连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头的制作方法

本发明涉及一种连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头。

背景技术：

随着经济、科学科技迅速的发展，无论是发达国家，还是发展中国家，安全问题都成为当今整个社会所关注的焦点，当前在普通人的日常生活环境中，如超市、办公楼、车库、街道、酒店、广场、甚至居住的小区，到处都是摄像机，可以说，摄像机已经无处不在。而随着安防监控逐渐成为社会需求关注的热点，安防监控技术的发展也越来越受到社会各方面的重视，人们对监控的要求已经从初期仅仅是图像显示逐渐向连续变焦、高清、低照、日夜全天候、隐蔽型的方向发展，从而结构设计上亦对外形尺寸尽量小、马达连续驱动变焦与聚焦、大通光的dc-iris双驱结构、fpc板的接口简易型与标准化、pi“归零”板功能结构设计等提出了更高的设计要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头，该镜头实现了高清、4x倍率、大靶面的技术突破。

本发明的技术方案在于：一种连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头，包括前部用于安装前组透镜的主镜筒镜组，所述主镜筒镜组内位于前组透镜的后侧设置有变倍镜座，所述变倍镜座的后侧设置有dc-iris&ir-cut双驱机构，所述主镜筒镜组内位于dc-iris&ir-cut双驱机构的后侧设置有固定镜组，所述固定镜组的后侧设置有后补偿镜组，所述主镜筒镜组的后端还连接有后固定座，所述主镜筒镜组的下部两侧分别设置有用于驱动变倍镜座和后补偿镜组沿光线方向滑移的马达传动机构，主镜筒镜组上还设置有pi板和fpc软板机构。

进一步地，所述马达传动机构包括设置于后固定座下部的步进电机，所述步进电机经托架固定于主镜筒镜组上，步进电机的输出端设置有传动丝杆，所述传动丝杆上设置有与其相啮合的拨杆，所述主镜筒镜组与后固定座之间的两侧部分别设置有导杆，所述变倍镜组和后补偿镜组的侧部分别设置有与导杆滑动配合，所述拨杆与变倍镜组或后补偿镜组相连接以带动变倍镜组或后补偿镜组滑移。

进一步地，所述变倍镜组和后补偿镜组上与驱动其滑移的马达驱动机构相对应的一侧分别固定有与导杆滑动配合的滑块，所述滑块的下部设置有用于与拨杆相连接的安装部，所述拨杆上设置有设置有与安装部相配合的轴杆部，所述轴杆部上套置有压簧，并套置有一端与拨杆一侧相连接且另一端与拨杆另一侧相连接的扭簧。

进一步地，所述dc-iris&ir-cut双驱机构包括设置于主镜筒镜组内的固定座，所述固定座上设置有位于光路出的滤光片和光阑叶片，固定座的上端设置有用于监测光圈大小的霍尔元件、用于切换滤光片以实现全投射式ar玻璃和红外截止膜ir玻璃进行日夜切换功能的ir-cut驱动马达、以及用于用于开合光阑叶片的iris马达。

进一步地，所述固定座的后侧还设置有用于滤光片、光阑叶片、霍尔元件、ir-cut驱动马达、及iris马达固定和定位的底板。

进一步地，所述fpc软板机构包括用于控制用于控制马达传动机构步进电机的第一pcb板、用于连接pi板进行pi复位的第二pcb板、用于控制ir-cut驱动马达的第三pcb板、用于控制iris马达的第四pcb板，所述第一pcb板、第二pcb板、第三pcb板及第四pcb板经fpc板连接为组合体，所述组合体固定于主镜筒处并连有26pin口输出接线。

