镜头光圈及图像获取设备的制作方法

本实用新型属于光学设备技术领域，具体涉及一种镜头光圈及图像获取设备。

背景技术：

光圈是一种用来控制光线透过镜头进入机身内感光面的光量多少的装置，它通常设置在镜头内，如摄像机镜头、照相机镜头等。当光圈越小，进光量越少；当光圈越大，进光量越多。

目前安防设备的自动光圈镜头类型包括：DC驱动型、Hall反馈型和P-iris型，DC驱动型(即DCiris)通过正向电压和反向电压来控制光圈开合，Hall反馈型通过调节Hall占空比来精确设置光圈大小，P-iris型是新近出现的一种光圈类型，通过步进电机来粗略控制光圈大小。

Hall反馈型通过采用Hall元件紧贴光圈直流电机的方式，通过Hall元件将光圈直流电机内的磁通量转化为电压输出，从而起到对光圈的开口大小进行实时反馈的目的。该方案主要问题是Hall元件和马达线圈的距离个体差异比较大，反馈精度受到影响。

P-iris型采用步进马达替代直流马达来控制光圈，优势是可以通过计算步进马达的步数来控制光圈大小。该方案可以解决个体差异问题，但是由于缺少反馈，当步进马达出现失步等情况时，会出现光圈定位不准的情况，影响自动曝光效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提出了一种镜头光圈，尤其适用于数码摄像机镜头和安防一体机镜头，所述镜头光圈包括：

壳体，所述壳体上设有用于形成光路的通光孔；

第一叶片，所述第一叶片以可滑动的方式安装于所述壳体上；

第二叶片，所述第二叶片以可滑动的方式安装于所述壳体上，所述第一叶片和所述第二叶片叠放设置，所述第一叶片和所述第二叶片通过相对于彼此反方向运动能够对所述通光孔的通光量进行调整；

直流电机，所述直流电机设于所述壳体上，用于驱动所述第一叶片和所述第二叶片相对于彼此反方向运动；

所述镜头光圈还包括：

磁场源，所述磁场源设于所述第一叶片和所述第二叶片中沿所述通光孔的入射光线方向远离所述通光孔的其中一个上，所述磁场源上设有多个交替排列的S极和N极；

磁敏传感器，所述磁敏传感器设于所述磁场源的上方并与所述壳体的侧壁相连接。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述磁场源为磁条，所述磁条上的所述S极和所述N极的排列方向与所述第一叶片或所述第二叶片的运动方向一致

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述磁敏传感器在所述第一叶片和所述第二叶片相对于彼此反方向运动的过程中始终处于所述磁条的上方空间内。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述磁条的长度等于或大于所述第一叶片和所述第二叶片在所述直流电机的驱动下能够运动的最大距离。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述第二叶片介于所述第一叶片与所述磁敏传感器之间，并且，所述磁条设置于所述第二叶片上。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述磁敏传感器为巨磁电阻传感器。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述第一叶片和所述第二叶片上均设有用于改变所述通光孔的通光量的开口以及用于保证所述第一叶片和所述第二叶片的运动轨迹的多个导向槽，所述导向槽的方向设置成与所述第一叶片或所述第二叶片的运动方向一致，所述第一叶片的顶部和所述第二叶片的顶部分别设有滑槽，所述滑槽的方向设置成与所述第一叶片或所述第二叶片的运动方向相垂直。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述镜头光圈还包括第一传动件，所述直流电机设于所述壳体的外表面的电机固定座上，所述直流电机的输出轴能够穿过所述壳体的外表面并与设于所述壳体内的所述第一传动件相连接，所述第一传动件的横向部分上朝向所述第一叶片的方向的表面的两端分别设有垂直于所述第一叶片的第一立柱和第二立柱，所述第一立柱和所述第二立柱能够分别穿过所述第一叶片的和所述第二叶片的顶部的所述滑槽，从而使所述直流电机在转动过程中通过所述第一传动件驱动所述第一叶片和所述第二叶片相对于彼此反方向运动。

进一步地，如上所述的镜头光圈，所述镜头光圈还包括卡接于所述壳体内部的盖板，所述盖板上与所述滑槽相对应的位置设有多个用于对所述滑槽运动过程中进行导向的导向销，所述盖板的顶部设有用于所述第一立柱和所述第二立柱进行转动的弧形槽。

本实用新型还提出了一种图像获取设备，其中包括上述所述的镜头光圈。

通过使用本实用新型所述的镜头光圈及图像获取设备，能够有效准确地对通光孔的通光量进行检测，并将检测结果反馈给直流电机，控制直流电机的转角对通光孔的通光量进行进一步地调节，极大地提高了光圈的控制精度和可靠性，改善拍摄效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例的壳体的内部结构示意图；

