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光轴调节装置、光学设备、拍摄装置和无人机的制作方法

时间:2022-01-23 阅读: 作者:专利查询

光轴调节装置、光学设备、拍摄装置和无人机的制作方法

1.本发明涉及照明技术领域,特别是涉及一种光轴调节装置、光学设备、拍摄装置和无人机。


背景技术:

2.照明装置、激光测距装置、相机、红外热成像装置等光学设备具有光轴,在设备出厂或维护等时候,需要将控制光轴在适当的位置,但是,现有设备不便于调节光轴。例如,为了确保相机的拍摄效果,需要照明装置为相机提供合适的光亮度,此外,为了保证照明装置发挥较佳的照明效果,一般需要将照明装置的光轴调节至适当的位置,举例而言,在无人机照明装置出厂或维护等时候,通过调节无人机照明装置的光轴,使得照明装置的光斑和无人机相机的视觉中心点保持一致,以确保拍摄画面具有足够的光亮度,从而获得较佳的拍摄效果,但是,目前的照明装置不便于调节光轴。


技术实现要素:

3.本发明实施例的目的是提供一种光轴调节装置、光学设备、拍摄装置和无人机,其能够便于调节光轴。
4.为了解决上述技术问题,本发明实施例提供一种光轴调节装置,其包括支架、至少三个调节螺杆和至少三个弹性件;至少三个所述调节螺杆和至少三个所述弹性件为一一对应的关系;至少三个所述调节螺杆用于将光学系统的安装壳体连接在所述支架上,所述弹性件套设在所述调节螺杆上,所述弹性件的一端抵靠在所述支架上,所述弹性件的另一端抵靠在所述光学系统的安装壳体上。
5.作为优选方案,所述光学系统的安装壳体包括筒体和安装部,所述安装部环设于所述筒体的外侧壁上;所述调节螺杆的数量为三个,三个所述调节螺杆分别为第一调节螺杆、第二调节螺杆和第三调节螺杆,所述第一调节螺杆安装在所述安装部的上端,所述第二调节螺杆安装在所述安装部的下端,所述第三调节螺杆安装在所述安装部的左端或右端。
6.作为优选方案,所述支架包括固定子支架和安装子支架,所述安装子支架连接在所述固定子支架上,至少三个所述调节螺杆连接在所述安装子支架上。
7.作为优选方案,所述调节螺杆为螺丝,所述支架上设有与所述调节螺杆相匹配的螺纹孔,所述调节螺杆通过所述螺纹孔连接在所述支架上。
8.作为优选方案,所述光学系统的安装壳体设有空腔、入光口和出光口,所述入光口通过所述空腔与所述出光口连通;所述入光口和所述出光口相对设置。
9.为了解决相同的技术问题,本发明实施例还提供一种光学设备,包括光学系统以及所述的光轴调节装置,所述光学系统具有安装壳体,所述光学系统的安装壳体通过至少三个所述调节螺杆连接在所述支架上。
10.作为优选方案,所述光学设备为照明装置、相机、激光测距装置或热成像装置。
11.为了解决相同的技术问题,本发明实施例还提供一种拍摄装置,包括相机和照明装置,所述相机和所述照明装置中的至少之一为所述的光学设备。
12.作为优选方案,所述拍摄装置还包括机壳和云台,所述相机和所述照明装置安装在所述机壳上,所述机壳安装在所述云台上。
13.为了解决相同的技术问题,本发明实施例还提供一种无人机,包括所述的拍摄装置。
14.相比于现有技术,本发明实施例的有益效果在于:本发明实施例提供了一种光轴调节装置,其包括支架、至少三个调节螺杆和至少三个弹性件;至少三个所述调节螺杆和至少三个所述弹性件为一一对应的关系;至少三个所述调节螺杆用于将光学系统的安装壳体连接在所述支架上,所述弹性件套设在所述调节螺杆上,所述弹性件的一端抵靠在所述支架上,所述弹性件的另一端抵靠在所述光学系统的安装壳体上。在安装时,至少三个调节螺杆通过旋进或旋出的方式在光学系统的安装壳体和所述支架上移动,同时使得设置在所述支架和所述光学系统的安装壳体之间的弹性件被压缩,从而能够改变所述光学系统的安装壳体的位置,进而能够调节光轴。同时,本发明实施例还相应地提供了一种光学设备、拍摄装置和无人机。
附图说明
