CN202548506U - 一种控制孔径光阑的组件及图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种控制孔径光阑的组件及图像采集装置，该组件装设于镜头外侧，包含：下壳体、壳体盖、切换片、切换拨杆及切换控制马达；下壳体与壳体盖装设成空腔；下壳体的底面包含第一光阑孔及第一凹槽；切换片包含第二光阑孔及装设于第二光阑孔的滤光片；切换控制马达连接切换拨杆的一端，置于第一凹槽内；切换控制马达接收下壳体外部输入的控制切换拨杆往复运动的控制信号；切换拨杆的另一端连接切换片的一端，在切换控制马达的控制下往复运动时，带动其连接的切换片包含的第二光阑孔远离或遮挡第一光阑孔；第一光阑孔的直径大于第二光阑孔的直径。采用本实用新型的组件及装置，能够降低硬件成本及控制的复杂性，提高所采集图像的清晰度。

Description

一种控制孔径光阑的组件及图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及视频监控领域，特别涉及一种控制孔径光阑的组件及图像采集装置。

背景技术

为了避免环境光线对现有的图像采集装置所采集的图像质量的影响，现有的用于监控领域的图像采集装置中通常装设有能够根据光线强弱自动调节镜头进光量的孔径光阑。

图1为现有的控制孔径光阑的装置的结构示意图。现结合图1，对现有的控制孔径光阑的装置进行说明，具体如下：

现有的控制孔径光阑的装置包含：第一马达101、第二马达102、孔径光阑103及滤光片104。第一马达101根据接收到的与入射至镜头(图1中未示出)的光线亮度相关的第一控制信号，调整孔径光阑103的孔径大小；第二马达102根据接收到第二控制信号，驱动滤光片104遮挡或偏离孔径光阑103的孔径。具体地，在第一马达101接收到的第一控制信号表示镜头进光量较大时，第一马达101将孔径光阑102的孔径关小，在第一马达101接收到的第一控制信号表示镜头进光量较小时，第一马达101将孔径光阑103的孔径开大；其中，第二控制信号为表示添加或移除滤光片的控制信号，第二马达102在接收的第二控制信号表示添加滤光片时，驱动滤光片104遮挡孔径光阑103的孔径，在接收的第二控制信号表示移除滤光片时，驱动滤光片104偏离孔径光阑的孔径。

其中，第一马达101根据与入射至镜头的光线亮度相关的第一控制信号，调整孔径光阑103的孔径大小时，需要连接第一马达101的控制电路(图1中未示出)根据入射至镜头的光线亮度，计算出调整后的孔径光阑103的孔径大小，并根据计算结果生成相应的第一控制信号，提高了控制的复杂性。

随着现有的图像采集装置的成像质量的不断提高，当像素达到100万以上时，现有的控制孔径光阑的装置在高亮环境下会将孔径光阑关得非常小，此时，图像采集装置的镜头的光学衍射极限频率就会降低，且会远远低于图像采集装置的感光芯片的频率，进而导致采集的图像模糊；若孔径光阑受控开至最大，则会造成图像采集装置所成像的景深缩小，图像采集装置的镜头解像力下降；并且现有的控制孔径光阑的装置采用两颗马达控制孔径光阑，不仅控制电路复杂，而且硬件成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种控制孔径光阑的组件，该组件能够降低硬件成本及控制的复杂性，提高所采集图像的清晰度。

本实用新型的目的在于提供一种图像采集装置，该图像采集装置能够降低硬件成本及控制的复杂性，提高所采集图像的清晰度。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种控制孔径光阑的组件，该组件装设于镜头外侧，该组件包含：下壳体、壳体盖、切换片、切换拨杆及切换控制马达；

