CN110376701A - 自动变焦镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动变焦镜头，包括：底座，固定设置有镜筒；第一透镜组，位于所述镜筒内部的一端，包括对焦群、变焦群和固定群；第二透镜组，与所述第一透镜组同轴，位于所述镜筒内部的另一端；倍率粗调单元，包括支承在所述底座上的第一驱动机构、与所述第一驱动机构连接的第一旋转机构以及安装在所述第一旋转机构多种倍率的透镜群；还包括：滤光片切换单元，包括支承在所述底座上的第二驱动机构、与所述第二驱动机构连接的第二旋转机构以及安装在所述第二旋转机构上的多种滤光片。本发明利用不同倍率透镜组的自动切换功能及滤光片自动匹配功能，可以使摄像机方便地适用于不同环境中，解决了传统摄像机使用范围单一的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动变焦镜头。
背景技术
随着安防监控行业的发展，安防监控镜头的使用环境越来越复杂。传统变焦镜头的可变倍率非常有限，因此使用的环境也受到一定的限制，越来越难以满足未来监控大环境需求。传统的变焦镜头普遍采用单一的变焦群来进行变倍调节，这种调节方式虽然可以连续且精细的改变镜头倍率，但是由于受到镜头结构本身的限制，使其变倍调节的范围极为有限，严重限制了监控镜头的可监控范围。且现有的变焦镜头仅搭配一组光学系，单一的光学系无法满足镜头适用在不同环境中，严重制约了监控镜头的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种自动变焦镜头。
为实现上述目的，本发明提供一种自动变焦镜头，包括：
底座，固定设置有镜筒；
第一透镜组，位于所述镜筒内部的一端，包括对焦群、变焦群和固定群；
第二透镜组，与所述第一透镜组同轴，位于所述镜筒内部的另一端；
倍率粗调单元，包括支承在所述底座上的第一驱动机构、与所述第一驱动机构连接的第一旋转机构以及安装在所述第一旋转机构多种倍率的透镜群；
还包括：
滤光片切换单元，包括支承在所述底座上的第二驱动机构、与所述第二驱动机构连接的第二旋转机构以及安装在所述第二旋转机构上的多种滤光片。
根据本发明的一个方面，所述倍率粗调单元和所述滤光片切换单元位于所述固定群和所述变焦群之间、所述变焦群和所述对焦群之间或所述对焦群和所述第二透镜组之间。
根据本发明的一个方面，所述第一旋转机构还包括可旋转地支承在所述底座上的第一支承轴以及固定在所述第一支承轴上并设有外齿的第一转盘；
所述多种透镜群沿圆周方向相间设置在所述第一转盘上，并可随所述第一转盘旋转而移动至与所述第二透镜组同轴。
根据本发明的一个方面，所述第二旋转机构还包括设有外齿的第二转盘以及可旋转地支承在所述底座上的第二支承轴；
所述第二转盘固定在所述第二支承轴上；
所述多种滤光片沿圆周方向相间设置在所述第二转盘上，并可随所述第二转盘旋转而移动至与所述第二透镜组同轴。
根据本发明的一个方面，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均包括依次连接的电机、减速器和齿轮组；
所述齿轮组分别与所述第一转盘或所述第二转盘的外齿啮合。
根据本发明的一个方面，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均还包括支承在所述底座上的切换控制装置；
所述切换控制装置包括固定在所述底座上的电位器以及与所述电位器输出端连接并分别与所述第一转盘或所述第二转盘的外齿啮合的齿轮。
根据本发明的一个方面，还包括分别用于使所述倍率粗调单元或所述滤光片切换单元的电机停转的第一停止机构和第二停止机构；
所述第一停止机构和所述第二停止机构均包括分别与两个所述电机电连接并固定在所述倍率粗调单元和所述滤光片切换单元外部的微动开关以及分别固定在所述第一转盘或所述第二转盘上的限位块。
根据本发明的一个方面，所述第一停止机构中的限位块固定在所述第一转盘面对所述底座的一面上；
所述第一停止机构中的微动开关固定在所述底座上。
根据本发明的一个方面，所述第二停止机构的限位块固定在所述第二转盘远离所述底座的一面上；
所述第二停止机构的微动开关固定在所述第二转盘的外部上方。
根据本发明的一个方面，所述限位块可随所述第一转盘或所述第二转盘的旋转分别与两个所述微动开关接触产生信号从而分别使两个所述电机停转。
根据本发明的一个方案，倍率粗调单元配合倍率精调单元既可实现大范围倍率的粗调解，又可实现小范围精确调节，有效提升了摄像机的可视范围，解决了传统监控镜头可变倍率极为有限的难题。同时也实现了一颗镜头搭配两组乃至多组光学系的可能性，扩大了一颗镜头的适用范围。
根据本发明的一个方案，滤光片切换单元可切换多种滤光片，可与倍率粗调单元中的透镜群通过两驱动机构的驱动自动匹配，使得摄像机更加的人性化。
根据本发明的一个方案，切换控制装置中的电位器可通过给定相应的电阻值来控制两转盘转动到多种状态下停止，确保倍率粗调单元和滤光片切换单元切换过程的准确性。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的自动变焦镜头的结构图；