整体镜头的体积控制在长度为52mm以内，宽度47mm以内，高度45mm以内。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该款镜头的焦距为8mm~32mm范围内连续可变，具有镜头主体机构、马达传动机构、dc-iris&ir-cut双驱机构、fpc板机构，以上4种机构通过变焦步进马达、聚焦步进马达的螺杆结构分别带动镜头的变倍组、补偿组以及配合固定的固定组与前组，以达到四组元镜片相互配合电动连续变焦功能；由于光栏孔达到φ10mm，且要满足电动光圈自动调节、ir-cut日夜切换功能、光栏孔位霍尔元件控制，设计了dc-iris&ir-cut双驱机构；为实现客户的操作简易化与标准化，设计了fpc连接板，实现26pin口输出接线定义，接口简单方便；pi“归零”板结构设计，保证了镜头每次使用可以初始归零的定位精确性。整体镜头体积控制在52mmx47mmx45mm以内，保证了镜头的精密性，配合摄像机实现监控的隐蔽型。同时，为使镜头满足上下晃动不跑焦、聚焦、变焦全程不抖动等问题，在传动拨杆处设计了双弹簧结构，保持对监控目标的稳定性与耐久性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的图1的a-a剖视图；

图4为本发明的去除主镜筒后的结构示意图一；

图5为本发明的去除主镜筒后的结构示意图二；

图6为本发明的马达传动机构与后补偿镜组及变倍镜组的配合结构示意图；

图7为本发明的马达传动机构的结构示意图；

图8为本发明的dc-iris&ir-cut双驱机构的结构示意图一；

图9为本发明的dc-iris&ir-cut双驱机构的结构示意图二；

图中：10-主镜筒镜组11-pi板12-导杆20-变倍镜座30-dc-iris&ir-cut双驱机构31-固定座32-滤光片33-光阑叶片34-霍尔元件35-ir-cut驱动马达36-iris马达37-底板40-固定镜组50-后补偿镜组60-后固定座70-马达传动机构71-步进电机72-托架73-传动丝杆74-拨杆75-滑块76-安装部77-轴杆部78-压簧79-扭簧80-pi板90-fpc软板机构91-第一pcb板92-第二pcb板93-第三pcb板94-第四pcb板95-26pin口。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图9

一种连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头，包括前部用于安装前组透镜的主镜筒镜组10，所述主镜筒镜组内位于前组透镜的后侧设置有变倍镜座20，所述变倍镜座的后侧设置有dc-iris&ir-cut双驱机构30，所述主镜筒镜组内位于dc-iris&ir-cut双驱机构的后侧设置有固定镜组40，所述固定镜组的后侧设置有后补偿镜组50，所述主镜筒镜组的后端还连接有后固定座60，所述主镜筒镜组的下部两侧分别设置有用于驱动变倍镜座和后补偿镜组沿光线方向滑移的马达传动机构70，主镜筒镜组的侧壁设置有pi板80和设置于主镜筒镜组上部的fpc软板机构90。

变倍镜组与补偿镜组在导杆上进行轴向移动，固定镜组与主镜筒镜组配合不变的相对位置，以实现镜头变倍与聚焦的功能，且变倍与聚焦移动行程限位由后固定座与主镜筒镜组共同执行。两镜组根据光学要求设计红外线pi切断处，进行pi归零操作，为满足光学高清要求，四镜组自身的同轴度在0.005mm以内，内径公差控制在0.01mm以内，属于高精度模具成型，精度要求很高。且在两镜组上设计拨杆放置位，实现电动变焦传动操作。

主镜筒镜组与后固定座通过螺钉进行锁紧固定，经过不断的精修此两部品的定位尺寸，以满足变倍镜组与后补偿镜组在移动全程中，同轴度在0.01mm以内。固定镜组与后固定座、主镜筒镜组在准确的相对位置，使得此三组元同轴度与相对位置公差控制在0.01mm内。主镜筒上设计了马达传动机构固定处、pi板固定处、dc-iris&ir-cut双驱机构固定处以满足整体机能需求；同时为兼容客户不同sensor的后焦需求，模具上通过设计不同入子结构，改变后固定组的尺寸来实现。

