CN116679402B - 多模式镜片切换机构及光学镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多模式镜片切换机构及光学镜头，包括：支架，用于安装镜片组件，所述支架被配置为能够连接到光学镜头中的一个结构件上且与该结构件之间转动连接，所述支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴相互垂直；第一驱动机构，用于驱动支架在结构件上转动，使镜片组件能够被切换到光学镜头的光路中或被完全切换出光学镜头的光路。光学镜头基于该镜片切换机构的结构特点，能够实现对镜片组件在光学镜头中快速切入/切出的调节，在拓展光学镜头功能的情况下，提升了光学镜头的性能；整体结构更加简单、紧凑，能够更好地满足光学镜头高精度、多功能、小型化的应用需求。

Description

多模式镜片切换机构及光学镜头

技术领域

本发明属于光学镜头技术领域，具体涉及一种多模式镜片切换机构及光学镜头。

背景技术

光学镜头作为用于光学成像的组件，是机器视觉系统中的重要组成部分，对成像质量起着关键性的作用。光学镜头通常是由多个镜片、镜筒所组成，共同构成能够满足成像要求的光路系统。通常通过改变光学镜头中镜片的位置，能够实现对光学镜头焦距的调节，这是目前在光学镜头的设计中广泛使用的一种调节功能。但在一些应用场景下，需要对镜片在光学镜头内进行旋转甚至是切入/切出的调节，这就需要对光学镜头的结构进行重新的设计，由于光学镜头中镜片的位置精度对成像质量会造成很大的影响，因此对镜片调节结构的调节精度会有着很高的要求；并且基于光学镜头小型化的需求，在实现对镜片进行调节的同时还需要考虑整个系统的复杂程度等情况，这些都给光学镜头中镜片调节功能的设计与实现带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模式镜片切换机构及光学镜头，在实现对镜片进行调节的同时，能够很好地解决调节精度、结构小型化的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

多模式镜片切换机构，包括：

支架，用于安装镜片组件，所述支架被配置为能够连接到光学镜头中的一个结构件上且与该结构件之间转动连接，所述支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴相互垂直；

第一驱动机构，用于驱动支架在结构件上转动，使镜片组件能够被切换到光学镜头的光路中或被完全切换出光学镜头的光路。

在一些实施例中，所述支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴之间间隔设置。

在一些实施例中，还包括第一转动限位件，所述第一转动限位件被配置为当镜片组件随支架被调节到其光轴与光学镜头的光轴重合的位置上时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动。

在一些实施例中，还包括第二转动限位件，所述第二转动限位件被配置为当镜片组件随支架被调节到与光学镜头的轴线平行时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动。

在一些实施例中，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机与支架之间传动连接。

在一些实施例中，所述镜片组件被配置为与支架之间转动连接，使镜片组件能够在支架上绕其光轴转动；

还包括有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动镜片组件在支架上转动。

在一些实施例中，所述第二驱动机构包括设置在支架上的第二电机，所述第二电机与镜片组件之间传动连接。

另一方面，本发明中还提供一种光学镜头，包括多模式镜片切换机构。

在一些实施例中，所述支架连接在光学镜头的一个镜头组件上，所述支架上设置有一个或两个支耳，所述支耳垂直于支架所在平面朝镜头组件方向伸出设置，所述支架通过支耳与镜头组件之间转动连接。

在一些实施例中，用于限制支架转动的第一转动限位件和第二转动限位件为设置于镜头组件上与支耳之间配合的两个限位凸起，所述限位凸起上分别设置有限位端面，当支架转动到使支耳与对应限位端面相配合的位置上时，限位凸起对支架的继续转动进行限制。

在一些实施例中，用于限制支架转动的第一转动限位件和第二转动限位件能够限制支架在0°至72°的范围内转动，其中支架在0°位置时镜片组件的光轴与光学镜头的光轴重合。

在一些实施例中，所述支耳与镜头组件之间通过短轴转动连接，所述短轴配合设置在镜头组件上的固定轴套内，所述短轴与固定轴套之间设置有轴承，使短轴与固定轴套之间转动连接并将短轴限定在固定轴套内，所述短轴一端伸出到固定轴套外并与支耳之间固定连接。

