CN220872744U - 一种内加热密封除雾镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内加热密封除雾镜头，包括镜筒、前透镜、后透镜组和环形加热片，特点是镜筒的内部从前至后依次形成前安装腔和后安装腔，前安装腔到后安装腔之间形成定位平面，环形加热片固定设置在定位平面上，后透镜组固定设置于后安装腔内且向前穿过环形加热片的中心孔，前透镜固定设置在前安装腔内且分别与环形加热片均匀接触及与后透镜组的前端相互压紧，前透镜与定位平面之间位于环形加热片的外侧固定环绕密封设置有至少一个密封圈；优点是利用在前透镜外表面镀疏水膜、镜筒的连接缝隙使用密封胶密封、双密封圈的三重防护，防水效果较好，利用在前透镜内表面镀亲水膜和环形加热片产热去雾的双重防护，起到了良好的除雾效果。

Description

一种内加热密封除雾镜头

技术领域

本实用新型涉及一种光学镜头，尤其是一种内加热密封除雾镜头。

背景技术

光学镜头作为一款视觉传感器，广泛应用在摄影、安防、自动驾驶、机器视觉等领域，光学镜头防水除雾性能的好坏直接影响成像画面质量的好坏，影响系统算法的实现和最终画面呈现的效果；光学镜头都会在一定的环境温度中使用，实际使用中环境温度由低温变为高温时，会导致在镜头表面结雾，使得画面上显示出来的图像变得模糊，从而影响算法的判断和使用效果；而镜头在满足基本成像性能要求的同时，也要求能适用于严苛的使用环境，其中水汽、尘土侵入对镜头性能影响最大，因此还要符合防水的性能。

现有市场上存在的光学镜头设计，加入了多种加热和密封方式，如中国专利申请号为“202210381125.8”的发明专利提出了一种镜头内加热除雾镜头，发热体的结构为异形结构，在镜头组装的过程中将加热装置连同镜片一并装入，发热体加热温度范围为0℃-50℃，加热温度范围比较窄，而且该结构中发热体与镜片没有接触而是通过热辐射方式传递热量，除雾效率低。

如中国专利公开号为“CN115407585A” 的发明专利提出了一种车载镜头密封加热一体化装置，密封圈置于镜头内部台阶槽内，通过压缩密封圈实现密封效果；其在前透镜上直接布置ITO导电膜，通过环形熔接电极连接到2个FPC柔性排线上，通过对FPC柔性排线通电加热达到除雾的目的，但是ITO导电膜在透镜上布置工艺困难，且加热功率有限。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种加热效率高、能够快速除雾的内加热密封除雾镜头。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种内加热密封除雾镜头，包括镜筒、前透镜、后透镜组和环形加热片，所述的前透镜与所述的后透镜组从前至后依次固定设置于所述的镜筒内，所述的前透镜的前端向前伸出所述的镜筒且与所述的镜筒之间密封连接，所述的镜筒的后端密封固定设置有滤光片，所述的镜筒的内部从前至后依次形成前安装腔和后安装腔，所述的前安装腔的内径大于所述的后安装腔的内径，所述的前安装腔到所述的后安装腔之间垂直于所述的镜筒轴向形成定位平面，所述的环形加热片固定设置在所述的定位平面上，所述的后透镜组固定容纳设置于所述的后安装腔内且向前穿过所述的环形加热片的中心孔，所述的前透镜固定容纳设置在所述的前安装腔内，所述的前透镜的后端分别与所述的环形加热片均匀接触及与所述的后透镜组的前端相互压紧，所述的前透镜与所述的定位平面之间位于所述的环形加热片的外侧固定环绕密封设置有至少一个密封圈。采用该结构的除雾镜头，由于环形加热片与前透镜直接贴靠，因此当其余位置的加热系统对环形加热片通电时，能够对前透镜进行快速加热从而蒸发前透镜上的雾气，达到快速除雾的效果，镜筒与前透镜及滤光片之间的连接缝隙均通过密封胶密封，镜筒本身具有的各个连接缝隙也采用密封胶密封，从而有效防止外部水汽进入镜筒内部，整体结构简单，安装方便；其中，后透镜组可根据实际需要选择各个透镜的组合，各个透镜分层设置在镜筒内部具有相应尺寸的固定腔内，且相互之间均通过隔圈隔开。