本实施例中，所述马达传动机构包括设置于后固定座下部作为动力源的步进电机71，所述步进电机经托架72固定于主镜筒镜组上，步进电机的输出端设置有传动丝杆73，所述传动丝杆上设置有与其相啮合的拨杆74，所述主镜筒镜组与后固定座之间的两侧部分别设置有导杆12，所述变倍镜组和后补偿镜组的侧部分别设置有与导杆滑动配合，所述拨杆与变倍镜组或后补偿镜组相连接以带动变倍镜组或后补偿镜组沿镜头光轴移动以实现镜头的电动变倍与电动聚焦。

本实施例中，为使镜头满足上下晃动不跑焦、聚焦、变焦全程不抖动等问题，保持对监控目标的稳定性与耐久性，所述变倍镜组和后补偿镜组上与驱动其滑移的马达驱动机构相对应的一侧分别固定有与导杆滑动配合的滑块75，所述滑块的下部设置有用于与拨杆相连接的安装部76，所述拨杆上设置有设置有与安装部相配合的轴杆部77，所述轴杆部上套置有压簧78，以防止镜头在变倍和聚焦过程中出现画面抖动问题，同时还能起到一定的防止镜头晃动跑焦现象。轴杆部还还套置有一端与拨杆一侧相连接且另一端与拨杆另一侧相连接的扭簧79，以增加动作的耐久性，起到防止镜片组窜动的效果。

步进电机通过传动丝杆进行旋转运动而输出扭力，步进电机步进角是18°/step，丝杆螺距是0.2mm。所以：每步变倍、聚焦精度为0.2x18°/360°=0.01mm/step，保证了镜头较高的聚焦精度，满足镜头的性能使用要求

本实施例中，所述dc-iris&ir-cut双驱机构包括设置于主镜筒镜组内的固定座31，所述固定座上设置有位于光路出的滤光片32和光阑叶片33，固定座的上端设置有用于监测光圈大小的霍尔元件34、用于切换滤光片以实现全投射式ar玻璃和红外截止膜ir玻璃进行日夜切换功能的ir-cut驱动马达35、以及用于用于开合光阑叶片的iris马达36。

本实施例中，所述固定座的后侧还设置有用于滤光片、光阑叶片、霍尔元件、ir-cut驱动马达、及iris马达固定和定位的底板37。

ir-cut驱动马达通过脉冲信号，使滤光片进行切换动作，以达到ir-cut中“全透射式的ar玻璃”和“红外截止的ir玻璃”进行互相切换，从而达到控制镜头日夜使用的功能。iris马达获得直流信号后，可使得光栏叶片进行开合动作，以达到精确控制光栏孔的大小，避免镜头在使用过程中成像画面过曝光，同时避免光栏孔过小而产生光线衍射现象，影响成像。霍尔元件可实时反馈此刻光圈大小的位置信息给摄像机芯片，方便摄像机的后端软体进行运算与操作。以上各部件均置入固定座内，通过底板和点胶、热熔等工艺进行固定与定位，实现整体dc-iris&ir-cut双驱驱动功能。

本实施例中，所述fpc软板机构包括用于控制用于控制马达传动机构步进电机的第一pcb板91、用于连接pi板进行pi复位的第二pcb板92、用于控制ir-cut驱动马达的第三pcb板93、用于控制iris马达的第四pcb板94，所述第一pcb板、第二pcb板、第三pcb板及第四pcb板经fpc板连接为组合体，所述组合体固定于主镜筒处并连有26pin口输出接线95。

第一pcb板连接两个φ10的步进马达，分别控制变倍组与聚焦组的脉冲信号输入；第二pcb板连接pi模块，可进行pi“归零”复位操作；第三pcb板连接ir-cut的马达可进行滤光片切换控制；第四pcb板控制dc-iris马达进行dc-iris光圈大小的控制；以上部件通过fpc软板进行连接，并固定在主镜筒上，最终通过26pin口的接线输出，方便客户终端连接使用。

本实施例中，整体镜头的体积控制在长度为52mm以内，宽度47mm以内，高度45mm以内，保证了镜头的精密性，配合摄像机实现监控的隐蔽型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的连续4倍变焦高分辨率大靶面精密型一体机镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。