15.图1是本发明实施例一的光轴调节装置的结构示意图;图2是本发明实施例一的光轴调节装置的另一个角度的结构示意图;图3是本发明实施例一的光轴调节装置的爆炸图;图4是本发明实施例一的安装壳体、变焦筒、第一变焦镜片、第二变焦镜片和齿圈的装配示意图;图5是本发明实施例一的安装壳体、支架、调节螺杆与弹性件的装配示意图;图6是本发明实施例一的拍摄装置的隐藏部分机壳的局部结构示意图;图7是本发明实施例一的拍摄装置的结构示意图;图8是本发明实施例一的拍摄装置的爆炸图;图9是本发明实施例二的拍摄装置的爆炸图;其中,11、发光部;2、驱动装置;21、电机;22、驱动齿轮;23、齿圈;3、安装壳体;31、筒体;32、安装部;33、导向槽;4、变焦筒;41、第一螺旋槽;42、第二螺旋槽;5、第一变焦镜片;51、第一镜片本体;52、第一凸起部;6、第二变焦镜片;61、第二镜片本体;62、第二凸起部;7、支架;71、固定子支架;72、安装子支架;8、调节螺杆;81、第一调节螺杆;82、第二调节螺杆;83、第三调节螺杆;9、弹性件;10、相机;12、机壳;13、云台;14、测距装置。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
17.实施例一
结合图2和图5所示,本发明实施例提供一种光轴调节装置包括支架7、至少三个调节螺杆8和至少三个弹性件9;至少三个所述调节螺杆8和至少三个所述弹性件9为一一对应的关系;至少三个所述调节螺杆8用于将光学系统的安装壳体3连接在所述支架7上,所述弹性件9套设在所述调节螺杆8上,所述弹性件9的一端抵靠在所述支架7上,所述弹性件9的另一端抵靠在所述光学系统的安装壳体3上。
18.在本发明实施例中,光轴调节装置包括支架7、至少三个调节螺杆8和至少三个弹性件9;至少三个所述调节螺杆8和至少三个所述弹性件9为一一对应的关系;至少三个所述调节螺杆8用于将光学系统的安装壳体3连接在所述支架7上,所述弹性件9套设在所述调节螺杆8上,所述弹性件9的一端抵靠在所述支架7上,所述弹性件9的另一端抵靠在所述光学系统的安装壳体3上。在安装时,至少三个调节螺杆8通过旋进或旋出的方式在光学系统的安装壳体3和所述支架7上移动,同时使得设置在所述支架7和所述光学系统的安装壳体3之间的弹性件9被压缩,从而能够改变所述光学系统的安装壳体3的位置,进而能够调节光轴。
19.需要说明的是,本发明实施例提供的光轴调节装置可以应用于光学设备,例如可以是照明装置、相机、激光测距装置或热成像装置等,当然,所述光轴调节装置也可以根据实际使用要求应用在其他光学设备,在此不做更多的赘述。通过本发明实施例提供的光轴调节装置可以调节光学设备的光轴,光学设备的光学系统具有安装壳体3,所述光学系统的安装壳体3通过至少三个所述调节螺杆8连接在所述支架7上。示例性地,请参阅图7所示,所述光学设备为照明装置,该照明装置可以为无人机的相机10进行补光,由于调节螺杆8的调节幅度比较小,因此可以准确地调节照明装置的光轴,使得照明装置的光斑和无人机相机10的视觉中心点保持一致,以确保拍摄画面具有足够的光亮度,从而获得较佳的拍摄效果。当然,所述光轴调节装置还可以根据实际使用要求应用在其他照明场合,在此不做更多的赘述。
20.请参阅图5所示,所述光学系统的安装壳体3包括筒体31和安装部32,所述安装部32环设于所述筒体31的外侧壁上;所述调节螺杆8的数量为三个,三个所述调节螺杆8分别为第一调节螺杆81、第二调节螺杆82和第三调节螺杆83,所述第一调节螺杆81安装在所述安装部32的上端,所述第二调节螺杆82安装在所述安装部32的下端,所述第三调节螺杆83安装在所述安装部32的左端或右端。
21.在本实施例中,通过将所述第一调节螺杆81安装在所述安装部32的上端,将所述第二调节螺杆82安装在所述安装部32的下端,所述第三调节螺杆83安装在所述安装部32的左端或右端,从而可以方便调节光轴。示例性地,通过调节所述第一调节螺杆81和所述第二调节螺杆82,可以调节光学系统光轴的俯仰角度,通过调节所述第三调节螺杆83,可以调节光学系统光轴的水平角度,结合所述第一调节螺杆81、所述第二调节螺杆82和所述第三调节螺杆83,可以任意调节光轴。示例性地,当所述光轴调节装置应用在为无人机相机10补光的照明装置时,通过设置多个调节螺杆8,可以在出厂或维护等时候,更加准确地调节照明装置的光轴,使得照明装置的光斑和无人机相机10的视觉中心点保持一致,以确保拍摄画面具有足够的光亮度,从而获得较佳的拍摄效果。当然,所述调节螺杆8的数量还可以根据实际使用要求设置为其他数量,在此不做更多的赘述。
