一种具有多个影像采集头的多功能镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种镜头，尤其涉及一种具有多个影像采集头的多功能镜头，本实用新型在使用时，当使用者需要对被测件的上表面进行观察或检测时，由于被测件的上表面一般是正对于第一影像采集头，所以，使用者可以直接使用第一影像采集头进行观察或检测；当使用者需要对被侧件的某侧面进行观察或检测时，装有本镜头的检测设备通过移动镜头至被测件的侧面，然后启用反射装置，反射装置将第二影像采集头所采集的影像反射至镜头主体，由此可以看出，本实用新型具有多方位检测的功能，只需一个镜头即可一次性完成产品的检测，检测成本低，同时，提高了检测效率。
【专利说明】一种具有多个影像采集头的多功能镜头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学仪器【技术领域】，尤其涉及一种具有多个影像采集头的多功能镜头。
【背景技术】
[0002]目前，各种光学镜头已广泛的应用于各种行业，随着社会的日新月异和工业的发展进步，在这众多行业中，特别是涉及检测的【技术领域】中，人们利用工业相机对高精密电子、电路板等进行检测，所以，对镜头的要求也越来越高，其主要体现在对镜头的功能、分辨率和减低镜头的畸变等。
[0003]在检测领域，不同的产品其检测面、检测方向和检测标准都不尽相同，而对于高精度产品，如PCB板、电子元器件及各类高标准结构组装件等，这类产品往往具有中心孔或沟槽等(参见图1 )，现有的镜头A大多只能检测被测件B与镜头A平行的表面，当需要对被测件B的侧面C或中心孔的孔壁或沟槽的槽壁进行检测时，镜头A由于是固定安装，所以，无法进行检测；现有的解决办法一般是:通过移动或翻转被测件B，使被检测面与镜头A相对平行，但是，对于一些高精密度的被测件，反复对其进行移动或翻转，容易对被测件B造成刮碰或损伤，而且这种工作方式效率也较低；除此之外，对于一些中心孔或沟槽，即便用此方法，却也难以进行检测；当然，现在人们还有另一种方法来实现:即在不同的被检测面上设置不同的检测镜头，这样，就造成每一个检测面都需要配套相应的镜头和相机设备，虽然可以达到检测的目的，但显然这种方法增加了检测设备，使检测成本大幅提高，而且，在有限的检测空间里安装较多的检测相机和镜头，容易影响检测效果。鉴于现有技术存在的问题，本 申请人:根据多年从事相关之工作经验基础上，经过反复研究和试验，发明出一种具有多个影像采集头的多功能镜头，以解决现有技术存在的不足。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种具有多个影像采集头的多功能镜头，本多功能镜头具有多方位检测，检测成本低、效率高等优点。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，包括第一筒体和设置于所述第一筒体内部的镜头主体，所述镜头主体的上方连接有接头，所述镜头主体的下方设置有第二筒体，所述第二筒体的底端设置有第一影像采集头，所述第二筒体的侧面设置有第二影像采集头，所述第二筒体嵌设有用于反射第二影像采集头的影像的反射装置。
[0006]作为优选，还包括用于调节所述镜头主体焦距的调焦机构。
[0007]作为优选，所述调焦机构为自动调焦机构，所述自动调焦机构包括设置在第一筒体的固定座和设置在固定座的调焦马达，所述调焦马达连接有第一主动齿轮，所述固定座上设置有与第一主动齿轮啮合的从动齿轮，还包括套设在所述镜头主体的变焦筒，所述变焦筒设置有用于调节焦距的滑槽，所述变焦筒外侧固定设置有调焦环，所述调焦环设置有调焦齿轮，所述调焦齿轮与从动齿轮啮合。
[0008]作为优选,所述第一筒体开设有用于从动齿轮与调焦齿轮哨合的传动窗。
[0009]作为优选，所述调焦机构为手动调焦机构，所述手动调焦机构包括:套设在所述镜头主体的变焦筒，所述变焦筒设置有用于调节焦距的滑槽，所述变焦筒外侧固定设置有手动调焦环。
[0010]作为优选，所述反射装置包括步进马达、转轴和固定在转轴上的反光镜，所述转轴与步进马达传动连接。
[0011]作为优选，所述反射装置包括转轴和固定在转轴上的反光镜，所述第二筒体的侧面设置有用于拨动所述转轴角度的拨动块，所述拨动块设置有用于限制其拨动角度的限位环。
