CN209748657U - 镜头模组、图像获取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种镜头模组、图像获取装置，涉及图像获取技术领域。其中，镜头模组包括：镜片组、尾板、以及偏振元件；尾板设置在镜片组的光线射出侧，具有可使经过镜片组的光线穿过的透光孔；偏振元件与尾板转动连接，使得偏振方向可调，且偏振元件覆盖透光孔。使用该镜头模组时，通过偏振元件可阻碍经过镜面反射的偏振光通过镜头模组。并且在不同的场景下，针对不同偏振方向的偏振光，可通过转动偏振元件的方式调整偏振元件的偏振方向，调节阻碍效果。当镜头模组与CCD图像传感器配合使用时，能够避免镜面反射的反射光造成CCD图像传感器接收能量过强的信号，避免图像过曝。

Description

镜头模组、图像获取装置

技术领域

本实用新型涉及图像获取技术领域，尤其涉及一种镜头模组、图像获取装置。

背景技术

通常，监控器包括镜头模组和位于镜头模组后方的电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)图像传感器。光线通过镜头模组投射在CCD图像传感器上，CCD图像传感器根据接收到的光信号形成监控图像。

监控时，若视场内存在平滑表面造成的镜面反光区域，则CCD图像传感器上与反光相对应的区域的光信号能量会非常强，使得最终监控图像上对应反光区域的部分呈白色，即出现过曝。当监控画面出现过曝时，会丧失过曝区域的图像细节，导致难以分辨期望监控到的场景，影响监控效果。

实用新型内容

本实用新型提供一种镜头模组、图像获取装置，以解决相关技术中的缺陷。

本实用新型实施例第一方面提供一种镜头模组，包括：镜片组、尾板、以及偏振元件；

所述尾板设置在所述镜片组的光线射出侧，具有可使经过所述镜片组的光线穿过的透光孔；

所述偏振元件与所述尾板转动连接，使得偏振方向可调，且所述偏振元件覆盖所述透光孔。

可选地，所述偏振元件包括：环形支架，所述环形支架与所述尾板转动连接；偏振片，所述偏振片与所述环形支架的内壁相连，对应所述透光孔设置。

可选地，所述偏振元件的转动轴为所述环形支架的中心轴。

可选地，还包括轴承，所述轴承的外圈和内圈分别连接所述尾板和所述环形支架；或者，

所述环形支架包括设置在外壁上的滑槽/滑块，所述透光孔包括设置在内壁上的滑块/滑槽，所述环形支架与所述尾板通过所述滑槽与滑块转动连接。

可选地，还包括用于驱动所述偏振元件转动的驱动件；所述环形支架包括设置在外壁上的齿轮状凸起，所述驱动件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿轮状凸起配合驱动所述环形支架转动。

可选地，所述驱动件还包括驱动电机主体以及电机输出轴，所述电机输出轴还与所述驱动齿轮相连。

可选地，还包括变速齿轮，所述变速齿轮设置在所述尾板上，同时与所述驱动齿轮和所述齿轮状凸起相啮合。

可选地，还包括壳体，所述壳体与所述尾板相连，形成容纳腔，

所述镜片组与所述驱动电机主体设置在所述容纳腔内，所述偏振元件与所述驱动齿轮设置在所述容纳腔外；

所述电机输出轴穿过所述尾板与所述驱动齿轮相连。

可选地，所述偏振片包括主体、以及设置在所述主体两侧的增透膜。

本实用新型实施例第二方面提供了一种图像获取装置，包括上述第一方面所提供的镜头模组，以及图像传感器；其中，所述镜头模组中的偏振元件覆盖所述图像传感器。

可选地，所述偏振片的径向尺寸大于所述图像传感器的对角线长度。

本实用新型实施例所提供的镜头模组、图像获取装置至少具有以下有益效果：

由于自然光和大部分灯光反射后的发射光为完全或部分偏振光，因此使用该镜头模组时，通过偏振元件可阻碍经过镜面反射的偏振光通过镜头模组。并且在不同的场景下，针对不同偏振方向的偏振光，可通过转动偏振元件的方式调整偏振元件的偏振方向，调节阻碍效果。且当偏振元件的偏振方向与反射光的偏振方向垂直时，实现最大阻碍效果。

当镜头模组与CCD图像传感器配合使用时，能够避免镜面反射的反射光造成CCD图像传感器接收能量过强的信号，避免图像过曝，保全反光区域的图像细节，以获取期望图像。当镜头模组应用于监控时，能够避免监控画面出现过曝，获取期望监控的场景图像，保证监控效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种镜头模组的结构示意图；