22.请参阅图5,所述支架7包括固定子支架71和安装子支架72,所述安装子支架72连
接在所述固定子支架71上,至少三个所述调节螺杆8连接在所述安装子支架72上。在具体实施当中,可以将所述安装子支架72的两端分别通过紧固件连接在所述固定子支架71上。示例性地,所述安装子支架72为u型结构,由于设置了固定子支架71和安装子支架72,并且所述安装子支架72为u型结构,因此在安装时,可以很方便地将所述光学系统的安装壳体3通过所述安装子支架72的开口放置到位。当然,在具体应用中,所述安装子支架72不限于u型结构,其也可以是其他结构,在此不做更多的赘述。此外,需要说明的是,所述固定子支架71为固定设置,例如可以固定在光学设备的机壳上,也可以设置在其他固定的部件上,示例性地,请参阅图6和图7所示,当所述光轴调节装置应用在为无人机相机10补光的照明装置时,所述固定子支架71可以固定在相机10上,若照明装置与无人机相机10设于同一装置时,也可以将所述固定子支架71固定在该装置的机壳12上。当然,所述支架7可以是由多个子支架组合而成,也可以由一体成型的支架构成,在此不做更多的赘述。
23.在本发明实施例中,所述调节螺杆8为螺丝,所述支架7上设有与所述调节螺杆8相匹配的螺纹孔,所述调节螺杆8通过所述螺纹孔连接在所述支架7上。
24.结合图1和图7,所述光学系统的安装壳体3设有空腔、入光口和出光口,所述入光口通过所述空腔与所述出光口连通;所述入光口和所述出光口相对设置。示例性地,当所述光轴调节装置应用在为无人机相机10补光的照明装置时,所述照明装置设有发光部11,所述发光部11与所述入光口和所述出光口相对设置,照明装置例如是激光器,具体例如可以是光纤红外激光器等,当然,所述照明装置还可以根据实际使用要求选择合适的发光器件,例如,军警、渔政、环保等高空的隐蔽侦查和反侦察场合可使用激光照明,非隐蔽侦查场合可以用白光照明等,在此不做更多的赘述。
25.相应地,本发明实施例还提供一种光学设备,其包括光学系统以及所述的光轴调节装置,所述光学系统具有安装壳体3,所述光学系统的安装壳体3通过至少三个所述调节螺杆8连接在所述支架7上。示例性地,所述光学设备为照明装置、相机10、激光测距装置或热成像装置。
26.相应地,本发明实施例还提供一种拍摄装置,其包括相机10和照明装置,所述相机10和所述照明装置中的至少之一为所述的光学设备。所述光学设备中的光轴调节装置能够便于调节相机10和所述照明装置的光轴。在具体实施当中,所述照明装置可以为所述相机10补光,以为所述相机10提供合适的光亮度,从而获得较佳的拍摄效果。
27.结合图1至图4,所述照明装置包括驱动装置2、第一变焦镜片5和变焦筒4;所述驱动装置2用于驱动所述变焦筒4转动;所述变焦筒4套设在所述筒体31上;所述变焦筒4上设有第一螺旋槽41,所述筒体31上设有沿其长度方向延伸的导向槽33;所述第一变焦镜片5可滑动地连接在所述第一螺旋槽41和所述导向槽33上;所述变焦筒4能在所述驱动装置2的驱动下带动所述第一变焦镜片5在所述筒体31内移动,从而调节照明装置的光束角,以满足不同距离的照明需求。
28.结合图3和图4所示,所述照明装置还包括第二变焦镜片6,所述变焦筒4上设有第二螺旋槽42,所述第二变焦镜片6可滑动地连接在所述第二螺旋槽42和所述导向槽33上;所述第二变焦镜片6与所述第一变焦镜片5和所述发光部11相对设置;所述变焦筒4能在所述驱动装置2的驱动下带动所述第二变焦镜片6在所述筒体31内移动。在本实施例中,当所述驱动装置2的驱动变焦筒4时,可以同时带动所述第一变焦镜片5和所述第二变焦镜片6在所
