可变焦距的多聚焦视觉镜头的制作方法

本实用新型涉及一种相机镜头成像系统的结构，具体涉及一种可变焦距的多聚焦视觉镜头。

背景技术：

随着电子与光学技术的发展，相机的使用已经变得日渐普遍。当前的相机镜头均是通过旋转运动来改变相机成像系统的聚焦与变焦功能的。但是由于这种旋转运动的旋转构件处于相机的暗室之中，这就导致不能准确地控制相机成像系统镜片组之间的相对运动，无法精准地控制相机成像系统镜片组之间的距离，增加了利用相机进行基础视觉研究的复杂度，降低了工作效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可变焦距的多聚焦视觉镜头，以解决在聚焦图像获取与处理实验中的多聚焦视觉镜头成像系统不能精准驱动的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种可变焦距的多聚焦视觉镜头，包括镜头壳体，镜头壳体上沿着光轴同轴设置有第一透光孔和第二透光孔，镜头壳体内部设置有第一镜片组，光圈构件，第二镜片组，第一透光孔、第一镜片组，光圈构件，第二镜片组和第二透光孔沿光轴方向从纵向前端至纵向后端依次设置；

所述的多聚焦视觉镜头还包括第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；

所述的第一驱动机构与所述的第一镜片组相连，用于驱动第一镜片组沿纵向运动；

所述的第二驱动机构与所述的第二镜片组相连，用于驱动第二镜片组沿纵向运动；

所述的第三驱动机构与所述的光圈构件相连，用于驱动光圈构件沿纵向运动。

本发明还具有如下技术特征：

所述的第一驱动机构与第二驱动机构结构相同，第一驱动机构包括第一固定件，第一固定件上设置有第一丝杠，第一丝杠通过第一驱动电机驱动，第一丝杠上安装有能够在第一丝杠上进给运动的第一进给块。

所述的第三驱动机构包括第三固定件和第三进给块，第三固定件上平行设置有两条导轨，导轨内侧设置有平行于导轨的第三丝杠，第三丝杠通过第三驱动电机驱动，第三丝杠上安装有能够在第三丝杠上进给运动的第三进给块。

所述的镜头壳体由的前面板、后面板、顶板、底板、第一侧板和第二侧板组成，镜头壳体的前面板上设置有第一透光孔，镜头壳体的后面板上设置有第二透光孔，第一透光孔和第二透光孔的光轴方向沿纵向设置。

所述的第一驱动机构的第一进给块通过第一支撑板与第一镜片组固定连接。

所述的第二驱动机构的第一进给块通过第二支撑板与第二镜片组固定连接。

所述的镜头壳体的底板上沿纵向设置有导向槽，光圈构件通过穿过导向槽的光圈固定支架固定在第三驱动机构的第三进给块上，光圈固定支架包括从竖向下端至竖向上端依次设置的第一光圈固定件，光圈架和第二光圈固定件，第一光圈固定件与穿过镜头壳体底板的导向槽的第一连接台座相连，第二光圈固定件上方设置有第二连接台座，第二连接台座穿过镜头壳体的顶板的遮光板导向槽与遮光板相连。

所述的镜头壳体的顶板上方沿纵向设置有遮光板滑槽，遮光板滑槽上安装有遮光板。

所述的遮光板滑槽中设置有沿滑槽滑动的遮光板或者遮光板固定安装在顶板上。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(ⅰ)本实用新型的可变焦距的多聚焦视觉镜头，将传统的相机镜头镜片组的旋转控制运动方式转变为直线控制运动方式，可精准控制前置镜头组、光圈构件和后置镜头组的运动，可精准限制前置镜头组、光圈构件和后置镜头组的距离，从而实现精准驱动，为聚焦图像的获取与处理实验奠定基础。

(ⅱ)本实用新型提出的旋转运动到直线运动的转变，使得所述多聚焦视觉镜头降低了成像系统的加工制造难度，降低了加工制造的成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的分解结构示意图。

图3是本实用新型的壳体结构示意图。

图4是本实用新型的第一驱动机构的结构示意图

图5是本实用新型的第三驱动机构的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-镜头壳体，2第一透光孔，3-第二透光孔，4-第一镜片组，5-光圈构件，6-第二镜片组，7-第一驱动机构，8-第二驱动机构，9-第三驱动机构，10-第一支撑板，11-第二支撑板，12-光圈固定支架，13-第一连接台座，14-第二连接台座

101-前面板，102-后面板，103-顶板，104-底板，105-第一侧板，106-第二侧板；

701-第一固定件，702-第一丝杠，703-第一驱动电机，704-第一进给块；

901-第三固定件，902-第三丝杠，903-第三驱动电机，904-第三进给块，905-导轨；

1031-遮光板导向槽，1032-遮光板，1033-遮光板滑槽，1034遮光板滑槽螺纹孔；

10321-遮光板螺纹孔；

1041-导向槽，1051-第一固定凹槽，1061-第二固定凹槽。

以下结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做具体说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