图2为图1中壳体的外部结构示意图；

图3为图1中磁条和巨磁电阻传感器的相对位置结构示意图；

图4为图1中第一传动件与直流电机的连接结构示意图。

附图中各标记表示如下：

10：壳体、11：通光孔；

21：第一叶片、22：第二叶片；

30：磁条；

40：巨磁电阻传感器；

50：直流电机、51：电机固定座；

61：第一立柱、62：第二立柱；

70：盖板、71：第一导向销、72：第二导向销、73：第三导向销、74：第四导向销。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本实用新型实施例的壳体的内部结构示意图。图2为图1中壳体的外部的结构示意图。结合图1和图2所示，本实施例中的镜头光圈包括壳体10、第一叶片21、第二叶片22和直流电机50。其中，壳体10上设有用于形成光路的通光孔11。第一叶片21和第二叶片22叠放设置，且能够分别以滑动的方式安装于壳体10上，第一叶片21和第二叶片22通过彼此反方向滑动能够对通光孔11的通光量进行调整。为了便于理解，将第二叶片22和第一叶片21分别能够运动的方向称为“前后方向”。此外，将与第二叶片22和第一叶片21分别能够运动的方向垂直的方向称为“左右方向”，第一叶片21与第二叶片22的相互朝向方称向为“上下方向”。直流电机50设于壳体10上，用于驱动第一叶片21和第二叶片22彼此反方向滑动。

本实施例中的镜头光圈还包括磁条30和巨磁电阻传感器40。图3为图1中磁条30和巨磁电阻传感器40的相对位置结构示意图。结合图1和图3所示，磁条30设于第一叶片21和第二叶片22中沿通光孔的入射光线远离通光孔11的其中一个上，磁条30上设有多个交替排列的S极和N极，且S极和N极的排列方向与第一叶片21或第二叶片22的运动方向一致。

巨磁电阻传感器40设于磁条30的表面的上方并与壳体10的侧壁相连接，巨磁电阻传感器40能够在第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动的过程中检测磁条30的磁场变化，从而确定第一叶片21和第二叶片22的运动距离并确定通光孔11的通光量。

在实用新型的其他实施例中，磁条30和巨磁电阻传感器40还可以分别由其他磁场源和磁敏传感器进行替代，满足在第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动的过程中磁敏传感器能够检测磁场源的磁场变化即可。

如图1所示，磁条30设于第二叶片22上的右侧靠近边缘的位置，其设置的长度方向为前后方向，与第一叶片21或第二叶片22的运动方向一致。由于本实施例中的光圈结构为双叶片结构，磁条30设于第二叶片22上。如果在其他实施例中，光圈结构为多叶片结构，则磁条30可设于多叶片中的最上方的叶片表面，即最远离通光孔11方向的叶片上。其中，磁条30上单位长度上S极和N极的数量与所需检测的精度和磁敏传感器的型号有关。单位长度上的S极和N极的数量越多，则检测精度越高，相反地，单位长度上的S极和N极的数量越少，则检测精度越低。

将磁条30的位置设置于靠近第二叶片22的边缘位置，目的是为了便于巨磁电阻传感器40能够准确的采集磁条30上S极和N极的切换，能够有效准确地检测第一叶片21和第二叶片22的运动距离，从而判断通光孔11允许通过的通光量。磁条30的位置既可以设置于第二叶片22上靠近右侧边缘的位置，也可以设置于靠近左侧边缘的位置，其长度设置方向为前后方向即可。

为了保证巨磁电阻传感器40检测的准确性，磁条30在运动过程中始终处于巨磁电阻传感器40的正下方，保证巨磁电阻传感器40所能检测的位置为S极和N极的中心位置，即磁条30上S极和N极的中心始终沿着巨磁电阻传感器40的中轴线方向进行排列。

进一步地，巨磁电阻传感器40在磁条30的运动过程中始终处于磁条30的上方空间内。即在第二叶片22的运动过程中，巨磁电阻传感器40在第二叶片22的上表面的投影始终与磁条30有交集，保证磁条30上的S极和N极始终处于巨磁电阻传感器40的检测范围内。本实施例中，为了能够准确的检测第一叶片21和第二叶片22的运动距离，磁条30上表面与巨磁电阻传感器40的下表面的距离为0.1～0.5mm。

进一步地，为了能够在第一叶片21和第二叶片22的运动工程中全程进行检测，磁条30的长度等于或大于第一叶片21和第二叶片22在直流电机50的驱动下能够运动的最大距离。

本实施例中的壳体10形成为在前后方向上延伸的大致矩形的板状，由塑料或橡胶制成。在板状结构的大致中心位置设有圆形的开口，即通光孔11。第一叶片21和第二叶片22叠放设置在壳体10的内部，第二叶片22设于第一叶片21的上方。第一叶片21和第二叶片22上均设有用于改变通光孔11的通光量的开口以及用于保证第一叶片21和第二叶片22的运动轨迹的多个导向槽。导向槽的方向设置成与第一叶片21或第二叶片22的运动方向一致，第一叶片21的顶部和第二叶片22的顶部分别设有滑槽，滑槽的方向设置成与第一叶片21或第二叶片22的运动方向相垂直。

