向中心线(L)两侧的所述预设连续曲线相互对称，所述预设连续曲线由样条曲线形成。

19.如权利要求16至18中任一项所述的透明罩，其特征在于，所述第一预设值为0.1，所述第二预设值为0.06，所述第三预设值为0.015。

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