所述下壳体与所述壳体盖装设成一空腔；

所述下壳体的底面包含第一光阑孔及第一凹槽；

所述切换片包含第二光阑孔及装设于第二光阑孔的滤光片；

所述切换控制马达连接所述切换拨杆的一端，置于所述第一凹槽内；所述切换控制马达接收所述下壳体外部输入的控制所述切换拨杆往复运动的控制信号；

所述切换拨杆的另一端连接所述切换片的一端，在所述切换控制马达的控制下往复运动时，带动其连接的所述切换片包含的第二光阑孔远离或遮挡所述第一光阑孔；

所述第一光阑孔的直径大于所述第二光阑孔的直径。

较佳地，所述下壳体的底面还包含一凸台，所述切换片的另一端还包含一缺口；

所述凸台位于所述第一光阑孔的远离所述第一凹槽的一侧；

所述切换拨杆带动其连接的所述切换片包含的第二光阑孔遮挡所述第一光阑孔时，所述凸台卡于所述缺口内，限制所述切换片的移动，以使所述第二光阑孔与所述第一光阑孔共轴。

较佳地，所述切换片的一端还包含第一通孔，所述切换拨杆的另一端还包含一连接柱；

所述连接柱穿入所述第一通孔内，以将所述切换拨杆的另一端连接所述切换片的一端。

上述组件中，所述切换控制马达包含输入端和输出端，所述输入端伸出所述下壳体，所述输出端连接所述切换拨杆的一端；

所述输入端接收外部输入的控制所述切换拨杆往复运动的控制信号，所述切换控制马达根据所述控制信号，通过所述输出端移动所述切换拨杆，以便所述切换拨杆相对于所述切换控制马达往复运动。

上述组件中，所述装设于第二光阑孔的滤光片可嵌于所述第二光阑孔内、或粘贴于所述切换片的靠近第二光阑孔的表面。

上述组件中，所述第一光阑孔的直径为所述镜头的焦距与第一光圈值的比值；所述第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；

所述第二光阑孔的直径为所述镜头的焦距与第二光圈值的比值；所述第二光圈值的取值范围为大于0.8。

上述组件中，该组件装设于镜头外侧的一光学系统中，所述第一光阑孔的直径为第一物距与第一像距的比值与第一入瞳的乘积；

所述第一入瞳为所述第一光阑孔经所述光学系统所成的像；所述第一入瞳为所述镜头的焦距与第一光圈值的比值；所述第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；所述第一物距为所述光学系统的光心与所述第一光阑孔之间的距离；所述第一像距为所述光学系统的光心与所述第一入瞳之间的距离；

所述第二光阑孔的直径为第二物距与第二像距的比值与第二入瞳的乘积；

所述第二入瞳为所述第二光阑孔经所述光学系统所成的像；所述第二入瞳为所述镜头的焦距与第二光圈值的比值；所述第二光圈值的取值范围为大于0.8；所述第二物距为所述光学系统的光心与所述第二光阑孔之间的距离；所述第二像距为所述光学系统的光心与所述第二入瞳之间的距离。

一种图像采集装置，该装置包含：镜头及前述所述的控制孔径光阑的组件，

所述下壳体装设于靠近所述镜头的一侧，且所述下壳体包含的所述第一光阑孔与所述镜头共轴。

一种图像采集装置，该装置包含：镜头、装设于镜头外侧的一光学系统、及前述所述的控制孔径光阑的组件，

所述下壳体装设于所述光学系统靠近所述镜头的一侧，所述下壳体包含的所述第一光阑孔与所述镜头共轴，且与所述光学系统共轴。

由上述的技术方案可见，本实用新型提供了一种控制孔径光阑的组件及图像采集装置，组件中的切换控制马达根据控制信号，通过切换拨杆的往复运动，带动切换拨杆上连接的切换片遮挡或远离下壳体包含的第一光阑孔，以实现切换片包含的第二光阑孔遮挡或远离第一光阑孔，改变组件所形成的孔径光阑的大小；第二光阑孔装设有滤光片，能够在镜头的进光量较大时，通过第二光阑孔及其装设的滤光片，同时缩小光阑孔并进行滤光削弱镜头的进光量，保证采集图像的清晰度。采用本实用新型的组件及装置，能够降低硬件成本及控制的复杂性，提高所采集图像的清晰度。