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的倍率粗调单元的结构图；
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的滤光片切换单元的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的自动变焦镜头的结构图。如图1所示，本发明的自动变焦镜头，包括底座1、第一透镜组2、第二透镜组3、倍率粗调单元4和滤光片切换单元5。
根据本发明的一种实施方式，本发明镜头的镜筒(图中未示出)通过螺钉锁附在底座1上，第一透镜组2位于镜筒内部前端，并通过螺钉固定在底座1上，用于对焦和小范围的连续变倍，实现精调目的。第一透镜组2包括对焦群、变焦群和固定群(均未在图中示出)，固定群位于镜筒最前端，而对焦群和变焦群可以通过导轴(图中未示出)在镜筒内轴向移动，实现对焦群的对焦功能和变焦群的变焦功能。第二透镜组3位于镜筒内部后端与第一透镜组2同轴，并通过螺钉锁附在镜筒上，起到后焦补偿的作用。
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的倍率粗调单元的结构图。结合图1和图2，倍率粗调单元4包括第一驱动机构401和第一旋转机构402。第一旋转机构402包括透镜群4021、第一支承轴4022和第一转盘4023。第一支承轴4022可旋转地支承在底座1上，第一转盘4023通过螺钉锁附在第一支承轴4022上，实现第一转盘4023可旋转的目的。并且第一转盘4023外周设有外齿，以便与第一驱动机构401连接。本实施方式设置了四个不同倍率的透镜群4021，并沿圆周方向相间设置在第一转盘4023上，并可随第一转盘4023旋转而移动至与第二透镜组3同轴。根据本发明的构思，透镜群4021的数量可根据实际需求设置，只要能够实现大范围倍率内的粗调节。
根据本发明的一种实施方式，第一驱动机构401支承在底座1上，包括依次连接的电机a、减速器b和齿轮组c。本发明的电机a为直流电机，其转速较高，以确保变倍群切换过程的快速性。齿轮组c与第一转盘4023的外齿啮合，用于增大电机a的输出转矩，以确保变倍群切换过程的扭矩充足。减速器b也可增大电机a的输出扭矩，以确保变倍群切换过程的稳定性。为保证切换过程的准确性，本发明还设置了切换控制装置D，切换控制装置D包括电位器D1和齿轮D2。电位器D1固定在底座1上，齿轮D2与电位器D1输出端连接并与第一转盘4023的外齿啮合。如此当第一驱动机构401驱动第一转盘4023转动时，随之带动齿轮D2转动从而带动电位器D1内部滑片移动以调节电位器D1的电阻值，当到达相应电阻值时，电位器D1发出反馈信号，电机a停止转动，以确保切换过程的准确性。
根据本发明的一种实施方式，本发明还设置了第一停止机构8使倍率粗调单元4的电机a停转。第一停止机构8包括微动开关e和限位块f。微动开关e为两个沿圆周方向相间设置的机械死点感应装置，并均与电机a电连接，固定在底座1上。而限位块f有两个垂直连接的平板结构组成，其中一个平板固定在第一转盘4023底部，当限位块f随第一转盘4023的旋转与微动开关e接触并将微动开关e的弹片推动到微动开关e的临界点时会产生信号，使电机a停止转动。
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的滤光片切换单元的结构图。结合图1和图3，滤光片切换单元5支承在底座1上，包括第二驱动机构501和第二旋转机构502。第二旋转机构502包括多种滤光片5021、第二转盘5022和第二支承轴5023。第二支承轴5023可旋转地支承在底座1上，第二转盘5022同样通过螺钉锁附在第二支承轴5023上，并设有外齿，以便与第二驱动机构501连接。滤光片5021沿圆周方向相间设置在第二转盘5022上，同样设置四个，并可随所述第二转盘5022旋转而移动至与第二透镜组3同轴，实现滤光片5021的自动匹配功能，可以使镜头处于不同环境中匹配相适用的滤光片5021，保证成像画面的清晰度。在本实施方式中，第二转盘5022位于第二透镜组3和倍率粗调单元4的第一转盘4023之间。
根据本发明的一种实施方式，第二驱动机构501也支承在底座1上，与第一驱动机构401相同，同样包括依次连接的电机a、减速器b和齿轮组c。电机a也为直流电机，齿轮组c与第二转盘5022的外齿啮合。为保证切换过程的准确性，滤光片切换单元5也连接有切换控制装置D，切换控制装置D同样包括电位器D1和齿轮D2，连接方式也与倍率粗调单元4类似，其中齿轮D2与第二转盘5022的外齿啮合。
根据本发明的一种实施方式，本发明也为滤光片切换单元5设置了第二停止机构9使其电机a停转。第二停止机构9的组成与第一停止机构8相同，也包括微动开关e和限位块f。与第一停止机构8不同的是，微动开关e不固定在底座1上，而固定在如图3所示位置，具体固定位置可根据实际结构而定。限位块f则固定在第二转盘5022上部。同样当限位块f随第一转盘4023的旋转与微动开关e接触并将微动开关e的弹片推动到微动开关e的临界点时会产生信号，使电机a停止转动。
在本发明中，倍率粗调单元4和滤光片切换单元5可以位于本发明自动变焦镜头中任意两个群组之间，即可位于固定群和变焦群之间、变焦群和对焦群之间或对焦群和第二透镜组3之间。