所述的环形加热片包括环形固定片、曲线环状加热体、接线点和耐热导线，所述的曲线环状加热体呈连续的S型走向且整体固定环绕设置在所述的环形固定片的后端面上，所述的环形固定片的后端面通过隔热胶固定设置在所述的定位平面上，所述的环形固定片的前端面涂覆设置有导热胶，所述的前透镜与所述的导热胶之间均匀接触，所述的曲线环状加热体的端部通过所述的接线点与所述的耐热导线固定连接，所述的耐热导线向外穿出所述的前安装腔的腔壁；所述的前安装腔的腔壁上凹陷设置有穿线凹槽，所述的穿线凹槽内向外开设有用于连通所述的前安装腔与所述的镜筒的外侧的穿线孔，所述的接线点向外伸入所述的穿线凹槽内，由于接线点采用焊接形式形成，会有一定的焊点部分向外突出，因此设置穿线凹槽方便容纳部分接线点，且有利于找准穿线孔的位置，所述的耐热导线向外穿过所述的穿线孔。由于曲线环状加热体是呈连续的S型走向曲线布置，在同等布置位置上增大了曲线环状加热体的面积，进而提高了加热效率，可以在20s以内达到蒸发消除水雾的效果，雾气消除后系统自动断电，除雾工作时间短，有效节省能耗；曲线环状加热体可以通过印刷的方式布置在环形固定片上，因而可以大大提高生产效率，降低成本。

所述的前透镜的前端形成第一曲面，所述的前透镜的后端从外至内依次形成环形连接平面和中心透光面，所述的环形连接平面分别与所述的环形加热片均匀接触及与所述的后透镜组的前端相互压紧，所述的第一曲面上固定设置有疏水膜，所述的中心透光面上固定设置有亲水膜。第一曲面镀有疏水膜，使水滴更容易聚集脱落，中心透光面上镀有亲水膜，使内部起雾形成的水滴更容易铺展开，利于加热均匀蒸发。

所述的镜筒包括筒体、前压圈和后压圈，所述的前压圈螺接且密封固定设置在所述的筒体的前端，所述的前压圈的后端固定且呈环状密封压接于所述的前透镜的前端面上，所述的后压圈螺接且密封固定设置在所述的筒体的后端，所述的后压圈的前端固定且呈环状密封压接于所述的后透镜组的后端，所述的后压圈的后端设置有内径大于所述的后压圈的前端内孔的固定安装腔，所述的滤光片固定且密封设置在所述的固定安装腔内。前压圈、后压圈分别与筒体螺接，通过控制一定的拧紧力将内部的透镜结构及密封圈以适当的力度相互压紧，以达到有效防水的目的；滤光片与固定安装腔之间采用密封胶实现密封以防止外部水汽进入。

所述的定位平面上位于所述的环形加热片的外侧从内至外依次凹陷设置有定位腔、第一环形密封槽和第二环形密封槽，所述的环形加热片固定设置在所述的定位腔内，所述的第一环形密封槽内固定设置有第一密封圈，所述的第二环形密封槽内固定设置有第二密封圈，所述的前透镜的后端分别固定压接于所述的第一密封圈及所述的第二密封圈上。第一密封圈和第二密封圈使用弹性材质，且能在-40~+155℃范围下稳定工作，能够保证环形加热片以更高的加热温度快速加热除雾，第一密封圈和第二密封圈使用的材料、形状、尺寸、硬度等可以不同，也可以相同。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于利用在前透镜外表面镀疏水膜、镜筒与外界接触的连接缝隙使用密封胶密封、在前透镜与定位平面之间使用双密封圈的三重防护，达到了很好的防水效果，其中，前透镜压缩密封圈使其膨胀，使外部水汽无法进入镜头内部，达到良好的密封效果；通过设置有曲线环状加热体的环形加热片直接对前透镜进行接触式加热，实现快速除雾的效果，环形加热片通过引出的耐热导线与设置在其它位置的加热系统，使加热片通电产生热量，使附着在镜片表面的雾气蒸发掉，达到除雾的目的；利用在前透镜内表面镀亲水膜和环形加热片导电产热蒸发水雾的双重防护，起到了良好的除雾效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为本实用新型的外部结构正视图；

