CN212009237U - 集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置 - Google Patents

Abstract

集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，包括安装底座以及在安装底座上顺序布置的防水相机、折光镜、氙灯、第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜固定于安装底座，所述第二透镜、第三透镜分别与安装底座滑动配合；所述第一透镜与第二透镜之间设有伸缩推杆机构，达到焦距粗调节；所述第二透镜与第三透镜之间设有双按钮调焦机构，达到焦距精调节。本实用新型是集定位、聚焦、复位校正于一体的焦距补偿装置，在安装过程中，透镜安装需要与安装底座垂直，保证相机光轴与透镜光心在同一直线上，在水下能精准校正，减少调焦时间，有着较好的效率与精度保证，可广泛的应用于水下标定条件。

Description

集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置

技术领域

本实用新型涉及水下相机领域，具体涉及一种集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置。

背景技术

目前市场上对于相机在水下实现可调焦距，一般都是将相机固定在防水壳体内部，当调节焦距时，每次需要把防水壳体拆卸，根据经验手动完成调节，再放入水下进行验证。这种方式耗时耗力，焦距调节效果差，对于震动带来的水波纹，水下亮度调节的外在环境因素的影响时，不能进行实时调焦。另一种方法是在相机外套用相机防水袋实现防水，然后手动进行焦距调试。但是防水袋会影响拍摄效果，在牺牲精度的情况下完成了水下实时调焦。但这种方式无法完成高精度的标定情形。这种调节方式已不能适应当今的水下视觉发展的需要，研制一种可调焦距相机防水机构是发展趋势。

2011年，Guiqin研究发现，空气中的焦距f_a和水下的焦距f_w满足f_w＝1.333f_a关系，通过水下通过对焦距进行补偿，也可以达到水下聚焦的条件。

2017年3月20日，马远腾申请了中国专利单反相机防水袋(授权公告号：CN206586552U)，其优点是当相机镜头伸缩变焦时，防水镜头筒内侧万向折叠固定支架可以根据相机镜头尺寸调节相应的大小，扣在相机镜头遮光罩卡口处，能够保持镜头稳定；其缺点是需要人工使用密封操作手套在水下操作单反相机，达到相机聚焦拍摄效果。

2018年11月6日，西北工业大学申请了中国专利一种用柔性放大机构实现空间相机调焦的方法(申请公布号：CN108761961A)，其优点是需要调焦时，输入电信号，压电驱动器产生竖直方向位移，可满足高精度微米量级的调焦，装置形式简单，控制方便；其缺点是需要电源供电，不满足水下环境要求。

2019年4月3日，湖南蓝铁科技有限公司申请了中国专利一种变焦透镜、镜头及成像设备(申请公布号CN109799554A)，其优点基壳内部封闭腔体内充满了透明流体，基壳及其内部的透明流体构成一个透镜。调节器用于调节封闭腔体内的透明流体，通过改变基壳透光面的压力，从而控制透光面发生形变，来实现变焦透镜焦距的改变，结构简单，调节过程快捷。缺点是：此方法对密封条件非常苛刻，不同体积的透明流体对透光面的压力不是随时是正压力，所以并不能按照透镜要求进行焦距补偿，响应速度较慢。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，再与现有技术对比，设计了一种水下相机焦距补偿装置，具体是一种可调透镜的相机焦距补偿装置。

本实用新型的技术方案如下：

集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，包括安装底座以及在安装底座上顺序布置的防水相机、折光镜、氙灯、第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述安装底座的端部设有竖板，所述氙灯布置于安装底座靠近竖板位置，所述防水相机固定于该竖板，竖板上倾斜布置有顶板，所述折光镜固定于该顶板，并位于所述氙灯上方；所述第一透镜固定于安装底座，所述第二透镜、第三透镜分别与安装底座滑动配合；所述第一透镜与第二透镜之间设有伸缩推杆机构，达到焦距粗调节；所述第二透镜与第三透镜之间设有双按钮调焦机构，达到焦距精调节。