在一些实施例中，所述支架上相对设置有两个支耳，其中至少一个支耳与支架之间为可拆卸连接。

在一些实施例中，用于驱动支架转动的第一电机设置在光学镜头的镜筒上，且第一电机沿镜筒轴向方向设置。

在一些实施例中，所述支架上在转动轴线对应位置处设置从动锥齿轮，所述第一电机的输出端设置主动锥齿轮，所述从动锥齿轮伸出到镜筒外并与主动锥齿轮啮合连接。

在一些实施例中，所述从动锥齿轮上设置有线束通道，使位于镜筒内的线束能够通过线束通道穿出到镜筒外。

在一些实施例中，所述支架上设置有走线孔，所述线束依次穿过走线孔和线束通道后穿出到镜筒外。

在一些实施例中，所述镜筒上设置有隔离罩，用于将从线束通道穿出的线束与主动锥齿轮和从动锥齿轮的啮合位置进行隔离。

在一些实施例中，所述镜片组件包括镜片、镜片安装筒和镜片固定件，所述镜片安装筒配合设置在支架上，所述镜片配合设置在镜片安装筒内，所述镜片固定件相对设置于镜片的另一侧，并与镜片安装筒连接将镜片固定设置在镜片安装筒内，所述镜片安装筒与镜片固定件上均设置有限位法兰，并通过限位法兰将镜片组件连接到支架上。

在一些实施例中，位于镜片固定件的限位法兰外缘设置有齿圈，在第二驱动机构的驱动端设置有主动齿轮，所述主动齿轮与齿圈之间啮合连接。

在一些实施例中，所述支架上设置有传感组件，所述传感组件用于检测镜片组件在支架上的转动角度或位置。

在一些实施例中，所述传感组件为设置在支架上的光电开关，所述支架上位于光电开关安装位置处设置有位置检测孔，所述镜片组件上设置有与位置检测孔配合的定位检测孔。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

该镜片切换机构中将镜片组件的旋转轴线设置为与光学镜头的光轴垂直，镜片组件在绕该旋转轴线转动时，能够实现在光学镜头中的切入/切出调节，同时采用这种转动结构形式能够有效减少镜片组件在切入/切出动作时所需要的空间，从而能够很好地解决光学镜头小型化的问题；并且在旋转轴线的设计上，采用将旋转轴线与光学镜头的光轴之间偏离一定距离的方式，能够进一步减小光学镜头在转动时所需的动作空间，同时能够更好地避免转动过程中与其它部件之间的干涉，实现了光学镜头中镜片组件在小空间、小动作距离下的切入/切出调节。

该镜片切换机构在实现对镜片组件切入/切出调节的同时，在不增加结构复杂程度的情况下，基于集成化设计思路，同时实现了对镜片组件在光路中沿自身轴线的转动调节，进一步拓展了光学镜头的功能。

该光学镜头基于该镜片切换机构的结构特点，结合驱动机构和传动结构上的设计，能够实现对镜片组件在光学镜头中快速切入/切出的调节，大大缩短了切换所需要的时间，在拓展光学镜头功能的情况下，提升了光学镜头的性能；并且，通过对光学镜头的整体结构进行优化，使其整体结构更加简单、紧凑，能够更好地满足光学镜头高精度、多功能、小型化的应用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明多模式镜片切换机构一种实施方式结构示意图。