图3为实施例中筒体的结构示意图；

图4为实施例中筒体的结构剖视图；

图5为实施例中环形加热片的结构示意图；

图6为实施例中前透镜的结构剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：一种内加热密封除雾镜头，包括镜筒1、前透镜2、后透镜组3和环形加热片4，前透镜2与后透镜组3从前至后依次固定设置于镜筒1内，前透镜2的前端向前伸出镜筒1且与镜筒1之间密封连接，镜筒1的后端密封固定设置有滤光片5，镜筒1的内部从前至后依次形成前安装腔11和后安装腔12，前安装腔11的内径大于后安装腔12的内径，前安装腔11到后安装腔12之间垂直于镜筒1轴向形成定位平面13，环形加热片4固定设置在定位平面13上，后透镜组3固定容纳设置于后安装腔12内且向前穿过环形加热片4的中心孔，前透镜2固定容纳设置在前安装腔11内，前透镜2的后端分别与环形加热片4均匀接触及与后透镜组3的前端相互压紧，前透镜2与定位平面13之间位于环形加热片4的外侧固定环绕密封设置有一个第一密封圈14，环形加热片4包括环形固定片41、曲线环状加热体42、接线点43和耐热导线44，曲线环状加热体42呈连续的S型走向且整体固定环绕设置在环形固定片41的后端面上，环形固定片41的后端面通过隔热胶（图未显示）固定设置在定位平面13上，环形固定片41的前端面涂覆设置有导热胶（图未显示），前透镜2与导热胶之间均匀接触，曲线环状加热体42的端部通过接线点43与耐热导线44固定连接，耐热导线44向外穿出前安装腔11的腔壁，前安装腔11的腔壁上凹陷设置有穿线凹槽111，穿线凹槽111内向外开设有用于连通前安装腔11与镜筒1的外侧的穿线孔112，接线点43向外伸入穿线凹槽111内，耐热导线44向外穿过穿线孔112，前透镜2的前端形成第一曲面21，前透镜2的后端从外至内依次形成环形连接平面22和中心透光面23，环形连接平面22分别与环形加热片4均匀接触及与后透镜组3的前端相互压紧，第一曲面21上固定设置有疏水膜（图未显示），中心透光面23上固定设置有亲水膜（图未显示）；

镜筒1包括筒体15、前压圈16和后压圈17，前压圈16螺接且密封固定设置在筒体15的前端，前压圈16的后端固定且呈环状密封压接于前透镜2的前端面上，后压圈17螺接且密封固定设置在筒体15的后端，后压圈17的前端固定且呈环状密封压接于后透镜组3的后端，后压圈17的后端设置有内径大于后压圈17的前端内孔的固定安装腔171，滤光片5固定且密封设置在固定安装腔171内。

实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于定位平面13上位于环形加热片4的外侧从内至外依次凹陷设置有定位腔131、第一环形密封槽132和第二环形密封槽133，环形加热片4固定设置在定位腔131内，第一环形密封槽132内固定设置有第一密封圈14，第二环形密封槽133内固定设置有第二密封圈18，前透镜2的后端分别固定压接于第一密封圈14及第二密封圈18上。

以上实施例中，后透镜组3包括从前至后分布的第一透镜31、第一隔圈32、第二透镜33、第二隔圈34、第三透镜35、第三隔圈36、第四组合透镜37、第四隔圈38和第五透镜39，筒体15内各个位置的孔径大小均与各个透镜及隔圈相配合，各个隔圈的作用是将各个相邻透镜以设定的间距分隔安装。

具体安装过程如下：后压圈17的内螺纹与筒体15的后端外侧设置的外螺纹旋合预组装在一起，然后从上方依次按序将以下结构装入筒体15中：第五透镜39、第四隔圈38、第四组合透镜37、第三隔圈36、第三透镜35、第二隔圈34、第二透镜33、第一隔圈32和第一透镜31，然后将第一密封圈14放置于筒体15上设置的第一环形密封槽131内，将第二密封圈18放置于定位平面13上设置的第二环形密封槽132内；接着在定位平面13上均匀涂覆一层隔热胶，将环形固定片41上的接线点43对准筒体15上的穿线凹槽111，将耐热导线44从筒体15上设置的穿线孔112由内向外穿出，同时将环形固定片41上的曲线环状加热体42压紧在涂覆的隔热胶上；再在环形固定片41的前端面上涂覆一层导热胶，装入前透镜2和前压圈16，通过控制压力机的压力来压紧前透镜2，使第二密封圈18和第一密封圈14压缩到合理的尺寸，同时与环形固定片41的前端面上涂覆的导热胶均匀紧密接触，然后把前压圈16的内螺纹旋入到筒体15的外螺纹上，控制一定扭力，将前压圈16压紧锁死；

将光学镜头上下调转镜头180°，对后压圈17施加一定扭力来压紧镜头中的零件，使镜筒1内部的各个零件处于正确稳定的位置上，尤其使环形固定片41的前端面与前透镜2的环形连接平面22均匀接触，随后将后压圈17压紧锁死，再把滤光片5装入到后压圈17的固定安装腔171中，最后，对于光学镜头上与外界接触的连接缝隙，即前透镜2与前压圈16之间、前压圈16与筒体15的前端之间、后压圈17与筒体15的后端之间以及滤光片5与后压圈17之间都布置密封胶，达到镜头全部密封的效果。