本实用新型在进行方位描述时，需要理解的是，以图2所示的方位进行描述，图中镜头壳体前面板所在的方位为纵向前端，镜头壳体前面板所在的方位为后端。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1至图5所示，本实用新型提供了一种可变焦距的多聚焦视觉镜头，包括镜头壳体1，镜头壳体1内部设置有第一镜片组4，光圈构件5，第二镜片组6，第一透光孔2，第一镜片组4，光圈构件5，第二镜片组6和第二透光孔3沿光轴方向从纵向前端至纵向后端依次设置；

所述的镜头壳体内设置有第一驱动机构和第二驱动机构，镜头壳体外设置有第三驱动机构；

所述的第一驱动机构固定在镜头壳体上与所述的第一镜片组相连，用于驱动第一镜片组沿纵向运动；

所述的第二驱动机构固定在镜头壳体上与所述的第二镜片组相连，用于驱动第二镜片组沿纵向运动；

所述的第三驱动机构与所述的光圈构件相连，用于驱动光圈构件沿纵向运动。

所述的第一驱动机构7、第二驱动机构8和第三驱动机构9可以采用步进电机或伺服电机。

所述的第一驱动机构7与第二驱动机构8结构相同，所述的第一驱动机构7包括第一固定件701，所述的第一固定件701上设置有第一丝杠702，所述的第一丝杠702通过第一驱动电机703驱动，所述的第一丝杠702上安装有能够在第一丝杠702上进给运动的第一进给块704。

所述的第一驱动机构和第二驱动机构可以通过螺纹连接固定在壳体的侧板上，为便于壳体的安装固定，可以对壳体板内壁边缘的厚度进行调整。

作为本实施例的一种优选方案，第三驱动机构9包括第三固定件901和第三进给块904，所述的第三固定件901上平行设置有两条导轨905，所述的导轨905内侧设置有平行于导轨905的第三丝杠902，所述的第三丝杠902通过第三驱动电机903驱动，所述的第三丝杠902上安装有能够在第三丝杠902上进给运动的第三进给块904。

用户在使用时，只需给定第一驱动电机703的运转参数，驱动第一丝杠702即可在第一驱动电机703的带动下发生转动，驱动第一进给块704在第一丝杠703的带动下沿第一丝杠703的轴向移动，在第一进给块704移动的同时，带动第一镜片组4沿光轴方向进行移动。在此过程中，通过计算输入驱动电机703的运动参数(如转速、圈数、)和第一丝杠703的参数(如螺距)，即可得知第一进给块704沿第一丝杠703的轴向移动距离。计算公式：移动距离＝丝杠旋转圈数×丝杠导程。同理，对第二驱动机构8实施同样的运动控制，即可实现第二镜片组6沿光轴方向的移动，对第三驱动机构9实施同样的运动控制，即可实现光圈构件5沿光轴方向的移动。

作为本实施例的一种优选方案，镜头壳体1由的前面板101、后面板102、顶板103、底板104、第一侧板105和第二侧板106组成，所述的镜头壳体1的前面板101上设置有第一透光孔2，所述的镜头壳体1的后面板102上设置有第二透光孔3，所述的第一透光孔2和第二透光孔3的光轴方向沿纵向设置。镜头壳体为所述多聚焦视觉镜头成像系统提供必要的暗室环境。

优选地，可以在所述的第一侧板105上设置第一固定凹槽1051，在第二侧板106上设置第二固定凹槽1061，用于固定第一驱动电机703。

作为本实施例的一种优选方案，所述的第一驱动机构7的第一进给块704通过第一支撑板10与第一镜片组4固定连接，第一支撑板10起连接作用，确保第一进给块704在第一驱动电机703的驱动下，带动第一镜片组4在第一丝杠702上作进给运动。

作为本实施例的一种优选方案，所述的第二驱动机构8的第一进给块704通过第二支撑板11与第二镜片组6固定连接。第二支撑板11起连接作用，确保第一进给块704在第一驱动电机703的驱动下，带动第二镜片组6在第一丝杠702上作进给运动。

作为本实施例的一种优选方案，所述的镜头壳体1的底板104上沿纵向设置有导向槽1041，所述的光圈构件5通过穿过导向槽1041的光圈固定支架12固定在第三驱动机构9的第三进给块904上，所述的光圈固定支架12包括从竖向下端至竖向上端依次设置的第一光圈固定件1201、光圈架1202和第二光圈固定件1203，所述的第一光圈固定件1201与穿过镜头壳体底板的导向槽1041的第一连接台座13相连，所述的第二光圈固定件1203上方设置有第二连接台座14，所述的第二连接台座14穿过镜头壳体的顶板的遮光板导向槽1031与遮光板1032相连。使用者可以通过控制第三驱动机构9的参数控制光圈构件5相对于镜头壳体的底板104的相对运动来改变光圈构件5相对于第一镜片组4与第二镜片组5的相对位置，第二连接台座14可以在第三驱动机构9的驱动下，在遮光板导向槽1031中运动。