图2为本发明多模式镜片切换机构一种实施方式另一视角结构示意图。

图3为本发明多模式镜片切换机构一种实施方式结构俯视图。

图4为本发明光学镜头一种实施方式中镜片组件在切入光路状态下的结构示意图。

图5为本发明光学镜头一种实施方式中镜片组件在切出光路状态下的结构示意图。

图6为本发明光学镜头另一种实施方式中镜片组件在切入光路状态下的结构示意图。

图7为本发明光学镜头另一种实施方式中镜片组件在切出光路状态下的结构示意图。

图8为本发明光学镜头中支架与镜头组件连接结构示意图。

图9为本发明光学镜头中支架与镜头组件连接结构剖面示意图。

图10为本发明光学镜头中第一限位件和第二限位件的设置结构示意图。

图11为本发明光学镜头中镜片组件转动到0°位置的示意图。

图12为本发明光学镜头中镜片组件转动到72°位置的示意图。

图13为本发明光学镜头中镜片组件半剖状态结构示意图。

图14为本发明光学镜头中镜片组件半剖剖面示意图。

图15为本发明光学镜头中支架结构示意图。

其中：

10、支架，11、支耳，12、位置检测孔，13、走线孔；

20、镜片组件，21、齿圈，22、镜片，23、镜片安装筒，24、镜片固定件，25、限位法兰，26、定位检测孔；

30、第一电机，31、主动锥齿轮，32、从动锥齿轮，33、线束通道；

40、第二电机，41、主动齿轮；

51、镜头组件，511、固定轴套，512、短轴，513、轴承，514、限位凸起，515、限位端面，52、镜筒，53、隔离罩；

60、光电开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于光学镜头的成像特性，通常一个光学系统中的各个镜片的性能参数确定后，系统中各个镜片的安装位置精度将对光学系统最终的成像性能产生很大的影响，因此在高精度的光学镜头中对镜片调节机构的调节精度通常有着很高的要求。

随着对光学镜头的功能需求越来越多样化，在一些应用场景下，需要能够实现对光学镜头中镜片的切入/切出、旋转调节的功能；同时结合光学系统的实际应用需求，还需要考虑整个光学系统的复杂程度、可靠性以及小型化等，这就给实现上述功能的多模式镜片切换机构的设计带来了很大的困难。

为实现镜片在光学镜头中切入/切出的调节，目前通常采用的实现方式是驱动镜片在光学镜头中沿水平方向运动，这种方式的特点是实现起来方便，并且镜片的运动过程比较稳定，能够在一定程度上保证镜片的调节精度，但这种方式存在镜片在切入/切出过程中，镜片的运动速度受到限制，切换慢，切换所需的时间较长的问题，限制了光学镜头的应用性能。也有采用通过驱动镜片旋转的方式来实现镜片在光路中的切入和切出，但在具体实现方式上，通常是采用将镜片的旋转轴线与光学镜头的轴线呈平行设置，这种旋转切换方式以及上述的平动切换方式，都存在镜片在切入/切出动作时所需的运动空间、运动距离较大的问题，这样就需要在光学镜头的结构上为镜片的切换动作提供较大的运动空间，此时就需要光学镜头在该位置处具有较大的结构尺寸，无疑就增加了光学镜头的整体结构尺寸，显然这在实现光学镜头的小型化上是非常不利的。

基于上述在光学镜头中存在的问题，参照图1、图2和图3，本实施例中给出了一种多模式镜片切换机构，包括：

支架10，该支架10可采用框架结构，用于安装镜片组件20；这里的镜片组件20可采用镜片安装组件与镜片的组合结构形式，将镜片设置在镜片安装组件内，通过镜片安装组件为镜片提供稳定的支撑，方便镜片在支架上的安装和设置，并能够保证镜片在支架上的安装精度。在将该镜片切换机构应用到光学镜头中时，一般是将支架10连接到光学镜头中的一个结构件上，例如将支架连接到光学镜头的镜筒52上或光学镜头的一个镜头组件51上，且支架10与该结构件之间为转动连接。本实施例中支架与光学镜头的结构件之间在实现转动连接上的结构特点在于，支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴呈相互垂直设置。正是基于这一结构特点，参照图4和图5所示的镜片组件在切入/切出光路时的状态，可以看出镜片组件完成上述动作所需的空间小，且运动距离小，这样就能够在实现镜片切入/切出功能的情况下，尽可能地减小对光学镜头整体尺寸大小的影响，为实现光学镜头的小型化提供了基础；并且，由于镜片组件的运动距离小，以及结合这种旋转结构形式，能够实现镜片组件在光路中的快速切入/切出。