遇到外界水汽时，前透镜2的第一曲面21上镀的疏水膜工作，使大部分的水汽聚集，水汽因为重力的问题会沿着镜头外部掉落；同时水汽因为镜头上布置的密封胶和镜头内部的第一密封圈14和第二密封圈18的阻挡，使水汽无法进入镜头内部，从而达到了良好的防水效果。

光学镜头遇到外部环境由低温变为高温情况时，前透镜2的中心透光面23上会出现水雾，其上镀的亲水膜工作，使水雾均匀铺展开；水雾的出现使得系统画面马上变得模糊，加热系统自动启动加热功能，对环形固定片41上的曲线环状加热体42通电来产生热量，导电的电流可调，使得曲线环状加热体42短时间内可以产生大量的热量；由于环形固定片41与前透镜2上的环形连接平面22是均匀接触的，热量很快传递到前透镜2的中心透光面23上，可以在20s以内达到蒸发消除水雾的效果；雾气消除后系统自动断电，使其除雾工作时间短，可以有效节省能耗。

Claims (6)

1.一种内加热密封除雾镜头，包括镜筒、前透镜、后透镜组和环形加热片，所述的前透镜与所述的后透镜组从前至后依次固定设置于所述的镜筒内，所述的前透镜的前端向前伸出所述的镜筒且与所述的镜筒之间密封连接，所述的镜筒的后端密封固定设置有滤光片，其特征在于，所述的镜筒的内部从前至后依次形成前安装腔和后安装腔，所述的前安装腔的内径大于所述的后安装腔的内径，所述的前安装腔到所述的后安装腔之间垂直于所述的镜筒的轴向形成定位平面，所述的环形加热片固定设置在所述的定位平面上，所述的后透镜组固定容纳设置于所述的后安装腔内且向前穿过所述的环形加热片的中心孔，所述的前透镜固定容纳设置在所述的前安装腔内，所述的前透镜的后端分别与所述的环形加热片均匀接触及与所述的后透镜组的前端相互压紧，所述的前透镜与所述的定位平面之间位于所述的环形加热片的外侧固定环绕密封设置有至少一个密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种内加热密封除雾镜头，其特征在于所述的环形加热片包括环形固定片、曲线环状加热体、接线点和耐热导线，所述的曲线环状加热体呈连续的S型走向且整体固定环绕设置在所述的环形固定片的后端面上，所述的环形固定片的后端面通过隔热胶固定设置在所述的定位平面上，所述的环形固定片的前端面涂覆设置有导热胶，所述的前透镜与所述的导热胶之间均匀接触，所述的曲线环状加热体的端部通过所述的接线点与所述的耐热导线固定连接，所述的耐热导线向外穿出所述的前安装腔的腔壁。

3.根据权利要求2所述的一种内加热密封除雾镜头，其特征在于所述的前安装腔的腔壁上凹陷设置有穿线凹槽，所述的穿线凹槽内向外开设有用于连通所述的前安装腔与所述的镜筒的外侧的穿线孔，所述的接线点向外伸入所述的穿线凹槽内，所述的耐热导线向外穿过所述的穿线孔。

4.根据权利要求1所述的一种内加热密封除雾镜头，其特征在于所述的前透镜的前端形成第一曲面，所述的前透镜的后端从外至内依次形成环形连接平面和中心透光面，所述的环形连接平面分别与所述的环形加热片均匀接触及与所述的后透镜组的前端相互压紧，所述的第一曲面上固定设置有疏水膜，所述的中心透光面上固定设置有亲水膜。

5.根据权利要求1所述的一种内加热密封除雾镜头，其特征在于所述的镜筒包括筒体、前压圈和后压圈，所述的前压圈螺接且密封固定设置在所述的筒体的前端，所述的前压圈的后端固定且呈环状密封压接于所述的前透镜的前端面上，所述的后压圈螺接且密封固定设置在所述的筒体的后端，所述的后压圈的前端固定且呈环状密封压接于所述的后透镜组的后端，所述的后压圈的后端设置有内径大于所述的后压圈的前端内孔的固定安装腔，所述的滤光片固定且密封设置在所述的固定安装腔内。

6.根据权利要求1所述的一种内加热密封除雾镜头，其特征在于所述的定位平面上位于所述的环形加热片的外侧从内至外依次凹陷设置有定位腔、第一环形密封槽和第二环形密封槽，所述的环形加热片固定设置在所述的定位腔内，所述的第一环形密封槽内固定设置有第一密封圈，所述的第二环形密封槽内固定设置有第二密封圈，所述的前透镜的后端分别固定压接于所述的第一密封圈及所述的第二密封圈上。