根据本发明的上述实施方式，倍率粗调单元4配合第一透镜组2既可实现大范围倍率的粗调解，又可实现小范围精细调节，有效提升了摄像机的可视范围，解决了传统监控镜头可变倍率极为有限的难题。同时也实现了一颗镜头搭配两组乃至多组光学系的可能性，扩大了一颗镜头的适用范围。滤光片切换单元5可切换多种滤光片5021，可与倍率粗调单元4中的透镜群4021通过两驱动机构的驱动自动匹配，使得摄像机更加的人性化。切换控制装置D中的电位器D1可通过可以通过给定相应的电阻值来控制两转盘转动到多种状态下停止，确保倍率粗调单元4和滤光片切换单元5切换过程的准确性。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种自动变焦镜头，包括：
底座(1)，固定设置有镜筒；
第一透镜组(2)，位于所述镜筒内部的一端，包括对焦群、变焦群和固定群；
第二透镜组(3)，与所述第一透镜组(2)同轴，位于所述镜筒内部的另一端；
倍率粗调单元(4)，包括支承在所述底座(1)上的第一驱动机构(401)、与所述第一驱动机构(401)连接的第一旋转机构(402)以及安装在所述第一旋转机构(402)多种倍率的透镜群(4021)；
其特征在于，还包括：
滤光片切换单元(5)，包括支承在所述底座(1)上的第二驱动机构(501)、与所述第二驱动机构(501)连接的第二旋转机构(502)以及安装在所述第二旋转机构(502)上的多种滤光片(5021)。
2.根据权利要求1所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述倍率粗调单元(4)和所述滤光片切换单元(5)位于所述固定群和所述变焦群之间、所述变焦群和所述对焦群之间或所述对焦群和所述第二透镜组(3)之间。
3.根据权利要求2所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第一旋转机构(402)还包括可旋转地支承在所述底座(1)上的第一支承轴(4022)以及固定在所述第一支承轴(4022)上并设有外齿的第一转盘(4023)；
所述多种透镜群(4021)沿圆周方向相间设置在所述第一转盘(4023)上，并可随所述第一转盘(4023)旋转而移动至与所述第二透镜组(3)同轴。
4.根据权利要求3所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第二旋转机构(502)还包括设有外齿的第二转盘(5022)以及可旋转地支承在所述底座(1)上的第二支承轴(5023)；
所述第二转盘(5022)固定在所述第二支承轴(5023)上；
所述多种滤光片(5021)沿圆周方向相间设置在所述第二转盘(5022)上，并可随所述第二转盘(5022)旋转而移动至与所述第二透镜组(3)同轴。
5.根据权利要求4所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第一驱动机构(401)和所述第二驱动机构(501)均包括依次连接的电机(a)、减速器(b)和齿轮组(c)；
所述齿轮组(c)分别与所述第一转盘(4023)或所述第二转盘(5022)的外齿啮合。
6.根据权利要求5所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第一驱动机构(401)和所述第二驱动机构(501)均还包括支承在所述底座(1)上的切换控制装置(D)；
所述切换控制装置(D)包括固定在所述底座(1)上的电位器(D1)以及与所述电位器(D1)输出端连接并分别与所述第一转盘(4023)或所述第二转盘(5022)的外齿啮合的齿轮(D2)。
7.根据权利要求6所述的自动变焦镜头，其特征在于，还包括分别用于使所述倍率粗调单元(4)或所述滤光片切换单元(5)的电机(a)停转的第一停止机构(8)和第二停止机构(9)；
所述第一停止机构(8)和所述第二停止机构(9)均包括分别与两个所述电机(a)电连接并固定在所述倍率粗调单元(4)和所述滤光片切换单元(5)外部的微动开关(e)以及分别固定在所述第一转盘(4023)或所述第二转盘(5022)上的限位块(f)。
8.根据权利要求7所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第一停止机构(8)中的限位块(f)固定在所述第一转盘(4023)面对所述底座(1)的一面上；
所述第一停止机构(8)中的微动开关(e)固定在所述底座(1)上。
9.根据权利要求8所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述第二停止机构(9)的限位块(f)固定在所述第二转盘(5022)远离所述底座(1)的一面上；
所述第二停止机构(9)的微动开关(e)固定在所述第二转盘(5022)的外部上方。
10.根据权利要求9所述的自动变焦镜头，其特征在于，所述限位块(f)可随所述第一转盘(4023)或所述第二转盘(5022)的旋转分别与两个所述微动开关(e)接触产生信号从而分别使两个所述电机(a)停转。
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