图2是根据图1所提供的镜头模组的应用场景的反射光路原理图；

图3是根据一示例性实施例示出的偏振元件沿镜头模组光线射出方向的剖视图；

图4是根据一示例性实施例示出的尾板沿光线通过孔径向的剖视图；

图5是根据一示例性实施例示出的尾板、偏振元件以及部分驱动件的正面组装示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的尾板、偏振元件以及部分驱动件的背面组装示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的偏振片的结构示意图。

附图中各个标记意为：

1、镜片组；

2、尾板；

21、透光孔；

211、滑槽；

3、偏振元件；

31、环形支架；

311、滑块；

312、齿轮状凸起；

32、偏振片；

321、主体；

322、增透膜；

4、驱动件；

41、驱动齿轮；

42、驱动电机主体；

43、电机输出轴；

5、变速齿轮；

51、第一齿轮；

52、第二齿轮；

6、壳体；

7、滤光片；

X、图像传感器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的镜头模组的结构示意图，图2是根据图1示出的镜头模组的应用场景的反射光路原理图。

本实用新型实施例第一方面提供了一种镜头模组，如图1所示，该镜头模组包括：镜片组1、尾板2、以及偏振元件3。其中，尾板2设置在镜片组1的光线射出侧，具有可使经过镜片组1的光线穿过的透光孔21。偏振元件3与尾板2转动连接，使得偏振方向可调，且偏振元件3覆盖透光孔21。

太阳光和大部分灯光是无偏振的自然光，自然光经过镜面反射后的反射光是部分或完全的偏振光。其中，当光线入射角是布儒斯特角时(如图2所示)，反射光是完全偏振光，且反射光的偏振方向垂直于入射面(即入射光和法线所在平面)。

在这种情况下，使用本实用新型实施例提供的镜头模组时，通过偏振元件3可阻碍经过镜面反射的偏振光通过镜头模组。并且在不同的场景下，针对不同偏振方向的偏振光，可通过转动偏振元件3的方式调整偏振元件3的偏振方向，调节阻碍效果。且当偏振元件3的偏振方向与反射光的偏振方向垂直时，实现最大阻碍效果。

当镜头模组与CCD图像传感器配合使用时，能够避免镜面反射的反射光造成CCD图像传感器接收能量过强的信号，避免图像过曝，保全反光区域的图像细节，以获取期望图像。当镜头模组应用于监控时，能够避免监控画面出现过曝，获取期望监控的场景图像，保证监控效果。

并且，与将偏振元件3设置在镜片组1的光线射入侧相比，将偏振元件3与尾板2相连，置于镜片组1的光线射出侧，可避免偏振元件3影响镜片组1视场。且若将偏振元件3设置在镜片组1的光线射入侧，需满足偏振元件3覆盖镜片组1；而在本实施例中，偏振元件3覆盖尾板2上的透光孔21即可，换言之，可以采用体积更小的偏振元件3，以简化镜头模组结构，降低生产成本。

图3是根据一示例性实施例示出的偏振元件沿镜头模组光线射出方向的剖视图。在一个实施例中，如图3所示，并结合图1，偏振元件3包括环形支架31和偏振片32。其中，环形支架31与尾板2转动连接，偏振片32与环形支架31的内壁相连并对应透光孔21设置。在这样的情况下，通过环形支架1相对尾板2转动，以调整偏振片32的偏振方向，且经过镜片组1的光线在穿过透光孔2时必须经过偏振片32，实现有效消除反射光。

可选地，在环形支架31的内壁上设置环形凹槽，以嵌入偏振片32，使得偏振片32封堵环形支架31的内部，进一步避免未经偏振片32的光线直接射出镜头模组。

可选地，偏振元件3的转动轴为环形支架31的中心轴，因此当环形支架31转动时不会出现偏振片元件3无法覆盖透光孔21的情况。

其中，环形支架31可以为金属框架、陶瓷框架、或者硬质树脂框架等；偏振片32可以为偏振玻璃片或偏振树脂片等。

图4是根据一示例性实施例示出的尾板沿透光孔径向的剖视图。在一个实施例中，环形支架31与尾板2通过滑槽与滑块转动连接，环形支架31包括设置在外壁上的滑槽/滑块，透光孔21包括设置在内壁上的滑块/滑槽。示例地，如图3所示，沿环形支架31外壁的圆周方向设置有滑块311；滑块311可选为多个沿圆周方向设置的滑块，或者环形滑块。如图4所示，在尾板2上透光孔21的内壁设置有环状的滑槽211。将滑块311卡接在滑槽211内，实现环形支架31和尾板2转动连接。在该实施例中，环形支架31与尾板2通过滑槽211与滑块311连接，可避免增加其他连接件。