第一驱动机构，用于驱动支架在结构件上沿转动轴线的转动，使镜片组件能够被转动切换到光学镜头的光路中或被完全切换出光学镜头的光路，实现镜片组件切入/切出的切换动作。在一实施例中，第一驱动机构可采用第一电机30来实现对支架的转动驱动，将第一电机30与支架10之间传动连接，驱动支架在结构件上的转动，从而驱动镜片组件的切入/切出。至于第一电机与支架之间所采用的传动结构形式，在现有技术的基础上结合实际的应用需求是容易实现的，这里不做特别的限定。

在一实施例中，为进一步减小镜片组件在切入/切出的切换动作中所需要的运动空间，这里在对支架旋转轴线的设置上采用了偏轴的设计思路，具体地，使支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴之间间隔一定距离设置，即相互垂直的两条轴线不相交，使该转动轴线位于光学镜头的光轴的一侧位置。相应地，在实现镜片组件的切出动作时，驱动支架朝转动轴线所在的这一侧方向上旋转，以将镜片组件切出光路。结合图4和图5可以看出，基于这种偏轴结构形式的设计，能够使镜片组件完成切入/切出动作所需的运动空间更小，从而能够更好地满足光学镜头小型化设计的需求。

一般地，基于镜片组件在光学镜头光路中切换所要实现的功能以及运动空间上的要求，这里支架10的旋转角度通常设置为90°，即从镜片组件的光轴与光学镜头的光轴重合的位置旋转到镜片组件或支架与光学镜头的轴线平行的位置。

在一实施例中，在该镜片切换机构中设置第一转动限位件，该第一限位件一般可以固定设置于光学镜头中的某个结构件上，用于当镜片组件随支架被旋转调节到其光轴与光学镜头的光轴重合的位置上时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动，从而保证镜片组件在切入到光路中时镜片组件的位置精度。这里所提供附图中虽然没有示出第一转动限位件所采用的结构以及设置的位置，但结合图4和图5以及上述的说明，第一转动限位件所采用的结构以及设置形式是容易得到的，例如在支架连接的镜头组件51上固定设置一定位销，当支架转动到定位销所在的位置时，该定位销就能够实现对支架的转动限制。

同样地，在该镜片切换机构中设置第二转动限位件，用于当镜片组件随支架被调节到与光学镜头的轴线平行时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动，这样能够保证光学镜头被完全切换出光路，且在该状态下，支架及镜片组件在光学镜头中所占用的空间会最小。

在一实施例中，镜片组件20配合安装到支架10上并与支架10之间形成转动连接，使镜片组件能够在支架上绕其光轴转动。为保证镜片组件在支架上转动的稳定性和转动精度，在镜片组件20与支架10之间设置轴承，使两者之间通过轴承连接。基于这一结构的设置，就实现了镜片组件切入/切换功能的同时，还能够实现对镜片组件在光路中沿其自身轴线的转动调节，从而进一步拓展光学镜头的功能。

相应地，设置第二驱动机构，用于驱动镜片组件在支架上的转动。在一实施例中，参照图1，第二驱动机构包括设置于支架上的第二电机40，第二电机40与镜片组件20之间传动连接，驱动镜片组件在支架上转动。第二电机与镜片组件之间的传动连接可采用齿轮组件或皮带以及一些其它的现有传动方式来实现。本实施例中，在镜片组件20的镜片安装组件上设置齿圈21，在第二电机40的输出轴上设置主动齿轮41，主动齿轮41与齿圈21之间啮合连接，实现第二电机对镜片组件的转动驱动，从而实现对镜片组件的转动调节。

另一方面，在一实施例中给出一种采用上述实施例中多模式镜片切换机构的光学镜头，基于这种镜片切换机构所具有的功能和特点，对光学镜头中的镜片进行切入/切出的切换以及镜片的转动调节，以拓展光学镜头的功能，使其能够满足不同的功能需求。

