镜头组件及监控设备
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202510269392.X | 申请日 | 2025-03-06 |
| 公开(公告)号 | CN119960136A | 公开(公告)日 | 2025-05-09 |
| 申请人 | 杭州微影软件有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 王浩; | 第一发明人 | 王浩 |
| 权利人 | 杭州微影软件有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 杭州微影软件有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：浙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：浙江省杭州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：浙江省杭州市滨江区西兴街道丹枫路399号2号楼B楼313室 | 邮编 | 当前专利权人邮编：310051 |
| 主IPC国际分类 | G02B7/02 | 所有IPC国际分类 | G02B7/02 ; G02B7/10 ; G03B17/12 ; G03B13/32 ; H04N23/55 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 11 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京博思佳知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 杨春香; |
| 摘要 | 本 申请 公开镜头组件及监控设备。所述镜头组件包括镜头、探测器、聚焦调节组件和回程差消除组件。镜头包括聚焦群组。聚焦调节组件包括第一调节件和第二调节件。第一调节件与聚焦群组、镜头或者探测器连接，第一调节件和第二调节件通过换向机构连接。回程差消除组件沿第一调节件的周向均匀分布，包括弹性件。在弹性件的作用下，换向机构内配合的部件相互抵接，以在旋转所述第二调节件的情况下，第一调节件沿镜头的光轴运动，调节聚焦群组与探测器之间的距离。本申请通过弹性件使得换向机构内配合的部件相互抵接，第二调节件旋转过程中始终与第一调节件处于紧密配合的状态，消除了回程差，确保所有物距下聚焦清晰。 | ||
| 权利要求 | 1.一种镜头组件，其特征在于，所述镜头组件包括镜头、探测器、聚焦调节组件和回程差消除组件；所述镜头包括聚焦群组； |
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| 说明书全文 | 镜头组件及监控设备技术领域[0001] 本申请涉及光学设备，尤其涉及镜头组件及监控设备。 背景技术[0002] 监控设备包括镜头组件。镜头组件包括镜头、探测器和聚焦调节组件。镜头包括聚焦群组。聚焦调节组件的作用是调节聚焦群组与所述探测器之间沿所述镜头的光轴的距离，以使得成像清晰。 [0003] 所述聚焦群组和所述探测器之间的距离调节是通过换向机构实现。换向机构能够将旋转运动转化为直线运动，从而，调节聚焦群组与所述探测器之间的距离。实际中，零部件之间存在装配公差，装配公差会导致回程差，例如，对于调节机构包括齿轮啮合的情况而言，装配公差会导致齿轮咬合公差。在另一些情况下，齿轮自身也会出现咬合公差而导致回程差。不论什么情况，回程差会导致聚焦不清晰(目标物的图像呈现出不清晰的状态)。发明内容 [0004] 本申请的目的在于公开一种镜头组件和监控设备。所述镜头组件能聚焦清晰。 [0005] 第一方面，本申请公开一种镜头组件。