在一个实施例中，该镜头模组还包括轴承，轴承的外圈和内圈分别连接尾板2和环形支架31。轴承的外圈和内圈可相对转动，进而实现环形支架31和尾板2转动连接。示例地，轴承的外圈与尾板2设置透光孔21处相连，或者，与透光孔21的内壁相连；轴承的内圈与环形支架31的端部或侧壁相连。其中，轴承可以为滚珠轴承、滑动轴承等。在该实施例中，环形支架31与尾板2通过轴承连接，有助于简化镜头模组结构，降低制造难度，并便于安装、拆卸以及设备维护。

在一个实施例中，如图1所示，镜头模组还包括用于驱动偏振元件3转动的驱动件4。通过控制驱动件4可控制偏振元件3的转动。其中，环形支架31包括设置在外壁上的齿轮状凸起312，驱动件4包括驱动齿轮41，驱动齿轮41与齿轮状凸起312配合驱动环形支架31转动。在该实施例中，驱动件4与偏振元件3为齿轮传动，采用齿轮传动有助于控制偏振元件3的转动角度，以实现期望的偏振方向和偏振光消除效果。

在一个实施例中，继续参照图1，驱动件4还包括驱动电机主体42以及电机输出轴43，电机输出轴43与驱动齿轮41相连。驱动齿轮41通过电机输出轴43带动驱动齿轮42转动。可选地，驱动电机主体42设置在靠近尾板2处，以便驱动偏振元件3。

其中，驱动电机主体42和电机输出轴43组成驱动电机。在本实施例中，偏振元件3设置在镜片组1的光线射出侧，可选用体积较小的偏振元件3，因此用于驱动偏振元件3的驱动电机也可选用较小体积的电机，以便安装、拆卸。可选地，驱动电机为步进电机等。

图5是根据一示例性实施例示出的尾板、偏振元件以及部分驱动件的正面组装示意图；图6是根据一示例性实施例示出的尾板、偏振元件以及部分驱动件的背面组装示意图。

在一个实施例中，如图5、图6所示，镜头模组还包括变速齿轮5，该变速齿轮5设置在尾板2上，同时与驱动齿轮41和齿轮状凸起312啮合。通过变速齿轮5使得驱动齿轮41与偏振元件3具有不同的转速。特别是采用驱动电机主体42带动驱动齿轮41时，驱动齿轮的41转速较快，通过变速齿轮5可降低偏振元件3的转速，使偏振元件3平稳、缓慢转动，优化其可控制性。

可选地，如图5所示，变速齿轮5包括同轴连接的第一齿轮51和第二齿轮52，且二者的转动轴与尾板2转动连接。转动时第一齿轮51和第二齿轮52具有相同的角速度；第一齿轮51的直径大于第二齿轮52的直径，转动时第一齿轮51的线速度大于第二齿轮52的线速度。第一齿轮51与驱动齿轮41啮合，第二齿轮52与齿轮状凸起312啮合。因此与驱动齿轮41的转速相比，通过第一齿轮51降低角速度，通过第二齿轮52降低线速度，实现变速调控。

在一个实施例中，如图1所示，镜头模组还包括壳体6，壳体6与尾板2相连，形成容纳腔。其中，镜片组1与驱动电机主体42设置在容纳腔内；偏振元件3与驱动齿轮41设置在容纳腔外；电机输出轴43穿过尾板2与驱动齿轮41相连。

偏振元件3位于整体镜头模组的最外端，在这样的情况下偏振元件3对容纳腔内组件，特别是镜片组1，起到了防尘作用。并且，利用尾板2将驱动电机主体42和偏振元件3分隔开，使得驱动电机主体42和偏振元件3之间具有间距，以便设置电机输出轴43。此外，在容纳腔中还设置有镜片组变焦驱动电机、以及位于镜片组1和尾板2之间的滤光片7、滤光片切换机构等。

图7是根据一示例性实施例示出的偏振片的结构示意图。在一个实施例中，如图7所示，偏振片32包括主体321、以及设置在主体321两侧的增透膜322。通过增透膜322能够增加偏振片32的可见光透过率以及红外光透过率，并且在偏振片32的两侧均设置增透膜322可避免光线在CCD图像传感器与偏振片32之间，以及滤光片7与偏振片32之间来回反射形成杂光。可选地，偏振片32的可见光透过率大于或者等于97％，红外光透过率大于或者等于95％；增透膜322镀覆或贴覆于主体321上。

还需说明的是，为了保证镜头模组的成像质量，偏振片32的厚度小于或者等于3mm；偏振片32的面型满足：用传统干涉仪测试面型，整体光圈≤8，局部光圈≤1；或者，用ZYGO干涉仪测试面型，PV值≤0.5λ，RMS值≤0.1λ(其中，λ为测试激光的波长)。其中，整体光圈、局部光圈、PV值以及RMS值均用于表征偏振片的表面平整度。