附图说明

图1为现有的控制孔径光阑的装置的结构示意图。

图2为本实用新型控制孔径光阑的组件的立体分解示意图。

图3为本实用新型控制孔径光阑的组件实施例一的结构示意图。

图4为本实用新型控制孔径光阑的组件实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型提供了一种控制孔径光阑的组件及装设有该控制孔径光阑组件的图像采集装置，组件中的切换控制马达能够根据接收到的控制信号，控制其连接的切换拨杆相对于切换控制马达往复运动，进而带动切换拨杆连接的切换片相对于下壳体的第一光阑孔往复运动，以便切换片包含的第二光阑孔遮挡或远离第一光阑孔，实现对组件的孔径光阑的大小调节。具体地，在镜头的进光量较大时，切换控制马达根据接收到的控制信号，通过切换拨杆控制其连接的切换片朝靠近第一光阑孔方向运动，以便切换片包含的装设有滤光片的第二光阑孔遮挡第一光阑孔，第二光阑孔及其装设的滤光片对镜头的进光量进行削弱；在镜头的进光量较小时，为了减少第二光阑孔及其装设的滤光片对光线的削弱作用，切换控制马达根据接收到的控制信号，通过切换拨杆控制其连接的切换片朝远离第一光阑孔方向运动，以便切换片包含的装设有滤光片的第二光阑孔远离第一光阑孔，仅通过第一光阑孔增加镜头的进光量。

为了表述清楚，先对本实用新型提及的孔径光阑进行说明，具体如下：本实用新型提及的孔径光阑为由第一光阑孔形成的孔径、或由第一光阑孔及第二光阑孔形成的孔径，通过控制第二光阑孔与第一光阑孔间的相对位置，在上述两种孔径下进行切换，实现对孔径光阑的大小的调节。

图2为本实用新型控制孔径光阑的组件的立体分解示意图。现结合图2，对本实用新型控制孔径光阑的组件的结构进行说明，具体如下：

本实用新型控制孔径光阑的组件装设于图像采集装置中时，如果图像采集装置的镜头(图2中未示出)外侧不包含光学系统，则本实用新型控制孔径光阑的组件装设于镜头外侧，如果图像采集装置的镜头外侧还装设有一光学系统(图2中未示出)，则本实用新型控制孔径光阑的组件装设于光学系统靠近镜头的一侧。

本实用新型控制孔径光阑的组件包含：下壳体20、壳体盖21、切换片22、切换拨杆23及切换控制马达24。其中，下壳体20与壳体盖21装设成一空腔，切换片22、切换拨杆23及切换控制马达24装设于下壳体20与壳体盖21形成的空腔中。在本实用新型控制孔径光阑的组件装设于镜头外侧时，下壳体20装设于靠近镜头的一侧，壳体盖21远离镜头，组件的孔径光阑与镜头共轴；在本实用新型控制孔径光阑的组件装设于光学系统时，下壳体20装设于光学系统中靠近镜头的一侧，壳体盖21远离镜头，组件的孔径光阑与镜头共轴，且与光学系统共轴。

下壳体20的底面包含第一光阑孔201及第一凹槽202。其中，第一光阑孔201靠近下壳体20的一端，第一凹槽202靠近下壳体20的另一端，第一光阑孔201与第一凹槽202之间具有一容切换片22往复移动的距离。

在下壳体20仅装设于镜头外侧时，第一光阑孔201的直径为镜头的焦距与第一光圈值的比值；第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；第一光圈值为镜头的光圈值。

在下壳体20装设于光学系统中时，第一光阑孔201的直径为第一物距与第一像距的比值与第一入瞳的乘积。下述的光学系统为控制孔径光阑的组件所装设位置外侧的光学系统，即远离组件及镜头的一侧的光学系统。

其中，第一入瞳为第一光阑孔201经光学系统所成的像；第一入瞳为镜头的焦距与第一光圈值的比值；第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；第一物距为光学系统的光心与第一光阑孔201之间的距离；第一像距为光学系统的光心与第一入瞳之间的距离。第一物距和第一像距的比值可通过高斯成像公式及光学系统的焦距计算获得，在此不再赘述。

切换片22包含第二光阑孔221及装设于第二光阑孔221的滤光片222。其中，本实用新型的滤光片222的形状可与第二光阑孔221的孔径尺寸匹配，通过嵌入的方式固定于第二光阑孔221内，或者通过粘贴于切换片22的表面且覆盖第二光阑孔221的孔径的方式装设于第二光阑孔221；本实用新型的滤光片222可采用现有的红外截止滤光片。

在下壳体20仅装设于镜头外侧时，第二光阑孔221的直径为镜头的焦距与第二光圈值的比值；第二光圈值的取值范围为大于0.8；第二光圈值为镜头的光圈值。

在下壳体20装设于光学系统中时，第二光阑孔221的直径为第二物距与第二像距的比值与第二入瞳的乘积。下述的光学系统为控制孔径光阑的组件所装设位置外侧的光学系统，即远离组件及镜头的一侧的光学系统。