在一实施例中，如图4和图5所示，镜片调节机构的支架10连接设置在光学镜头的一个镜头组件51上，此时支架上设置的镜片组件、该镜头组件以及光学镜头中的其它镜片共同组成光路系统。具体地，在支架10上设置一个或两个支耳11，支耳11垂直于支架所在的平面朝镜头组件方向伸出设置，支架通过支耳与镜头组件之间转动连接。基于支架上支耳的设置，在实现支架与镜头组件转动连接的同时，为支架的转动提供一定的转动空间，避免转动过程中与光学镜头其它部件之间的干涉。当然，通常在支架10上是相对设置两个支耳11，以使支架与镜头组件之间的转动连接更加稳定。

同样地，基于上述镜片切换机构的设计特点，支架10与镜头组件51之间的转动轴线采用偏轴方式设置，即将支架的转动轴线设置于镜头组件中心轴线的一侧。

在一实施例中，在实现支架与镜头组件之间所采用的连接结构上，参照图8和9，在镜头组件51外侧相对设置两个固定轴套511，在固定轴套511内分别设置短轴512，短轴512与固定轴套511之间设置轴承513，通过轴承513实现短轴与固定轴套之间的转动连接并将短轴限定在固定轴套内，这里可在轴承513上端设置轴承压盖将轴承固定设置在固定轴套内，短轴512一端则伸出到固定轴套511外并与支耳11之间通过螺钉固定连接，此时支耳11分别与两个相对设置的短轴512转动连接。

采用这种转动连接结构，实现了支架10与镜头组件51之间的转动连接，通过将短轴设置在固定轴套内可保证短轴的转动精度以及两个短轴的转动同轴度，并能够很好地实现结构的小型化设计，使该转动连接结构在该狭小空间内的布局更加合理，并且能够使支架的转动动作更加稳定。

基于上述的转动连接结构，由于两个短轴512分别被固定设置到镜头组件上，此时为了便于支架与短轴之间的安装，将其中一个支耳11与支架10之间设置为可拆卸式结构；在安装时，将该支耳与对应的短轴固定连接后，再通过螺钉将支耳固定安装到支架上。

在一实施例中，对用于限制支架转动的第一限位件和第二限位件的结构在光学镜头中进行设计，具体地，将第一转动限位件和第二转动限位件设置为位于镜头组件上与支耳之间配合的两个限位凸起514，在限位凸起514上的一侧位置上分别设置限位端面515，当支架转动到使支耳与对应限位端面相配合的位置上时，限位凸起514对支架的继续转动进行限制。参照图10，两个限位凸起514分别相对设置在固定轴套511的一端，这样在将支耳11连接到短轴512上时，使支耳11正好位于两个限位凸起514之间；通过限制支耳的转动范围，实现对支架转动范围的限制以及支架在对应限位端面位置处的定位。

在光学镜头的设计中，参照图6和7，考虑到光学镜头尺寸大小的限制，在将镜片切换机构应用到光学镜头中时，需要考虑其在光学镜头内运动时对空间的需求以及对光学镜头尺寸大小的影响，还需要在将镜片组件切出光路时能够被切出，以避免其对光路的影响；因此，这里对第一转动限位件和第二转动限位件做进一步的设置，使其能够限制支架在0°至72°的范围内转动，这里的0°位置是指支架在该位置上时镜片组件的光轴正好与光学镜头的光轴重合，如图11和图12分别为镜片组件转动到0°和72°位置的示意图。

在一实施例中，基于光学镜头结构小型化的设计以及为方便对支架的转动驱动，将用于驱动支架转动的第一电机30固定设置在光学镜头的镜筒52上，且使第一电机30沿镜筒轴向方向设置。此时，在实现第一电机与支架之间的传动连接的实现方式上，可采用在支架10上位于转动轴线对应位置处设置从动锥齿轮32，在第一电机30的输出端设置主动锥齿轮31，其中从动锥齿轮32伸出到镜筒52外，并与主动锥齿轮31之间啮合连接，以实现第一电机对支架的转动驱动。