述筒体31内移动,从而扩大变焦范围,以便于应用在更多的照明场合。
29.结合图3和图4所示,所述第一螺旋槽41与所述第二螺旋槽42的螺旋方向相反。由于所述第一螺旋槽41与所述第二螺旋槽42的螺旋方向相反,因此在所述驱动装置2的驱动变焦筒4时,可以带动所述第一变焦镜片5和所述第二变焦镜片6沿相反的方向移动,在实际应用中,只需要驱动变焦筒4转动很小的角度,即可让两变焦镜片之间的距离产生较大的变化,从而进行快速变焦,有利于设置较大的变焦范围,同时有利于产品的小型化设计。在具体实施当中,由于无人机的负载要求,因此当照明装置用于无人机拍摄补光时,其尺寸和重量只能控制在一定的范围内,所以在确保照明装置具备较大变焦范围的同时,产品的小型化设计在实际应用中也是十分重要的。
30.需要说明的是,现有无人机的夜晚普通光学相机成像效果非常差,2w的激光器的实际有效距离一般是50-100米,这种光学相机设备搭载在无人机上使用时,最高只能在100米且须在照射物的正上方,距离拍摄物最远也只能在100米,该光学相机设备的使用目的主要是夜间隐蔽侦查,但是无人机的螺旋桨噪声非常大,如此近的距离很容易被发现,而无人机距离过远的话,该光学相机设备完全看不到任何东西。而本发明实施例提供的照明装置具有较大的变焦范围,可以应用在无人机夜间远距离隐蔽补光,也可以应用在无人机雾天夜间远距离补光,也可以应用在无人机夜间远距离隐蔽取证,还可以应用在无人机夜间全黑环境下隐蔽作业。
31.请参阅图3所示,所述第一变焦镜片5包括第一镜片本体51以及连接在所述第一镜片本体51上的第一凸起部52,所述第一镜片本体51容纳于所述筒体31内,所述第一凸起部52可滑动地连接在所述第一螺旋槽41和所述导向槽33上;所述第二变焦镜片6包括第二镜片本体61以及连接在所述第二镜片本体61上的第二凸起部62,所述第二镜片本体61容纳于所述筒体31内,所述第二凸起部62可滑动地连接在所述第二螺旋槽42和所述导向槽33上。
32.在传统技术中,为了固定变焦镜片,通常在变焦镜片的外边缘设置边框,通过边框包围整个变焦镜片,并且与边框相配合的外围结构也比较复杂,从而导致变焦结构的体积较大;此外,这种传统的边框全包围方式会增加变焦镜片的负重,从而不利于变焦镜片的移动。而在本发明实施例中,通过在第一镜片本体51上设置第一凸起部52,且所述第一镜片本体51容纳于所述筒体31内,所述第一凸起部52可滑动地连接在所述第一螺旋槽41和所述导向槽33上,使得在所述驱动装置2驱动所述变焦筒4时,第一变焦镜片5可以顺畅地在所述筒体31上滑动,即仅仅将所述第一变焦镜片5的侧部安装在所述筒体31和所述变焦筒4,从而在确保所述第一变焦镜片5能够牢靠地安装在所述筒体31和所述变焦筒4的前提下,大大节省了空间,简化了结构,有利于变焦结构的小型化设计,并且避免了第一变焦镜片5负重过大,有利于第一变焦镜片5的精准移动。同理,第二变焦镜片6也具有上述效果,在此不做更多的赘述。
33.请参阅图3所示,所述导向槽33、所述第一螺旋槽41、所述第二螺旋槽42、所述第一凸起部52和所述第二凸起部62的数量均为至少三个;至少三个所述第一凸起部52与至少三个所述第一螺旋槽41和至少三个所述导向槽33为一一对应的关系;至少三个所述第二凸起部62与至少三个所述第二螺旋槽42和至少三个所述导向槽33为一一对应的关系;至少三个所述第一凸起部52等距分布在所述第一镜片本体51的外侧壁上;至少三
个所述第二凸起部62等距分布在所述第二镜片本体61的外侧壁上。通过设置多个所述导向槽33、所述第一螺旋槽41、所述第二螺旋槽42、所述第一凸起部52和所述第二凸起部62,并且多个所述第一凸起部52等距分布在所述第一镜片本体51的外侧壁上,多个所述第二凸起部62等距分布在所述第二镜片本体61的外侧壁上,使得在变焦过程中,以确保所述第一变焦镜片5和所述第二变焦镜片6能够平稳地移动,从而使得在变焦过程中,光斑直径以及光照度变化均匀,有助于相机变焦过程中的补光,使得拍摄画面更加清晰。此外,所述导向槽33、所述第一螺旋槽41、所述第二螺旋槽42、所述第一凸起部52和所述第二凸起部62的数量可以根据实际使用要求进行设置,例如均是3个、4个、5个、6个等,在此不做更多的赘述。