[0012]作为优选，所述第一筒体和第二筒体之间还设置有用于驱动所述第二筒体转动的旋转机构，所述旋转机构包括内环连接筒、外圈和旋转马达，所述内环连接筒与外圈之间设置有若干个用于外圈旋转的滚珠，所述外圈与第二筒体固定连接，所述外圈设置有齿轮盘，所述旋转马达设置有用于驱动所述齿轮盘转动的第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与齿轮盘哨合。
[0013]作为优选，所述齿轮盘内固定设置有绝缘盘，所述绝缘盘设置有正负两个极环，所述旋转机构还包括设置在齿轮盘上部的固定盖，所述旋转马达固定设置于固定盖，所述固定盖设置有与所述正负两个极环接触的导电刷。
[0014]作为优选，所述绝缘盘上设置有磁块，所述固定盖设置有用于感应磁块的霍尔感应器。
[0015]本实用新型的有益效果:一种具有多个影像采集头的多功能镜头，本实用新型在使用时的工作原理是:当使用者需要对被测件的上表面进行观察或检测时，由于被测件的上表面一般是正对于第一影像采集头，所以，使用者可以直接使用第一影像采集头进行观察或检测；当使用者需要对被侧件的某侧面进行观察或检测时，装有本镜头的检测设备通过移动镜头至被测件的侧面，然后启用反射装置，同时反射装置也会将第一影像采集头关闭，由于第二影像采集头设置在第二筒体的侧面，反射装置会将第二影像采集头所采集的影像反射至镜头主体，本反射装置在不使用第二影像采集头时，也可以方便的进行关闭，关闭的同时，打开第一影像采集头；由此可以看出，本实用新型具有多方位检测的功能，只需一个镜头即可一次性完成产品的检测，检测成本低，同时，提高了检测效率。综上所述，本实用新型具有突出的实质性特点和显著的进步。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术的镜头工作状态示意图。
[0017]图2为实施例1的立体结构示意图。
[0018]图3为实施例1结构分解示意图。
[0019]图4为本实用新型实施例1的剖视图。
[0020]图5为本实用新型实施例1的局部分解结构示意图。
[0021]图6为本实用新型的变焦筒的立体结构示意图。
[0022]图7为本实用新型的外圈的立体结构示意图。[0023]图8为外圈的剖视图。
[0024]图9为本实用新型的内环连接筒的立体结构示意图。
[0025]图10为本实用新型的手动调焦机构的结构示意图。
[0026]图11为实施例1的旋转机构的局部分解结构示意图。
[0027]图12为实施例2的立体结构示意图。
[0028]附图标记包括:
[0029]镜头一A,被测件一B,侧面一C,第一筒体一1,传动窗一11，镜头主体一2,接头一21,第二筒体一3,第一影像米集头一31,第二影像米集头一32,反射装置一4,步进马达一41，转轴一42，反光镜一43，拨动块一44，限位环一45，调焦机构一5，固定座一511，调焦马达一512，第一主动齿轮一513，变焦筒一514，滑槽一515，调焦环一516，调焦齿轮一517，从动齿轮一518，手动调焦环一521，旋转机构一6，内环连接筒一61，外圈一62，凸出部一621,上滚珠位一622,下滚珠位一623，旋转马达—63,滚珠一64,齿轮盘一65,第二主动齿轮一651，绝缘盘一652，极环一653，磁块一654，霍尔感应器一655，固定盖一66，导电刷一67。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
[0031]实施例1。
[0032]如图2至图11所示，一种具有多个影像采集头的多功能镜头，包括第一筒体1和设置于所述第一筒体1内部的镜头主体2，所述镜头主体2的上方连接有接头21，其特征在于:所述镜头主体2的下方设置有第二筒体3，所述第二筒体3的底端设置有第一影像采集头31，所述第二筒体3的侧面设置有第二影像采集头32，所述第二筒体3嵌设有用于反射第二影像采集头32的影像的反射装置4 ;本实用新型的工作原理是:当使用者需要对被测件的上表面进行观察或检测时，由于被测件的上表面一般是正对于第一影像采集头31，所以，使用者可以直接使用第一影像采集头31进行观察或检测；当使用者需要对被侧件的侧面或内孔进行检测时，将装有本镜头的检测设备通过移动座标，将装有本镜头的检测相机移至被测件需要检测的相应位置，需要指出的是:这种镜头移动一般是指利用检测设备上的机械传动装置，将镜头作水平方向(X、Y轴)或垂直方向(Z轴)的座标移动；然后启用反射装置4，反射装置4在启用的同时，也会将第一影像采集头31关闭，由于第二影像采集头32设置在第二筒体3的侧面，也就是与第一影像采集头31相互垂直，第二影像采集头32呈水平设置，反射装置4会将第二影像采集头32所采集的影像反射至镜头主体2，本反射装置4在不使用第二影像采集头32时，也可以方便的进行关闭，关闭的同时，打开第一影像采集头31 ;由此可以得出，本实用新型的镜头在现有技术的座标移动情况下，具有多方位检测的功能，只需一个镜头即可一次性完成产品的检测，检测成本低，同时，提高了检测效率。