进一步的，所述第一透镜通过第一夹紧座固定安装于所述安装底座上对应的安装槽内。

进一步的，所述安装底座上设有长槽，所述长槽内设有长柱，所述第二透镜固定于第二夹紧座，所述第三透镜固定于第三夹紧座，所述第二夹紧座、第三夹紧座的底部穿过长柱，并与所述长柱滑动配合。

进一步的，所述第二夹紧座与安装底座长槽一端端部之间设有弹簧，该弹簧套于所述长柱；所述第三夹紧座与安装底座长槽另一端部之间设有弹簧，该弹簧套于所述长柱。

进一步的，所述伸缩推杆机构包括第一推杆、第二推杆，所述第一推杆的一端与第一透镜处固定连接，另一端设有空腔；所述第二推杆的端部伸入第一推杆的空腔内，另一端与第二透镜的第二夹紧座固定连接；推动第二推杆，使其在第一推杆空腔内伸缩，以改变第一透镜、第二透镜之间的距离。

进一步的，所述第一推杆的空腔端部向内收缩形成锥形面，所述第二推杆的端部向外扩展形成锥形面，两锥形面配合相互限位；所述第二推杆锥形面的端部设有第一皮带轮、第二皮带轮、传送带构成的滚动机构，以使第二推杆在第一推杆空腔内平顺滑动。

进一步的，所述滚动机构的端部安装有内置扭簧，以与第一推杆空腔底部接触；所述第一推杆的端部设有调焦压块，所述第二推杆的侧壁沿其长度方向设有一排焦距定位孔，所述调焦压块的端部设有插销，插销插入相应的焦距定位孔，以使第二推杆固定于第一推杆空腔内。

进一步的，所述的双按钮调焦机构包括调焦底座、按钮架，所述调焦底座固定于所述安装底座，其上设有两平行而置的凹形槽，两凹形槽中部分别设有圆形沉孔；所述按钮架为一对，平行而置，所述按钮架的两端分别连接第二透镜的第二夹紧座、第三透镜的第三夹紧座，且所述按钮架的两端向下延伸一定长度，其中部设有锥形凸台；所述按钮架置于所述凹形槽内，所述凸台位于所述圆形沉孔内，所述调焦底座上设有锥形凸台的限位架。

进一步的，两按钮架端部对应位置设有连接彼此的连杆。

进一步的，所述氙灯安装于灯罩内，可通过螺纹连接于安装底座上。

本实用新型是集定位、聚焦、复位校正于一体的焦距补偿装置，在安装过程中，透镜安装需要与安装底座垂直，保证相机光轴与透镜光心在同一直线上，在水下能精准校正，减少调焦时间，有着较好的效率与精度保证，可广泛的应用于水下标定条件。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型改变传统手动调节水下相机焦距的方法，使用时，将打开氙灯选择一定波长的光线，伸缩推杆机构中第一推杆和第二推杆滑动配合，可以发生相对位移，推动第二透镜移动进行焦距粗调节；第一推杆和第二推杆都存在锥形面，可以限制过度位移；

2)限位架限制了按钮架以及凸台在调焦底座的垂直移动；由于按钮架的两端向下延伸一定长度，使得锥形凸台底部高于所在的条形槽底部，通过按压锥形凸台，从而带动凸台按钮架水平收缩，缩短第二透镜与第三透镜之间的距离，达到焦距精调节。