在一实施例中，参照图13和图14，镜片组件包括镜片22、镜片安装筒23和镜片固定件24，镜片安装筒23配合设置在支架10上，镜片22配合设置在镜片安装筒23内，镜片固定件24相对设置于镜片22的另一侧，并与镜片安装筒23之间采用螺钉固定连接，将镜片22固定设置在镜片安装筒23内；在镜片安装筒23与镜片固定件24上均设置有限位法兰25，并通过相对设置的两个限位法兰25与支架10之间形成配合，从而将镜片组件连接到支架上。采用这种结构在对镜片固定安装的同时，通过镜片安装筒与支架之间的间隙配合以及限位法兰的限位作用，实现镜片组件与支架之间的转动连接。

基于上述结构，在镜片固定件24的限位法兰外缘设置齿圈21，齿圈21与设置于第二电机40输出轴上的主动齿轮41之间啮合连接，实现对镜片组件的转动驱动。

在一实施例中，在支架10上设置传感组件，该传感组件用于检测镜片组件在支架上的转动角度或位置，以实现对镜片组件转动角度或位置的精确控制，以满足光学镜头的功能需求。这里的传感组件可采用现有用于角度检测或位置检测的传感器。

具体地，参照图6、图13和图15，本实施例中所采用的传感组件为光电开关60，光电开关60安装设置在支架10上，在支架10上位于光电开关安装位置处设置有位置检测孔12，在镜片固定件24的限位法兰上设置与位置检测孔配合的定位检测孔26。这里设置光电开关能够对镜片组件在设定的转动初始位置处进行定位，以保证镜片组件的转动控制精度；另外，在通过第二电机以及主动齿轮与齿圈对镜片组件进行驱动的过程中，当第二电机运行一段时间后第二电机与镜片组件之间会积累一定的传动误差，此时可通过光电开关对镜片组件在设定的转动初始位置处进行定位，能够消除两者之间累积的传动误差，从而保证对镜片组件的传动精度。

这里基于光电开关对镜片组件在支架上的转动初始位置处进行定位的作用原理是，将光电开关用于发射光束的发射端和用于接收光束的接收端分别设置于支架与镜片固定件的限位法兰的两侧，支架上设置的位置检测孔所在的位置即为设定的转动初始位置，当镜片组件转动到镜片固定件上的定位检测孔与位置检测孔重合时，光电开关的接收端能够接收到发射端发出的光束，使光电开关接收到信号，在接收到信号后控制第二电机停止转动，此时镜片组件回到转动初始位置处。

在实际的光学镜头设计中，由于该镜片切换机构是设置在镜筒这一封闭的空间内，此时位于镜筒内部的第二电机以及光电开关等电器元件的线束需要引出到镜筒外，为这些电器元件提供工作电源；基于这一功能需求，在一实施例中，参照图9，在从动锥齿轮32上设置线束通道33，使位于镜筒内的这些线束能够通过线束通道穿出到镜筒外。这里在线束通道的设置上，将从动锥齿轮中心设置为中空结构，基于该中空结构在从动锥齿轮上形成线束通道，借助于镜筒上在主动锥齿轮与从动锥齿轮的连接位置处所设置的开口结构，使线束能够从镜筒的该开口结构位置处穿出，这样就不需要额外在镜筒上设置其它的开口，并且由于线束是从从动锥齿轮中心穿出，线束通道对线束的位置进行限位，能够防止线束被卷入到主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合位置处。

基于上述这一设计思路，参照图9，可以在支架10上设置走线孔13，使线束依次穿过走线孔13和线束通道33后穿出镜筒52外，对线束进行更好的限位和约束。

同时，可以在镜筒52上设置隔离罩53，该隔离罩53用于将线束的穿出位置与主动锥齿轮与从动锥齿轮之间的啮合位置进行隔离，以更好地防止线束被卷入到主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合位置处。

在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.多模式镜片切换机构，其特征在于，包括：

支架，用于安装镜片组件，所述支架被配置为能够连接到光学镜头中的一个结构件上且与该结构件之间转动连接，所述支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴相互垂直；

第一驱动机构，用于驱动支架在结构件上转动，使镜片组件能够被切换到光学镜头的光路中或被完全切换出光学镜头的光路；

所述支架连接在光学镜头的一个镜头组件上，所述支架上设置有一个或两个支耳，所述支耳垂直于支架所在平面朝镜头组件方向伸出设置，所述支架通过支耳与镜头组件之间转动连接。