综上所述，本实用新型具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0033]作为本实用新型中的进一步改进，本镜头还包括用于调节所述镜头主体2焦距的调焦机构5。
[0034]在上述调焦机构5的技术方案中，所述调焦机构5为自动调焦机构，所述自动调焦机构包括设置在第一筒体1的固定座511和设置在固定座511的调焦马达512，所述调焦马达512连接有第一主动齿轮513，所述固定座511上设置有与第一主动齿轮513啮合的从动齿轮518，还包括套设在所述镜头主体2的变焦筒514，所述变焦筒514设置有用于调节焦距的滑槽515，所述变焦筒514外固定设置有调焦环516，所述调焦环516设置有调焦齿轮517，所述调焦齿轮517与从动齿轮518啮合；本自动调焦机构的工作原理是:通过调焦马达512驱动第一主动齿轮513，而第一主动齿轮513又与从动齿轮518啮合形成传动，进一步的从动齿轮518带动调焦齿轮517转动，由于调焦齿轮517与调焦环516固定，调焦环516与变焦筒514固定，而且变焦筒514上设置有螺旋式滑槽515，所以，将调焦齿轮517转动，调焦环516与变焦筒514都会同时进行转动，镜头主体2内的调节杆就会在滑槽515内随着变焦筒514的转动形成位移，从而达到调焦的目的。
[0035]上述方案中从动齿轮518与调焦齿轮517哨合,一般需要在该哨合的位置将第一筒体1的开口部进行切除，但是，这样容易破坏第一筒体1的完整性，降低第一筒体1的结构强度；所以，作为进一步的改进措施，所述第一筒体1开设有用于从动齿轮518与调焦齿轮517啮合的传动窗11，这种传动窗11可以方便从动齿轮518与调焦齿轮517形成啮合，同时保证了第一筒体1的结构完整性。
[0036]在上述调焦机构5的技术方案中，作为另一优选方式，所述调焦机构5为手动调焦机构，所述手动调焦机构包括:套设在所述镜头主体2的变焦筒514,所述变焦筒514设置有用于调节焦距的滑槽515，所述变焦筒514外固定设置有手动调焦环521，手动调焦环521设置有相应的刻度，该手动调焦机构在使用时，通过对手动调焦环521的旋转，即可实现镜头主体2内镜片的位移，这种通过人手的方式即可进行调焦，其结构更加简单，制造成本低。
[0037]在本实施中，所述反射装置4包括步进马达41、转轴42和固定在转轴42上的反光镜43，所述转轴42与步进马达41传动连接；本反射装置4的工作原理是:由于为进一步提高自动化程度，本反射装置4 一般会与检测设备的控制中心电信号连接，当控制中心发出信号，步进马达41启动，然后驱动转轴42旋转一定的角度，同时，其固定在转轴42上的反光镜43随之转动相应的角度，在本技术方案中，优选为转动45度，即该反光镜43呈45度倾斜，这时，反光镜43将第一影像采集头31形成遮蔽，即关闭第一影像采集头31，而第二影像采集头32所采集的影像通过反光镜43形成反射；当需要使用第一影像采集头31时，步进马达41启动，然后驱动转轴42旋转相反的角度，使反光镜43复位，从而使第二影像采集头32形成遮蔽，即使其关闭，第一影像采集头31的遮蔽消失，即打开第一影像采集头31，这种利用反光镜43进行正负角度的旋转方式，从而更方便的对第一影像采集头31和第二影像采集头32进行开闭控制。
[0038]在检测领域中，对于不同的被测件其所需检测的位置也存在差异，当需要对被测件的内孔或侧面形成连续检测时，由于检测一般需要对这些被测面进行一定角度的旋转，所以，在本技术方案中，为进一步方便对这些被测面进行检测，所述第一筒体1和第二筒体3之间还设置有用于驱动所述第二筒体3转动的旋转机构6，所述旋转机构6包括内环连接筒61、外圈62和旋转马达63，所述内环连接筒61与外圈62之间设置有若干个用于外圈62旋转的滚珠64，所述外圈62与第二筒体3固定连接，所述外圈62设置有齿轮盘65，所述旋转马达63设置有用于驱动所述齿轮盘65转动的第二主动齿轮651，所述第二主动齿轮651与齿轮盘65啮合；本旋转机构6的工作原理是:通过旋转马达63驱动第二主动齿轮651，第二主动齿轮651带动齿轮盘65，齿轮盘65带动外圈62和第二筒体3实现同步转动，当第二筒体3实现转动时，其第二筒体3上设置的第二影像采集头32即可实现相应角度的影像米集。