所述镜头组件包括镜头、探测器、聚焦调节组件和回程差消除组件；所述镜头包括聚焦群组。所述聚焦调节组件包括第一调节件和第二调节件；所述第一调节件与所述聚焦群组、所述镜头或者所述探测器连接，所述第一调节件和所述第二调节件通过换向机构连接。所述回程差消除组件沿所述第一调节件的周向均匀分布，包括弹性件；在所述弹性件的作用下，所述换向机构内配合的部件相互抵接，以在旋转所述第二调节件的情况下，所述第一调节件沿所述镜头的光轴运动，调节所述聚焦群组与所述探测器之间的距离。 [0006] 在一些实施方式中，所述换向机构包括设置于所述第一调节件和所述第二调节件中一者的曲线槽，以及设置于另一者的运动件，在所述弹性件的作用下，所述运动件与所述曲线槽的侧壁抵接实现所述相互抵接；或者，所述换向机构包括设置于所述第一调节件和所述第二调节件之间的齿以及导向机构；在所述导向机构的作用下，所述第一调节件直线运动；所述第一调节件和所述第二调节件之间的齿在所述弹性件的作用下啮合紧密以实现所述相互抵接。 [0007] 在一些实施方式中，所述镜头组件包括进光镜片、功能切换群组和功能驱动组件；所述进光镜片与所述功能切换群组沿物至像的方向分布；所述功能驱动组件包括旋转件、换向机构和连接件，所述换向机构与所述旋转件和所述连接件连接；所述连接件与所述功能切换群组连接；所述换向机构转换所述旋转件的旋转运动为所述连接件的直线运动，以带动所述功能切换群组沿所述镜头的光轴相对于所述进光镜片运动，所述镜头组件在第一功能和第二功能之间切换。 [0008] 在一些实施方式中，所述镜头组件包括手感反馈组件，所述手感反馈组件包括从动件、反馈件和固定件；所述固定件相对于所述镜头静止，包括反馈部；所述从动件在所述功能驱动组件的带动下绕所述光轴旋转，带动所述反馈件绕所述光轴旋转，直至所述反馈件抵接所述反馈部。 [0009] 在一些实施方式中，所述固定件设置有呈圆弧形的导槽；所述手感反馈组件包括弹力件，所述弹力件的两端分别与所述从动件和所述反馈件连接；在所述弹力件的弹力作用下，所述反馈件位于所述导槽内；所述反馈件沿所述导槽朝不同方向运动，以与所述反馈部抵接或者离开所述反馈部。 [0010] 在一些实施方式中，所述反馈部为卡槽，所述反馈件为滚珠。 [0011] 在一些实施方式中，所述回程差消除组件作为第一回程差消除组件，所述镜头组件包括第二回程差消除组件，所述第二回程差消除组件与所述连接件连接，所述第二回程差消除组件的结构与所述第一回程差消除组件的结构相同。 [0012] 在一些实施方式中，所述镜头组件包括进光镜片、功能切换群组和功能驱动组件，所述功能驱动组件驱动所述功能切换群组沿所述镜头的光轴运动，以在第一功能和第二功能之间切换。所述镜头组件包括光阑，所述光阑包括控制进光量的开关；所述功能切换群组随所述功能切换群组沿所述光轴运动，以触发所述开关。 [0013] 在一些实施方式中，所述光阑为档位式光阑或者连续式光阑，所述进光量与驱动值一一对应；所述光阑包括驱动值产生组件；所述功能切换群组移动不同的距离触发所述驱动值产生组件产生不同的所述驱动值。 [0014] 在一些实施方式中，所述第一功能为望远功能、微距功能和反远距功能中的一种，所述第二功能为望远功能、微距功能和反远距功能中的另一种。 [0015] 第二方面，本申请公开一种监控设备。所述监控设备包括前述任何一种镜头组件。 [0016] 对于所述镜头组件和所述监控设备，由于所述回程差消除组件沿所述第一调节件的周向均匀分布而使得第一调节件受力均匀(如果受力不均匀，聚焦群组会发生倾斜，导致无法移动，或者，虽然能移动，但是，有些部件之间会因为弹性件的弹力而抵紧而能消除回程差，有些零部件之间没有抵紧而不能消除回程差)，最终，均匀分布与弹性件的结合使得换向机构内配合的部件都按照各自的配合关系相互抵紧，进而，第二调节件旋转过程中始终与第一调节件处于紧密配合的状态，最终，从最终表现结果上消除回程差，第一调节件带动相应的聚焦群组、镜头或者探测器沿光轴移动的位移与要求的位移一样，确保所有物距下聚焦清晰。