其中，第二入瞳为第二光阑孔221经光学系统所成的像；第二入瞳为镜头的焦距与第二光圈值的比值；第二光圈值的取值范围为大于0.8；第二物距为光学系统的光心与第二光阑孔221之间的距离；第二像距为光学系统的光心与第二入瞳之间的距离。第二物距和第二像距的比值可通过高斯成像公式及光学系统的焦距计算获得，在此不再赘述。

切换控制马达24连接切换拨杆23的一端，置于下壳体20底面包含的第一凹槽202内。切换控制马达24接收下壳体20外部输入的控制信号，控制切换拨杆23相对于切换控制马达24往复运动。其中，切换控制马达24可控制切换拨杆23相对于切换控制马达24进行摆动或相对于切换控制马达24伸缩运动，图2中仅为控制切换拨杆23相对于切换控制马达24进行摆动的实例，本实用新型不再对控制切换拨杆23相对于切换控制马达24伸缩运动的实例进行赘述

切换拨杆23的另一端连接切换片22的一端。在切换拨杆23在切换控制马达24的控制下往复运动时，带动其连接的切换片22在第一光阑孔201与切换控制马达24之间移动，以实现切换片22包含的第二光阑孔221远离或遮挡第一光阑孔201。

为了能够对切换片22的移动进行精准定位，下壳体20的底面还包含一凸台203，切换片22的另一端还包含一缺口224。其中，凸台203位于第一光阑孔201的远离第一凹槽202的一侧，缺口224位于切换片22未连接切换控制马达24的一端；切换拨杆23带动其连接的切换片22包含的第二光阑孔221遮挡第一光阑孔201时，凸台203卡于缺口224内，限制切换片22的进一步移动，此时，第二光阑孔221遮挡第一光阑孔201，且与第一光阑孔201共轴。

优选地，切换片22的一端还包含第一通孔223，切换拨杆23的另一端，即未连接切换控制马达24的一端，还包含一连接柱231。其中，连接柱231穿入第一通孔223内，以实现切换拨杆23与切换片22的连接固定。

其中，本实用新型的切换控制马达24可采用现有的电磁阀马达，包含输入端241和连接切换拨杆23的输出端(图2中未示出)；下壳体20还包含容输入端241伸出下壳体20的第二凹槽204。其中，输入端241接收外部输入的控制信号，切换控制马达24根据控制信号，通过输出端移动切换拨杆23，以便切换拨杆23相对于切换控制马达24往复运动。

图3为本实用新型控制孔径光阑的组件实施例一的结构示意图。现结合图3，对实施例一的控制孔径光阑的组件进行说明，具体如下：

实施例一的控制孔径光阑的组件可应用于白天模式或镜头进光量较大的情景下，此时，孔径光阑为第一光阑孔(图3中未示出)和第二光阑孔221形成的孔径，换句话说，该实施例中，切换片22在切换拨杆23的带动下朝靠近第一光阑孔的方向移动，第二光阑孔221遮挡第一光阑孔，且第二光阑孔221上装设有滤光片222，在滤光片222及第二光阑孔221的作用下削弱镜头的进光量，增大成像的景深，提高采集的图像的清晰度。

图4为本实用新型控制孔径光阑的组件实施例二的结构示意图。现结合图4，对实施例二的控制孔径光阑的组件进行说明，具体如下：

实施例二的控制孔径光阑的组件可应用于夜间模式或镜头进光量较小的情景下，此时，孔径光阑为第一光阑孔201的孔径，换句话说，该实施例中，切换片22在切换拨杆23的带动下朝远离第一光阑孔201的方向移动，第二光阑孔221未遮挡第一光阑孔201，位于第一光阑孔201与切换控制马达24之间，在第一光阑孔201的作用下增大了镜头在夜间模式或镜头进光量较小的情景下的通光量，提高采集的图像的清晰度，保证了光线较暗的情况下监控效果。