[0039]在上述的技术方案中，由于本旋转机构6在工作时，可能经常出现往复旋转，在这种情况下，其用于驱动反光镜43的步进马达41的供电就会存在局限性，如果该步进马达41直接采用外接电源的方式，其显然不适于在本镜头出现往复旋转之情况；所以，为了更好的解决给步进马达41供电存在的问题，在所述齿轮盘65内固定设置有绝缘盘652，所述绝缘盘652设置有用于给步进马达41供电的正负两个极环653，所述旋转机构6还包括设置在齿轮盘65上部的固定盖66,所述旋转马达63固定设置于固定盖66,所述固定盖66设置有与所述正负两个极环653接触的导电刷67，本方案的工作原理是这样的:由于固定盖66是固定的，所以，其设置在固定盖66上的两个导电刷67外接电源，两个导电刷67与正负两个极环653对应接触实现导电，当本旋转机构6旋转工作时，导电刷67始终与极环653实现滑动接触，然后极环653通过导线与步进马达41电连接，从而非常巧妙的实现了不间断供电，解决了步进马达41的供电问题；固定盖66在本技术方案中起到绝缘和保护内部元件的作用，除此之外，还解决了旋转马达63、导电刷67和内环连接筒61的固定问题，从而使旋转机构6在工作时更加稳定。
[0040]人们在使用完各种仪器和设备时，在仪器和设备没有复位的情况下，就立即关闭了电源，大多数仪器和设备在下次开启时，会实现自动复位，作为本多功能镜头的进一步改进方案，所述绝缘盘652上设置有磁块654,所述固定盖66设置有用于感应磁块654的霍尔感应器655 ；当本镜头在每一次开启时，其霍尔感应器655就会发出信号，让旋转马达63带动绝缘盘652进行旋转，当霍尔感应器655感应到绝缘盘652上设置的磁块654的磁场位置时，即表明本镜头的旋转机构6已回到零度位，这时，霍尔感应器655再次发出信号，让旋转马达63停止；接下来，检测人员就可根据检测工作需要输入相应的旋转角度，该旋转角度以零度位作为参考进行旋转，从而实现更加精确的旋转控制。
[0041]进一步的，为了使旋转机构6的转动能更顺畅，避免出现晃动等状况，本改进方案是:所述外圈62的内圆周设置有凸出部621，所述凸出部621将内环连接筒61与外圈62之间间隔为上滚珠位622和下滚珠位623，所述上滚珠位622和下滚珠位623均设置有若干个滚珠64 ;这种上下位设置，可以使本多功能镜头的第二筒体3与第一筒体1保持平衡，而且当其中某一滚珠64出现异常，也不会影响本旋转机构6的正常转动，保证了检测设备的正常工作。
[0042]实施例2。
[0043]参见图12，本实施例与实施例1的不同之处在于:在某些特殊使用场所，例如:检测机构对于一批次完全不同规格的产品检测，这些不同规格的产品在现有技术条件下要完成全部自动检测存在较大难度，一般都是采用手动检测，使用者在使用手动模式操作第一影像采集头31和第二影像采集头32会更加方便。所以，本实施例所述反射装置4包括转轴42和固定在转轴42上的反光镜43，所述第二筒体3的侧面设置有用于拨动所述转轴42角度的拨动块44，所述拨动块44设置有用于限制拨动角度的限位环45 ;本技术方案在检测时，通过人手扳动拨动块44旋转一固定角度，本实施例的角度为45度，当拨动块44旋转45度时，其转轴42连同反光镜43也随之旋转45度，这时，反光镜43呈倾斜状，同时对第一影像采集头31形成遮蔽，即关闭第一影像采集头31，其第二影像采集头32打开，反光镜43将第二影像采集头32采集到的影像反射至镜头主体2 ;相反，当需要使用第一影像采集头31时，通过人手扳动拨动块44旋转复位，这时反光镜43呈垂直状态，所述第一影像采集头31打开，即可进行检测，第二影像采集头32为关闭状态；本实施例结构更加简单，由于是利用手动的方式进行控制第一影像采集头31和第二影像采集头32，其在检测使用中更加灵活，同时，由于本实施例所述技术方案中，无需马达等昂贵部件，只需采用拨动块即可实现，所以，从成本控制的方面来说，节省了制造成本。
[0044]本实施例的其余部分与实施例1相同，这里不再赘述。