附图说明

图1为本实用新型集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置立体示意图；

图2-1为安装底座立体示意图；

图2-2为安装底座俯视示意图；

图2-3为第二透镜与第二夹紧座连接示意图；

图3-1为双按钮调焦机构示意图；

图3-2为双按钮调焦机构爆炸图；

图3-3为图3-2侧视图；

图3-4为调焦底座示意图；

图4为伸缩推杆机构示意图；

图中：防水相机1、折光镜2、第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、安装底座6、双按钮调焦装置7、伸缩推杆装置8、氙灯9、第二夹紧座41、安装底座长槽61、竖板62、长柱63、弹簧64、顶板65、连杆71、按钮架72、调焦底座73、限位架74、按钮架平面721、锥形凸台722、按钮架斜面723、锥形凸台圆柱面724、螺纹孔725、凹形槽731、圆形沉孔732、爪杆741、第一推杆固定架81、第一推杆82、锥形面83、第二推杆84、第二推杆固定座85、焦距定位孔86、第一皮带轮87、第二皮带轮轮88、传送带89、内置扭簧90、调焦压块91。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置包括：防水相机1、折光镜2、第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、安装底座6、双按钮调焦机构7、伸缩推杆机构8、氙灯9；

安装底座6右端设置的竖板62上设有通孔，防水相机1镜头与通孔配合，折光镜2粘胶于竖板顶部倾斜布置的顶板65上，竖板、顶板与安装底座6铸造成型，三个透镜分别安装于夹紧座上，第一透镜3和第二透镜4之间安装伸缩推杆机构8，第一推杆82和第二推杆84间隙配合，可以发生相对位移，推动第二透镜移动进行焦距粗调节，第一推杆82和第二推杆84上都设有锥形面83来限制过度位移；

第二透镜4和第三透镜5之间安装双按钮调焦机构7，限位架的三个爪杆与调焦底座的孔是过盈配合，限制锥形凸台按钮架在调焦底座的垂直移动。通过按压锥形凸台，斜面会发生垂直位移，从而带动凸台按钮架水平收缩，达到焦距精调节。

本实用新型的工作流程为：

首先，打开氙灯9调节不同波长，调整折光镜2的角度，使入射光线通过折光镜2以平行光进入第一透镜3，第一推杆固定架81通过螺钉连接第一透镜的第一夹紧座上，第二推杆固定座85通过螺钉连接第二夹紧座上，第一推杆82设有内置空腔，调焦压块91安装于第一推杆82外侧，推动第二推杆84带动第一皮带轮87和第二皮带轮88共同水平移动，传送带89逆时针滚动(构成滚动机构)，同时压缩内置扭簧90端面，可以推动第一推杆82和第二推杆84实现相对移动，第一推杆82和第二推杆84上都设有锥形面83来限制过度位移。调焦压块91的插销根据水下环境选择不同的焦距定位孔86插入，达到焦距粗调节；

然后，双按钮调焦装置7是根据连杆71对称结构设计，可以保证第二透镜4在移动时受力均匀，不发生角度偏移。双按钮调焦装置7中按钮架72上凸台按钮平面721与调焦底座73侧面的凹形槽731贴合，限位架74的爪杆741与调焦底座73的孔是过盈配合，限制了按钮架72在调焦底座73的垂直移动。由于所述按钮架的两端向下延伸一定长度，使凸台按钮斜面底部723高于凹形槽，通过手动按压锥形凸台722，凸台按钮斜面723会发生垂直方向位移，从而带动凸台按钮架72水平收缩，调节第二镜头和第三镜头之间的位置，达到焦距精调节(凸台按钮斜面底部与凹形槽底部之间的距离为焦距精调节范围)；

接着，根据不同波长的氙灯9，调节焦距进行防水相机1水下拍摄，等同于为照片添加了不同滤镜；

最后，内置扭簧90自动复位，只需抬起调焦压块91，内置扭簧90实现复位，推动第一皮带轮87、第二皮带轮轮88转动，带动传送带89滚动，从而推动第二推杆84，带动第二透镜4，实现第二透镜4和第三透镜5完成复位。