2.根据权利要求1所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，所述支架与结构件之间的转动轴线与光学镜头的光轴之间间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，还包括第一转动限位件，所述第一转动限位件被配置为当镜片组件随支架被调节到其光轴与光学镜头的光轴重合的位置上时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动。

4.根据权利要求1或2所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，还包括第二转动限位件，所述第二转动限位件被配置为当镜片组件随支架被调节到与光学镜头的轴线平行时，能够限制支架在该转动方向上的继续转动。

5.根据权利要求1所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一电机，所述第一电机与支架之间传动连接。

6.根据权利要求1所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，所述镜片组件被配置为与支架之间转动连接，使镜片组件能够在支架上绕其光轴转动；

还包括有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动镜片组件在支架上转动。

7.根据权利要求6所述的多模式镜片切换机构，其特征在于，所述第二驱动机构包括设置在支架上的第二电机，所述第二电机与镜片组件之间传动连接。

8.光学镜头，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的多模式镜片切换机构。

9.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，用于限制支架转动的第一转动限位件和第二转动限位件为设置于镜头组件上与支耳之间配合的两个限位凸起，所述限位凸起上分别设置有限位端面，当支架转动到使支耳与对应限位端面相配合的位置上时，限位凸起对支架的继续转动进行限制。

10.根据权利要求8或9所述的光学镜头，其特征在于，用于限制支架转动的第一转动限位件和第二转动限位件能够限制支架在0°至72°的范围内转动，其中支架在0°位置时镜片组件的光轴与光学镜头的光轴重合。

11.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述支耳与镜头组件之间通过短轴转动连接，所述短轴配合设置在镜头组件上的固定轴套内，所述短轴与固定轴套之间设置有轴承，使短轴与固定轴套之间转动连接并将短轴限定在固定轴套内，所述短轴一端伸出到固定轴套外并与支耳之间固定连接。

12.根据权利要求11所述的光学镜头，其特征在于，所述支架上相对设置有两个支耳，其中至少一个支耳与支架之间为可拆卸连接。

13.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，用于驱动支架转动的第一电机设置在光学镜头的镜筒上，且第一电机沿镜筒轴向方向设置。

14.根据权利要求13所述的光学镜头，其特征在于，所述支架上在转动轴线对应位置处设置从动锥齿轮，所述第一电机的输出端设置主动锥齿轮，所述从动锥齿轮伸出到镜筒外并与主动锥齿轮啮合连接。

15.根据权利要求14所述的光学镜头，其特征在于，所述从动锥齿轮上设置有线束通道，使位于镜筒内的线束能够通过线束通道穿出到壳体外。

16.根据权利要求15所述的光学镜头，其特征在于，所述支架上设置有走线孔，所述线束依次穿过走线孔和线束通道后穿出到壳体外。

17.根据权利要求15所述的光学镜头，其特征在于，所述镜筒上设置有隔离罩，用于将从线束通道穿出的线束与主动锥齿轮和从动锥齿轮的啮合位置进行隔离。

18.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述镜片组件包括镜片、镜片安装筒和镜片固定件，所述镜片安装筒配合设置在支架上，所述镜片配合设置在镜片安装筒内，所述镜片固定件相对设置于镜片的另一侧，并与镜片安装筒连接将镜片固定设置在镜片安装筒内，所述镜片安装筒与镜片固定件上均设置有限位法兰，并通过限位法兰将镜片组件连接到支架上。

19.根据权利要求18所述的光学镜头，其特征在于，位于镜片固定件的限位法兰外缘设置有齿圈，在第二驱动机构的驱动端设置有主动齿轮，所述主动齿轮与齿圈之间啮合连接。

20.根据权利要求8所述的光学镜头，其特征在于，所述支架上设置有传感组件，所述传感组件用于检测镜片组件在支架上的转动角度或位置。

21.根据权利要求20所述的光学镜头，其特征在于，所述传感组件为设置在支架上的光电开关，所述支架上位于光电开关安装位置处设置有位置检测孔，所述镜片组件上设置有与位置检测孔配合的定位检测孔。