本实用新型的上述较佳实施例中，仅用一个马达实现了对孔径光圈的大小的调节及移除或添加滤光片的控制，且在对孔径光圈的大小进行调节时，通过在第一光阑孔上加载或去除第二光阑孔，调节组件形成的孔径光圈的大小，降低了控制的负载性；由于本实用新型的组件形成的孔径光阑不会存在高亮环境下被关得非常小的问题，加之滤光片的作用，本实用新型的组件不会存在采集的图像模糊的问题，提高了采集图像的清晰度；由于本实用新型的组件形成的孔径光阑不会存在被开至最大值，以缩小成像景深的问题，本实用新型的组件也不会存在镜头解像力下降的问题，提高了采集图像的清晰度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种控制孔径光阑的组件，其特征在于，该组件装设于镜头外侧，该组件包含：下壳体、壳体盖、切换片、切换拨杆及切换控制马达；

所述下壳体与所述壳体盖装设成一空腔；

所述下壳体的底面包含第一光阑孔及第一凹槽；

所述切换片包含第二光阑孔及装设于第二光阑孔的滤光片；

所述切换控制马达连接所述切换拨杆的一端，置于所述第一凹槽内；所述切换控制马达接收所述下壳体外部输入的控制所述切换拨杆往复运动的控制信号；

所述切换拨杆的另一端连接所述切换片的一端，在所述切换控制马达的控制下往复运动时，带动其连接的所述切换片包含的第二光阑孔远离或遮挡所述第一光阑孔；

所述第一光阑孔的直径大于所述第二光阑孔的直径。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述下壳体的底面还包含一凸台，所述切换片的另一端还包含一缺口；

所述凸台位于所述第一光阑孔的远离所述第一凹槽的一侧；

所述切换拨杆带动其连接的所述切换片包含的第二光阑孔遮挡所述第一光阑孔时，所述凸台卡于所述缺口内，限制所述切换片的移动，以使所述第二光阑孔与所述第一光阑孔共轴。

3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述切换片的一端还包含第一通孔，所述切换拨杆的另一端还包含一连接柱；

所述连接柱穿入所述第一通孔内，以将所述切换拨杆的另一端连接所述切换片的一端。

4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述切换控制马达包含输入端和输出端，所述输入端伸出所述下壳体，所述输出端连接所述切换拨杆的一端；

所述输入端接收外部输入的控制所述切换拨杆往复运动的控制信号，所述切换控制马达根据所述控制信号，通过所述输出端移动所述切换拨杆，以便所述切换拨杆相对于所述切换控制马达往复运动。

5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述装设于第二光阑孔的滤光片可嵌于所述第二光阑孔内、或粘贴于所述切换片的靠近第二光阑孔的表面。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述第一光阑孔的直径为所述镜头的焦距与第一光圈值的比值；所述第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；

所述第二光阑孔的直径为所述镜头的焦距与第二光圈值的比值；所述第二光圈值的取值范围为大于0.8。

7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，该组件装设于镜头外侧的一光学系统中，所述第一光阑孔的直径为第一物距与第一像距的比值与第一入瞳的乘积；

所述第一入瞳为所述第一光阑孔经所述光学系统所成的像；所述第一入瞳为所述镜头的焦距与第一光圈值的比值；所述第一光圈值的取值范围大于或等于1.8且小于或等于3；所述第一物距为所述光学系统的光心与所述第一光阑孔之间的距离；所述第一像距为所述光学系统的光心与所述第一入瞳之间的距离；

所述第二光阑孔的直径为第二物距与第二像距的比值与第二入瞳的乘积；

所述第二入瞳为所述第二光阑孔经所述光学系统所成的像；所述第二入瞳为所述镜头的焦距与第二光圈值的比值；所述第二光圈值的取值范围为大于0.8；所述第二物距为所述光学系统的光心与所述第二光阑孔之间的距离；所述第二像距为所述光学系统的光心与所述第二入瞳之间的距离。

8.一种图像采集装置，其特征在于，该装置包含：镜头及前述权利要求1至6任一项所述的控制孔径光阑的组件，

所述下壳体装设于靠近所述镜头的一侧，且所述下壳体包含的所述第一光阑孔与所述镜头共轴。

9.一种图像采集装置，其特征在于，该装置包含：镜头、装设于镜头外侧的一光学系统、及前述权利要求1、2、3、4、5或7所述的控制孔径光阑的组件，

所述下壳体装设于所述光学系统靠近所述镜头的一侧，所述下壳体包含的所述第一光阑孔与所述镜头共轴，且与所述光学系统共轴。

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