在水下拍摄图像时，光线由于受到水下微粒杂质和水波纹的影响，在水下会产生光的后向散射、光的吸收现象，从而导致光的衰减问题，而光的衰减会使水下拍摄图像发生颜色退化。由于光的衰减是与波长相关的，不同颜色的光衰减量也不同。通过氙灯和折光镜调节不同波长的平行光，对光的衰减而产生图像颜色退化进行误差补偿。

同时，光线在进入水下外壳之前受到不同的光密度介质的影响，会产生光的折射现象，根据Snell折射定律，光通过不同介质会产生不同的折射角，相机拍摄图像所需的焦距会发生改变，通过调节3个透镜的相对距离，对水下折射产生的焦距改变进行误差补偿。

与直接手动调节相机焦距相比，保证了水下操作的安全性，通过焦距补偿提高了焦距校准精度，节省调整时间，提高了工作效率。

Claims (9)

1.集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，包括安装底座以及在安装底座上顺序布置的防水相机、折光镜、氙灯、第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述安装底座的端部设有竖板，所述氙灯布置于安装底座靠近竖板位置，所述防水相机固定于该竖板，竖板上倾斜布置有顶板，所述折光镜固定于该顶板，并位于所述氙灯上方；所述第一透镜固定于安装底座，所述第二透镜、第三透镜分别与安装底座滑动配合；所述第一透镜与第二透镜之间设有伸缩推杆机构，达到焦距粗调节；所述第二透镜与第三透镜之间设有双按钮调焦机构，达到焦距精调节。

2.根据权利要求1所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述第一透镜通过第一夹紧座固定安装于所述安装底座上对应的安装槽内。

3.根据权利要求1所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述安装底座上设有长槽，所述长槽内设有长柱，所述第二透镜固定于第二夹紧座，所述第三透镜固定于第三夹紧座，所述第二夹紧座、第三夹紧座的底部穿过长柱，并与所述长柱滑动配合。

4.根据权利要求3所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述第二夹紧座与安装底座长槽一端端部之间设有弹簧，该弹簧套于所述长柱；所述第三夹紧座与安装底座长槽另一端部之间设有弹簧，该弹簧套于所述长柱。

5.根据权利要求4所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述伸缩推杆机构包括第一推杆、第二推杆，所述第一推杆的一端与第一透镜处固定连接，另一端设有空腔；所述第二推杆的端部伸入第一推杆的空腔内，另一端与第二透镜的第二夹紧座固定连接；推动第二推杆，使其在第一推杆空腔内伸缩，以改变第一透镜、第二透镜之间的距离。

6.根据权利要求5所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述第一推杆的空腔端部向内收缩形成锥形面，所述第二推杆的端部向外扩展形成锥形面，两锥形面配合相互限位；所述第二推杆锥形面的端部设有第一皮带轮、第二皮带轮、传送带构成的滚动机构，以使第二推杆在第一推杆空腔内平顺滑动。

7.根据权利要求6所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述滚动机构的端部安装有内置扭簧，以与第一推杆空腔底部接触；所述第一推杆的端部设有调焦压块，所述第二推杆的侧壁沿其长度方向设有一排焦距定位孔，所述调焦压块的端部设有插销，插销插入相应的焦距定位孔，以使第二推杆固定于第一推杆空腔内。

8.根据权利要求4或7所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，所述的双按钮调焦机构包括调焦底座、按钮架，所述调焦底座固定于所述安装底座，其上设有两平行而置的凹形槽，两凹形槽中部分别设有圆形沉孔；所述按钮架为一对，平行而置，所述按钮架的两端分别连接第二透镜的第二夹紧座、第三透镜的第三夹紧座，且所述按钮架的两端向下延伸一定长度，其中部设有锥形凸台；所述按钮架置于所述凹形槽内，所述凸台位于所述圆形沉孔内，所述调焦底座上设有锥形凸台的限位架。

9.根据权利要求8所述的集成伸缩推杆和双按钮调焦的水下相机焦距补偿装置，其特征是，两按钮架端部对应位置设有连接彼此的连杆。

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