本实用新型实施例第二方面提供了一种图像获取装置，如图1所示，该图像获取装置包括上述第一方面所提供的镜头模组，以及图像传感器X。其中，镜头模组中的偏振元件3覆盖图像传感器X。图像传感器X可选为CCD图像传感器。

使用本实施例提供的图像获取装置时，通过镜头模组中的偏振元件3可阻碍经镜面反射得到的偏振光通过镜头模组投射在图像传感器X上。并且在不同的场景下，针对不同偏振方向的偏振光，通过转动偏振元件3的方式调整偏振元件3的偏振方向，以调节阻碍效果。进而，避免镜面反射的反射光造成CCD图像传感器接收能量过强的信号，避免图像过曝，保全反光区域的图像细节，获取期望图像。

需要说明的是，当该图像获取装置应用于监控领域时，获取的监控画面能够呈现反光区域的细节，例如仪表盘读数等，有助于优化监控的有效性。并且，偏振元件3转动后呈现的图像实时改变，保证监控实时性。可选地，图像获取装置为一体化摄像机、照相机、监控器等。

在一个实施例中，偏振片32的径向尺寸大于图像传感器X的对角线长度。偏振片32设置在环形支架31内，为圆形偏振片；通常图像传感器X为矩形。因此，偏振片32的径向尺寸大于图像传感器X的对角线保证偏振片32完全覆盖图像传感器X，避免偏振元件3遮挡光线影响成像质量。可选地，偏振片32的径向尺寸至少比图像传感器X的对角线长3mm。

关于该图像获取装置的使用方式具有多种，例如，采用智能控制的使用方式。示例地，图像获取装置还包括有控制器，控制器用于在检测到图像传感器X的部分区域接收的信号能量超过第一预设能量值时，制动驱动电机主体42以驱动偏振元件3转动；并在检测到所述部分区域接收的信号能量小于或等于第二预设能量值时，制停驱动电机主体42。其中，第一预设能量值可选为画面出现过曝的最低信号能量值，第二预设能量值可选为画面不出现过曝的最高信号能量值。

或者，采用人为控制的使用方式。示例地，当操作人员发现画面中存在过曝时，遥控制动电机主体42以驱动偏振元件3转动；同时操作人员观察画面，判断画面中不存在过曝且可识别图像细节时，遥控制停电机主体42。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未实用新型的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种镜头模组，其特征在于，包括：镜片组、尾板、以及偏振元件；

所述尾板设置在所述镜片组的光线射出侧，具有可使经过所述镜片组的光线穿过的透光孔；

所述偏振元件与所述尾板转动连接，使得偏振方向可调，且所述偏振元件覆盖所述透光孔。

2.根据权利要求1所述的模组，其特征在于，所述偏振元件包括：

环形支架，所述环形支架与所述尾板转动连接；

偏振片，所述偏振片与所述环形支架的内壁相连，对应所述透光孔设置。

3.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，所述偏振元件的转动轴为所述环形支架的中心轴。

4.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，还包括轴承，所述轴承的外圈和内圈分别与所述尾板和所述环形支架相连；或者，

所述环形支架包括设置在外壁上的滑槽/滑块，所述透光孔包括设置在内壁上的滑块/滑槽，所述环形支架与所述尾板通过所述滑槽与滑块转动连接。

5.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，还包括用于驱动所述偏振元件转动的驱动件；

所述环形支架包括设置在外壁上的齿轮状凸起，

所述驱动件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿轮状凸起配合驱动所述环形支架转动。

6.根据权利要求5所述的模组，其特征在于，所述驱动件还包括驱动电机主体以及电机输出轴，所述电机输出轴还与所述驱动齿轮相连。

7.根据权利要求5所述的模组，其特征在于，还包括变速齿轮，所述变速齿轮设置在所述尾板上，同时与所述驱动齿轮和所述齿轮状凸起相啮合。

8.根据权利要求6所述的模组，其特征在于，还包括壳体，所述壳体与所述尾板相连，形成容纳腔，

所述镜片组与所述驱动电机主体设置在所述容纳腔内，所述偏振元件与所述驱动齿轮设置在所述容纳腔外；

所述电机输出轴穿过所述尾板与所述驱动齿轮相连。

9.根据权利要求2所述的模组，其特征在于，所述偏振片包括主体、以及设置在所述主体两侧的增透膜。

10.一种图像获取装置，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的镜头模组，以及图像传感器，

所述镜头模组中的偏振元件覆盖所述图像传感器。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述偏振元件包括偏振片，所述偏振片的径向尺寸大于所述图像传感器的对角线长度。