此外，通过前述抵接实现从最终表现结果上消除回程差，一次消除整个镜头组件的回程差，无需处理每个公差，且回程差消除组件包括弹性件且通过前述抵接实现回程差消除，回程差消除组件的整体结构小巧，无需对镜头组件做大的改动。附图说明 [0017] 图1是本申请一种镜头组件的示意图； [0018] 图2是图1中A部分的放大图； [0019] 图3是图1中B部分的放大图； [0020] 图4是本申请的镜头组件的第一调节件和第二调节件通过换向机构配合的第一种示意图； [0021] 图5是本申请的镜头组件于第一种模式的示意图； [0022] 图6是本申请的镜头组件于第二种模式的示意图； [0023] 图7是实现模式调节过程中的手感反馈组件的示意图； [0024] 图8是本申请的手感反馈组件的反馈件与反馈部相配合的示意图； [0025] 图9是本申请的镜头组件的第一调节件和第二调节件通过换向机构配合的第二种示意图。 具体实施方式[0026] 这里将结合附图，对本申请实施例(或称“实施方式”)中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。 [0027] 若本申请实施例中有涉及方向性指示或者位置关系的术语(例如上、下、左、右、前、后、内、外、顶、底、中心、竖直、水平、纵向、横向、长度、宽度、逆时针、顺时针、轴向、径向、周向等)，则此类术语仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等；如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示或者位置关系也相应地随之改变。另外，本申请实施例中涉及“第一”、“第二”等术语，仅用于描述方便之目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0028] 参见图1，本申请公开一种镜头组件。所述镜头组件包括镜头1、探测器2、聚焦调节组件3和回程差消除组件4。所述镜头1不限，能实现可见光波段的成像、短波红外波段的成像、中波红外波段的成像或者长波红外波段的成像，总之，根据需要成像的波段，对镜头1的镜片选取相应的材质等等即可。所述镜头1包括聚焦群组11。所述聚焦调节组件3包括第一调节件31和第二调节件32。调节聚焦群组11与探测器2之间沿所述镜头1的光轴L的距离包括如下三种方式：一)聚焦群组11沿光轴移动，探测器2静止；二)镜头1整体移动使得聚焦群组11一起移动，探测器2静止；三)镜头1或者聚焦群组11静止，探测器2移动。因此，基于上述三种方式，所述第一调节件31与所述聚焦群组11、镜头1或者所述探测器2连接。图1和图2示意出第一调节件31与聚焦群组11连接。所述第一调节件31和所述第二调节件32通过换向机构33连接。所述换向机构33转换所述第二调节件32的旋转运动为所述第一调节件31沿所述镜头1的光轴L的直线运动。由此，第一调节件31能带动相应的聚焦群组11、镜头1或者探测器2沿所述光轴L移动。 [0029] 参见图1、图2和图4，所述回程差消除组件4沿所述第一调节件31的周向均匀分布，所述周向均匀分布是指相应的部件受力均匀。比如，在回程差消除组件4有二个的情况下，所述回程差消除组件4呈180度分布；在回程差消除组件4有三个的情况下，所述回程差消除组件4呈120度分布，以此类推，在回程差消除组件4有四个的情况下，回程差消除组件4呈90度分布。所述回程差消除组件4包括弹性件41。所述弹性件41为能发生形变的部件，比如弹簧、弹性橡胶等等。在所述弹性件41的作用下，所述换向机构33内配合的部件相互抵接，如何相互抵紧不限，比如，所述回程差消除组件4包括静止件42。