第一叶片21和第二叶片22上设有用于调节通光孔11的通光量的开口，通过分别上下滑动第二叶片22和第一叶片21能够改变第一片叶21和第二叶片22之间的夹角。当第一叶片21和第二叶片22相互靠近运动，第一叶片21和第二叶片22上的开口重合面积增大，通光孔11的通光量越大。当第一叶片21和第二叶片22彼此相互远离运动时，第一叶片21和第二叶片22上的开口重合面积变小，通光孔的通光量也越小。其中，为了保证第一叶片21和第二叶片22的运动轨迹，第一叶片21和第二叶片22上均设有多个前后方向设置的导向槽。如图1所示，第二叶片22的左侧设有两个导向槽，右侧设有一个导向槽。相应地，第一叶片21的左侧设有一个导向槽，并与第二叶片22的左侧下方的导向槽相重合，第一叶片21的右侧设有两个导向槽，其中右侧下方的导向槽与第二叶片22右侧的导向槽相重合。在第一叶片21和第二叶片22的顶部即第一叶片21的右侧导向槽的前方和第二叶片22左侧导向槽的前方均设有滑槽，滑槽的长度方向为左右方向。在直流电机50的转动过程中，与直流电机相连的传动结构能够在滑槽内沿左右方向进行运动，同时通过与滑槽顶部的接触带动第一叶片21和第二叶片22沿前后方向进行运动。

具体地，如图4所示，直流电机50设于壳体10的外表面的电机固定座51上，直流电机50的输出轴能够穿过壳体10的外表面并与设于壳体10内的第一传动件相连接，第一传动件的横向部分上朝向第一叶片21方向的表面的两端分别设有垂直于第一叶片21的第一立柱61和第二立柱62，第一立柱61和第二立柱62能够分别穿过第一叶片21和第二叶片22的顶部的滑槽，从而使直流电机50在转动过程中通过第一传动件驱动第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动。

如图2所示，在壳体10的外表面即背面设有电机固定座51，直流电机固50定于电机固定座51内。电机固定座51的底面设有通孔，直流电机50的输出轴能够穿过通孔进入到壳体10的内部，并与第一传动件的中心相连。当直流电机50转动时能够带动第一传动件进行摆动，从而通过第一立柱61和第二立柱62驱动第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动。

进一步地，本实施例中的镜头光圈还包括卡接于壳体10内部的盖板70，盖板70设于第一叶片21上靠近通光孔11的一侧，盖板70上与滑槽相对应的位置设有多个用于对滑槽运动过程中进行导向的导向销，盖板70的顶部设有用于第一立柱61和第二立柱62进行转动的弧形槽。

如图1所示，本实施例中的盖板70设于第一叶片21的下方，其上设有与通光孔11位置相对应的同等大小的通孔。通过设置盖板70将直流电机50和第一叶片21相隔开，同时给予第一传动件一定的支撑，保证第一传动件的转动。盖板70上与导向槽的相对应的位置分别设有第一导向销71、第二导向销72、第三导向销73和第四导向销74。第一导向销71用于对第一叶片21右侧上方的导向槽进行导向。第二导向销72用于对第一叶片21右侧下方的导向槽和第二叶片22右侧的导向槽进行导向。第三导向销73用于对第二叶片22左侧上方的导向槽进行导向。第四导向销74用于对第一叶片21左侧的导向槽和第二叶片22左侧下方的导向槽进行导向。盖板70的顶部即前方的位置还设有一对弧形槽，第一立柱61和第二立柱62柱能够分别穿过右侧的弧形槽和左侧的弧形槽，从而在弧形槽内进行转动，同时在第一叶片21和第二叶片22的前方的滑槽内进行滑动，从而带动第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动。其中，弧形槽在前后方向的长度决定了第一叶片21和第二叶片22所能够运动的最大距离。

本实用新型还提出了一种图像获取设备，该图像获取设备包括上述所述的镜头光圈。

当需要获取一定的通光量，保证拍摄效果时，巨磁电阻传感器40能够在第二叶片22相对于第一叶片21的运动过程中检测磁条30上S极和N极相互交错的次数，由于单个S极和单个N极的长度是确定的，所以根据检测到的S极和N极相互交错的次数，可以计算出磁条30随第二叶片22的运动距离，从而判断第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动的距离。将检测结果发送至控制芯片，控制芯片能够根据接收到的检测结果及通光量的需求，对直流电机50进行电压调节，控制直流电机50和第一传动件的转角，从而控制第一叶片21和第二叶片22相对于彼此反方向运动的距离，达到调节第一叶片21的开口和第二叶片22的开口间的夹角、改善通光孔11的通光量的目的。

通过使用本实用新型所述的镜头光圈及图像获取设备能够有效准确地对通光孔的通光量进行检测，并将检测结果反馈给直流电机，控制直流电机的转角对通光孔的通光量进行进一步地调节，极大地提高了光圈的控制精度和可靠性，改善拍摄效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。