[0045]以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种具有多个影像采集头的多功能镜头，包括第一筒体(1)和设置于所述第一筒体(1)内部的镜头主体(2)，所述镜头主体(2)的上方连接有接头(21)，其特征在于:所述镜头主体(2)的下方设置有第二筒体(3)，所述第二筒体(3)的底端设置有第一影像采集头(31)，所述第二筒体(3 )的侧面设置有第二影像采集头(32 )，所述第二筒体(3 )嵌设有用于反射第二影像采集头(32)的影像的反射装置(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:还包括用于调节所述镜头主体(2)焦距的调焦机构(5)。
3.根据权利要求2所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述调焦机构(5)为自动调焦机构，所述自动调焦机构包括设置在第一筒体(1)的固定座(511)和设置在固定座(511)的调焦马达(512)，所述调焦马达(512)连接有第一主动齿轮(513)，所述固定座(511)设置有与第一主动齿轮(513)啮合的从动齿轮(518)；还包括套设在所述镜头主体(2)的变焦筒(514)，所述变焦筒(514)设置有用于调节焦距的滑槽(515)，所述变焦筒(514)外侧固定设置有调焦环(516)，所述调焦环(516)设置有调焦齿轮(517)，所述调焦齿轮(517)与从动齿轮(518)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述第一筒体(1)开设有用于从动齿轮(518)与调焦齿轮(517)哨合的传动窗(11)。
5.根据权利要求2所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述调焦机构(5)为手动调焦机构，所述手动调焦机构包括:套设在所述镜头主体(2)的变焦筒(514)，所述变焦筒(514)设置有用于调节焦距的滑槽(515)，所述变焦筒(514)外侧固定设置有手动调焦环(521)。
6.根据权利要求1所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述反射装置(4)包括步进马达(41)、转轴(42)和固定在转轴(42)的反光镜(43)，所述转轴(42)与步进马达(41)传动连接。
7.根据权利要求1所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述反射装置(4 )包括转轴(42 )和固定在转轴(42 )的反光镜(43 )，所述第二筒体(3 )的侧面设置有用于拨动所述转轴(42)角度的拨动块(44)，所述拨动块(44)设置有用于限制其拨动角度的限位环(45)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述第一筒体(1)和第二筒体(3)之间还设置有用于驱动所述第二筒体(3)转动的旋转机构(6)，所述旋转机构(6)包括内环连接筒(61)、外圈(62)和旋转马达(63)，所述内环连接筒(61)与外圈(62)之间设置有若干个用于外圈(62)旋转的滚珠(64)，所述外圈(62)与第二筒体(3 )固定连接，所述外圈(62 )设置有齿轮盘(65 )，所述旋转马达(63 )设置有用于驱动所述齿轮盘(65)转动的第二主动齿轮(651)，所述第二主动齿轮(651)与齿轮盘(65)口四合。
9.根据权利要求8所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述齿轮盘(65)内固定设置有绝缘盘(652)，所述绝缘盘(652)设置有正负两个极环(653)，所述旋转机构(6 )还包括设置在齿轮盘(65 )上部的固定盖(66 )，所述旋转马达(63 )固定设置于固定盖(66),所述固定盖(66)设置有与所述正负两个极环(653)接触的导电刷(67)。
10.根据权利要求9所述的一种具有多个影像采集头的多功能镜头，其特征在于:所述绝缘盘(652)上设置有磁块(654)，所述固定盖(66)设置有用于感应磁块(654)的霍尔感应器(655)。
【文档编号】G02B7/02GK203561786SQ201320610571
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】周峰, 黄芳林, 邓崇凯, 冯俊达 申请人:东莞市普密斯精密仪器有限公司