34.请参阅图3所示,所述驱动装置2包括电机21、驱动齿轮22和齿圈23,所述齿圈23环设于所述变焦筒4上,所述驱动齿轮22安装在所述电机21的输出轴上,所述驱动齿轮22与所述齿圈23啮合连接。在本发明实施例中,通过齿轮传动的方式可以方便地控制所述变焦筒4匀速转动,从而使得在变焦过程中,光斑直径以及光照度变化均匀,有助于相机变焦过程中的补光,使得拍摄画面更加清晰。此外,还可以设置位置传感器,例如可以通过红外传感器进行光遮挡齿轮的方式检测齿圈23的转动圈数,从而可以检测到随齿圈23转动的变焦筒4的转动圈数,进而可以检测到第一变焦镜片5、第二变焦镜片6的位置。当然,还可以通过其他方式检测第一变焦镜片5、第二变焦镜片6的位置,在此不做更多的赘述。
35.结合图3和图4,下面对本发明实施例提供的照明装置的工作原理进行详细描述:当电机21驱动变焦筒4逆时针旋转时,在变焦筒4的第一螺旋槽41、第二螺旋槽42的推动下,第一变焦镜片5沿着筒体31的导向槽33向左移动,第二变焦镜片6沿着筒体31的导向槽33向右移动,第一变焦镜片5与第二变焦镜片6相互远离。
36.当电机21驱动变焦筒4顺时针旋转时,在变焦筒4的第一螺旋槽41、第二螺旋槽42的推动下,第一变焦镜片5沿着筒体31的导向槽33向右移动,第二变焦镜片6沿着筒体31的导向槽33向左移动,第一变焦镜片5与第二变焦镜片6相互靠近。
37.本发明实施例通过控制第一变焦镜片5与第二变焦镜片6相互远离、相互靠近,从而调节照明装置的光束角,以满足不同距离的照明需求。
38.结合图6至图8所示,所述拍摄装置还包括机壳12和云台13,所述相机10和所述照明装置安装在所述机壳12上,所述机壳12安装在所述云台13上。在具体实施当中,通过云台13可以将整个拍摄装置连接至无人机机身上。示例性地,所述云台13为三轴云台,通过三轴云台可以控制整个拍摄装置在无人机上的稳定性以及角度控制,具体的三轴云台结构可以采用现有技术,在此不做赘述。另外,所述拍摄装置还可以包括电路板,示例性地,电路板可以控制相机10变焦、录像、拍摄、自动对焦、手动对焦、照片存储、视频存储、激光和相机10联动变焦等,具体的实现方式可以采用现有技术,在此不做赘述。
39.相应地,本发明实施例还提供一种无人机,其包括所述的拍摄装置。
40.实施例二如图9所示,本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中的拍摄装置还包括测距装置14,所述测距装置14安装在所述云台13,所述测距装置14用于测量无人机与目标物之间的距离。示例性地,所述测距装置14安装在所述云台13的俯仰轴,使得测距装置14能随着云台13运动而对准目标物进行测距。
41.本实施例的其它结构和工作原理与实施例一相同,在此不做更多的赘述。
42.相比于现有技术,本发明实施例的有益效果在于:本发明实施例提供了一种光轴调节装置,其包括支架7、至少三个调节螺杆8和至少三个弹性件9;至少三个所述调节螺杆8和至少三个所述弹性件9为一一对应的关系;至少三个所述调节螺杆8用于将光学系统的安装壳体3连接在所述支架7上,所述弹性件9套设在所述调节螺杆8上,所述弹性件9的一端抵靠在所述支架7上,所述弹性件9的另一端抵靠在所述光学系统的安装壳体3上。在安装时,至少三个调节螺杆8通过旋进或旋出的方式在光学系统的安装壳体3和所述支架7上移动,同时使得设置在所述支架7和所述光学系统的安装壳体3之间的弹性件9被压缩,从而能够改变所述光学系统的安装壳体3的位置,进而能够调节光轴。同时,本发明实施例还相应地提供了一种光学设备、拍摄装置和无人机。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以作出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。