作为本实施例的一种优选方案，镜头壳体的顶板103上方沿纵向设置有遮光板滑槽1031，遮光板滑槽1031上安装有遮光板1032。

优选地，可以在镜头壳体顶板103设置遮光板滑槽1033，在遮光板滑槽1033上设置滑槽螺纹孔1034，从而使遮光板1032和镜头壳体的顶板103通过螺栓连接。遮光板1032用于对遮光板导向槽1031进行必要的遮光处理。

作为本实施例的一种优选方案，遮光板滑槽1033中设置有沿滑槽滑动的遮光板1032或者所述的遮光板1032固定安装在顶板103上，通过第三驱动机构9控制光圈构件5，使遮光板1032沿遮光板滑槽1033滑动，此时，如果设定第一驱动机构7和第二驱动机构8的参数控制壳体1内部的第一镜片组4和第二镜片组8之间不发生相对运动，那么可以通过第三驱动机构9带动光圈运动，从而实现与置于镜头壳体后面板104后方的感光元件ccd或cmos之间的相对距离发生变化，完成所述多聚焦视觉镜头相机成像系统的像距改变。

通过固定安装遮光板1032和顶板103，可以使镜头壳体1呈现为完全的暗室，此时，光圈构件5与镜头壳体1连接成为一个整体，可以通过第三驱动机构带动壳体运动，在如上所述的整体运动中，所述多聚焦视觉镜头成像系统与置于镜头壳体后面板104后方的感光元件ccd或cmos之间的相对距离发生变化，完成所述多聚焦视觉镜头相机成像系统的像距改变。

本实用新型的工作过程如下：

被摄物的光线依次通过沿着光轴同轴设置的第一透光孔2、第一镜片组4、光圈构件5、第二镜片组6和第二透光孔3，在ccd或cmos上成像。其中，第一镜片组4与第一支撑板10固定连接，第一支撑板10的底部通过螺栓与固定在壳体第一侧板105上的第一驱动机构7的第一进给块704连接，第一进给块704设置在第一驱动机构7的第一丝杠702上；给第一驱动电机703输入运转参数(如转速、距离)后，第一丝杠702即可在第一驱动电机703的带动下转动，从而带动第一进给块704沿第一丝杠702的轴线方向进行移动，最终实现第一镜片组4沿光轴方向的轴向移动。同理，第二镜片组6也可以通过相同的方式，在第二驱动机构8的带动下沿光轴方向进行轴向移动。在此过程中，第一镜片组4与第二镜片组6的运动可实现独立运动。第一镜片组4与第二镜片组6沿光轴进行轴向移动时，可以实现所述多聚焦视觉镜头对成像的像距的改变以及变焦功能。光圈构件5容纳设置在光圈架1202，光圈构件5与光圈架1202可以通过螺栓连接固定以形成整体，光圈架1202上设置有螺纹孔，光圈架的下方与第一光圈固定件1201连接，第一光圈固定件1201与穿过底板104的第一连接台座13通过螺栓连接，第一连接台座13与第三驱动机构9的第三进给块904连接；光圈架1202的上方沿竖向与第二光圈固定件1203、第二连接台座14依次通过螺栓连接，第二连接台座14置于顶板103上的遮光板导向槽1031内，并与顶板103上方的遮光板1032连接，在连接时确保遮光板1032处于遮光板滑槽1033内，上述连接构成了所述多聚焦视觉镜头的光圈系统，该光圈系统通过第三驱动机构9驱动。同样的，给第三驱动机构9的第三驱动电机903输入运转参数，在第三驱动电机903的带动下即可驱动第三丝杠902转动，第三丝杠902转动的同时带动第三进给块904沿第三丝杠902的轴线方向发生移动，由此即可驱动所述的光圈系统沿光轴方向发生轴向移动，此时光圈系统相对于镜头的壳体1能够进行独立的运动。当将遮光板滑槽螺纹孔1034与遮光板螺纹孔10321进行连接时，所述的光圈系统与镜头壳体形成一个整体，此时，在第三驱动机构9的驱动下，镜头壳体1可沿第三驱动机构9的第三丝杠902的轴线方向进行轴向移动。

需要说明的是，本实施例中涉及到的所有部件，除特殊说明的之外，其余部件均为现有技术中可以通过购买获得的部件。