所述静止件42可以与镜头组件的任意部件连接，是不会运动的部件。弹性件41的一端与所述静止件42连接，另一端与换向机构33内配合的部件连接，由此，在弹性件41的弹力作用下，相配合的部件中的一者与另一者抵接。抵接后，在旋转所述第二调节件32的情况下，所述第一调节件31沿所述镜头1的光轴直线运动，相应的，对于前述第一种情况，第一调节件31与聚焦群组11连接，带动聚焦群组11沿光轴相对于探测器2运动；对于前述第二种情况，第一调节件31与镜头1连接(比如，镜头1的壳体)，带动镜头1沿光轴相对于探测器2运动；对于前述第三种情况，第一调节件31与探测器2连接，带动探测器2沿光轴相对于镜头1运动。不论前述那种情况，第一调节件31的最终结果是调节所述聚焦群组与所述探测器之间的距离。 [0030] 对于第一调节件31和第二调节件32之间的运动，可以通过手动实现(也即，手动调节聚焦模式)，也可以通过电动调节实现(也即，电动调节聚焦模式)。 [0031] 技术人员发现：回程差主要是整机结构的各零件之间的配合公差相叠加而产生，最终表现是在旋转第二调节件32的过程中，相关的零部件没抵紧而不能很好的实现力的传递，使得被带动的部件实际产生的位移与要求的位移不一样。如果相配合的零件之间逐项解决，再加之，加工精度不能无限收严，因此，方案过于复杂。而如上述设置，由于所述回程差消除组件4沿所述第一调节件31的周向均匀分布而使得第一调节件31受力均匀(如果受力不均匀，聚焦群组11会发生倾斜，导致无法移动，或者，虽然能移动，但是，有些部件之间会因为弹性件的弹力而抵紧而能消除回程差，有些零部件之间没有抵紧而不能消除回程差)，最终，均匀分布与弹性件41的结合使得换向机构33内配合的部件都按照各自的配合关系相互抵紧，进而，第二调节件32旋转过程中始终与第一调节件31处于紧密配合的状态，最终，从最终表现结果上消除回程差，第一调节件31带动相应的聚焦群组11、镜头1或者探测器2沿光轴移动的位移与要求的位移一样，确保所有物距下聚焦清晰。此外，通过前述抵接而实现从最终表现结果上消除回程差，一次消除整个镜头组件的回程差，无需处理每个公差，且回程差消除组件4包括弹性件41且通过前述抵接实现回程差消除，回程差消除组件4的整体结构小巧，无需对镜头组件做大的改动。 [0032] 参见图4和图3，所述换向机构33包括设置于所述第一调节件31的运动件331，以及设置于第二调节件32的曲线槽332(业内也称之为cam槽)。运动件331的结构不限，可以是形成于第一调节件31的凸点，也可以为安装于第一调节件31的螺钉。在所述弹性件41的作用下，所述运动件331与所述曲线槽332的侧壁抵接实现所述相互抵接。在另一些实施方式中，也可以是所述第一调节件31设置所述曲线槽332，所述第二调节件32设置所述运动件331。 [0033] 如上述设置，由于所述第一调节件31和所述第二调节件32中一者的曲线槽332，以及设置于另一者的运动件331，而第一调节件31带动相应的聚焦模组11、镜头1或者探测器2运动，因此，运动件331和曲线槽332配合是换向机构33的最后一级传动，通过运动件331和所述曲线槽332的抵接，一次性的解决回程差的问题，解决回程差的结构简单，无需对镜头组件做大的改动。 [0034] 在另一些实施方式中，参见图9，所述换向机构包括设置于所述第一调节件31和所述第二调节件32之间的齿311以及导向机构34。也即，将所述运动件331和曲线槽332替换为齿轮传动(第一调节件31和第二调节件32之间通过齿311的传动)以及导向机构，工作原理可以借助于于丝杠传动来理解。在所述导向机构33的作用下，所述第一调节件31直线运动。所述第一调节件31和所述第二调节件32之间的齿311在所述弹性件41的作用下啮合紧密(这种啮合紧密理解为两者紧密接触但能相对运动)以实现所述相互抵接。 [0035] 如上述设置，通过第一调节件31和第二调节件32通过齿啮合并配合导向机构，是最后一级传动，通过齿311相互抵接，一次性的解决回程差的问题，解决回程差的结构简单，无需对镜头组件做大的改动。 [0036] 参见图1，所述镜头组件包括进光镜片13、功能切换群组12和功能驱动组件5。通常情况下，基于镜头1的密封等方面的考虑，进光镜片13不动。进光镜片13、功能切换群组12、聚焦群组11和探测器2沿物至像的方向依序排列。所述功能驱动组件5与所述功能切换群组12连接，能将旋转运动转换为直线运动，使得所述功能切换群组12沿所述光轴相对于所述进光镜片13运动，所述镜头组件在第一功能和第二功能之间切换。所述第一功能和所述第二功能不限，在本申请的实施方式中，所述第一功能为望远功能、微距功能和反远距功能中的一种，所述第二功能为望远功能、微距功能和反远距功能中的另一种。比较图5和图6，图5示意出第一功能为望远功能，图6示意出第二功能为微距功能，比较图5和图6可知，通过调节功能切换群组12，实现了望远功能和微距功能之间切换。在一种实施方式中，所述功能驱动组件5的结构可以前述聚焦调节组件3的结构相同，为便于区别，将功能驱动组件5的相关部件命名为：旋转件51、换向机构33和连接件52。连接件52与所述功能切换群组12连接。旋转件51和连接件52通过曲线槽332和运动件331(换向机构33)相配合。功能驱动组件5还可以采用其他结构，只要能将旋转运动转换为直线运动即可。 [0037] 如上述设置，只需旋转所述功能驱动组件5的旋转件51即可快速且准确的实现第一功能和第二功能之间的切换。此外，对于镜头组件而言，除了所述功能驱动组件5外，无需加装其他组件即可在一颗镜头内实现第一功能和第二功能之间的切换，不会使得镜头组件的结构复杂。 [0038] 在一些实施方式中，功能切换群组12与聚焦群组联动，也就是，第一功能和第二功能之间的切换可以与聚焦群组11相对于探测器2之间的运动实现联动。这种联动包括：一)功能切换群组12和聚焦群组11朝同一方向运动；二)功能切换群组12和聚焦群组11朝不同的方向运动。如何运动不限，比如，借助图4理解，两者的曲线槽朝相同方向实现朝同一方向运动，曲线槽的朝向相反实现朝不同的方向运动。 [0039] 如上述设置，通过功能切换群组12与聚焦群组11联动，调节方便的实现第一功能和第二功能之间的切换，以及，聚焦功能。 [0040] 参见图1、图7和图8，所述镜头组件包括手感反馈组件6。所述手感反馈组件6包括从动件61、反馈件62和固定件63。所述固定件63相对于所述镜头1静止，包括反馈部631。从动件61可以与功能驱动组件5中的旋转件51一体成型，或者组装于所述旋转件51。从动件61在所述功能驱动组件5的带动下绕光轴旋转，这样，从动件61带动反馈件62运动。所述从动件61在所述功能驱动组件5的带动下绕光轴L旋转，带动所述反馈件62旋转，直至所述反馈件62抵接所述反馈部631。图8示意出反馈件62与反馈部631抵接。抵接时，旋转件51不能再继续转动。 [0041] 如上述设置，通过所述反馈件62抵接所述反馈部631实现手感反馈，使用者能准确的知道功能切换群组12的移动距离，便于使用。 [0042] 上述功能切换群组12沿光轴L移动不同的距离，还可以实现调焦(或者变倍)，此时，所述第一功能是调焦前(或者变倍前)的功能，所述第二功能是调焦后(或者变倍后)的功能。 [0044] 参见图4、图7和图8，对于所述手感反馈组件6，所述固定件63设置有呈圆弧形的导槽632。在图8中，导槽632为一圈，也可以不为一圈。所述手感反馈组件6包括弹力件64。所述弹力件64为能发生形变的部件，比如弹簧、弹性橡胶等等。所述弹力件64的两端分别与所述从动件61和所述反馈件62连接；在所述弹力件64的弹力作用下，所述反馈件62位于所述导槽632内。所述反馈件62沿所述导槽632朝不同方向运动，以与所述反馈部抵接或者离开所述反馈部。 [0045] 如上述设置，通过设置所述导槽632，所述导槽632对所述反馈件62的运动导向，在结合所述弹力件64的弹力将所述反馈件62抵紧于所述导槽632，由此，反馈件62的运动顺滑，所述手感反馈组件6的结构也简单，小型化。 [0046] 参见图7和图8，所述反馈部631为卡槽。卡槽可以为方形槽，也可以为球形槽。所述反馈件62为滚珠。 [0047] 如上述设置，通过滚珠进入卡槽会发出咔哒声，使用者根据该咔哒声能更方便的判断出功能切换群组12已经调节到位，此外，滚珠与卡槽配合，也更便于滚珠进入或者退出所述卡槽，手感反馈更好。最后，滚珠与卡槽相配合的方式与反馈件62与反馈部631相抵接的方式相比，咔哒的声音更大，手感更好。 [0048] 基于前述消除回程差的启示，在所述功能切换群组12与所述进光镜片13之间的距离调节(前述第一功能和第二功能)的调节中，也可以采用所述回程差消除组件。叙述这种实施方式如下：将前述用于消除所述聚焦调节组件的回程差消除组件作为第一回程差消除组件。参见图1，所述镜头组件还包括第二回程差消除组件40。所述第二回程差消除组件40与所述连接件52连接。所述第二回程差消除组件40的结构与所述第一回程差消除组件的结构相同，工作过程也与前述相同，不再赘述。 [0049] 如上述设置，通过设置所述第二回程差消除组件40，使得所述功能切换群组12移动后的位置精准。 [0050] 参见图1，所述镜头组件包括光阑14，所述光阑14包括控制进光量的开关141。所述开关可以是按钮，或者传感器等。所述功能切换群组12沿所述光轴L运动以触发所述开关141。由此，控制所述光阑14的进光量，实现功能切换群组12与光阑14之间的联动。 [0051] 如上述设置，通过功能切换群组12触发所述光阑14使得功能切换群组12与光阑14联动，以控制所述光阑14的进光量(调节光圈或者说调节光阑)，不用额外的去调整光阑去满足功能切换群组12调整位置后的进光量，操作简单。另外，与光阑为一个独立系统相比，能避免调节功能切换群组12后没忘记调节进光量，导致探测器2损坏或成像效果不佳的问题，比如，虽然探测器会预估最大光强，但是，镜头组件使用场景是变化的，可能出现实际光强大于预估的光强的情况，此时，如果忘记调节进光量，就会导致探测器损坏。而前述功能切换群组12与光阑14联动，不会出现没调节光阑14的情况。 [0052] 所述光阑14为档位式光阑或者连续式光阑。进光量与驱动值一一对应。比如，对于档位式光阑而言，档位、进光量和驱动值一一对应，比如，功能切换群组12触发开关141而打开，不触发开关141就关闭。所述光阑14包括驱动值产生组件。所述功能切换群组12移动不同的距离触发所述驱动值产生组件产生不同的驱动值，比如，驱动值产生组件为压力传感器，功能切换群组12移动不同的距离产生不同的压力值，压力值与进光量一一对应，光阑14根据该压力值打开不同的光阑口径，实现进光量的控制。或者，驱动值产生组件能够根据功能切换群组12移动不同的距离产生不同的电流值，电流值与进光量一一对应。 [0053] 为了便于控制，以及，更便于控制进光量，所述光阑14的调节模式与所述功能切换群组12触发开关141的模式相同，比如，都是档位式，或者都为连续式(功能切换群组12连续运动，进光量一直变化) [0054] 另一方面，本申请公开一种监控设备。所述监控设备包括前述任何一种镜头组件。 [0055] 需要说明的是，以上实施例中所描述的技术方案或技术特征，在不产生冲突的情况下，可以相互组合或补充。本申请保护的范围并不局限于以上实施例所描述的以及在附图中所示出的精确结构；凡在本申请的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。 |
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