基于颜色传感器的带电子反馈装置的手动变倍镜头的制作方法

本实用新型涉及光学设备技术领域，具体为基于颜色传感器的带电子反馈装置的手动变倍镜头。

背景技术：

现有技术中，手动连续变倍镜头应用于各种测量环境时，多数是靠人工目视读取镜头之刻度圈上所指示的镜头当前位置的倍率数值，再把所读取的镜头当前位置的倍率数值手动操作输入到与该镜头连接的下级设备(多为pc)，但在这个过程中，很难保证准确获知镜头调倍率时有无调至当前倍率准确位置的信息，很容易出现错误读取镜头倍率数值的情况，并且每调节一次镜头，就需要人工读取镜头当前位置的倍率数值，接着把所读取的镜头当前位置的倍率数值手动操作输入到与该镜头连接的下级设备，这样不仅操作比较繁琐，人工确认方式工作效率也比较低，在人工输入时也容易出错；另外，这种具备倍率调节指示的连续变倍镜头包括有位置检测信号发射及接收装置、位置检测信号反射装置等，以实现具有电子信息反馈能力，位置检测信号反射装置作为电子反馈装置，其将来自位置检测信号发射及接收装置的检测信号反射回馈给位置检测信号发射及接收装置，位置检测信号反射装置固定安装于手动调焦镜头主体上，并随同手动调焦镜头主体作同步转动，位置检测信号反射装置上制有按格雷码编码方式排列的标记位置的光线反射体，该光线反射体与位置检测信号发射及接收装置电连接，为位置检测信号发射及接收装置提供电源并对来自位置检测信号发射及接收装置的信号进行解码传至与其连接的下级设备使用，但这种具备倍率调节指示的连续变倍镜头的电子反馈系统需要三个以上的光电接收器，且需要在镜筒上打若干数量的孔位，该电子反馈系统比较复杂，设计生产成本也较高。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了基于颜色传感器的带电子反馈装置的手动变倍镜头，其操作方便，性能稳定，可有效降低人为操作的不可靠性，大大提升工作效率，且结构简单，设计生产成本低。

其技术方案是这样的：基于颜色传感器的带电子反馈装置的手动变倍镜头，其包括手动变倍镜头主体及与其相连接的电子反馈装置，所述电子反馈装置与下级设备相连接，所述手动变倍镜头主体包括从上往下依次连接设置的镜头转接件、上镜筒、下镜筒，所述下镜筒内部转动连接有轴套，其特征在于，所述电子反馈装置包括装于所述手动变倍镜头主体底部的主体基座，所述轴套装配于所述主体基座内，所述轴套分为一体的外轴套和内轴套，所述主体基座呈圆环形，所述外轴套设于所述主体基座外，所述内轴套与所述主体基座内壁之间相对转动连接，在所述内轴套外壁贴附有反光彩色贴片，在所述主体基座内壁上装有颜色传感器，所述颜色传感器上引出的引脚与所述下级设备相连接。

其进一步特征在于：

所述内轴套外壁呈环形齿轮状，所述反光彩色贴片贴附于所述内轴套的齿上；

在所述主体基座上设有凹槽，所述凹槽底面装有pcb板，所述颜色传感器装于所述pcb板上，在所述颜色传感器外侧的所述pcb板上装有led白灯；

在所述颜色传感器与所述led白灯之间的所述pcb板上装有遮光罩，所述遮光罩顶部开口，所述遮光罩的高度高于所述led白灯的安装高度；

在所述主体基座底部装有安装基座，所述颜色传感器上的引脚自所述安装基座引出；

在所述主体基座上装有led显示灯，所述led显示灯与所述下级设备相连接；

在所述下镜筒上开制有变倍窗，所述外轴套装于所述下镜筒内，所述外轴套上设有轴套螺纹，所述外轴套外壁上设有倍数示值；

所述下镜筒内壁上设有环状凹槽，所述外轴套的顶端面顶装于所述环状凹槽内。

本实用新型的有益效果是，其结构简洁、紧凑，操作方便，性能稳定，结合手动变倍镜头主体旋转内轴套，通过颜色传感器检测内轴套上的反光彩色贴片颜色信号来确定位置信息，再通过下级设备来推算出手动变倍镜头主体当前所处的光学放大倍率信息，从而及时准确获得放大倍率信息，实现电子信息反馈，提升了工作效率，并降低了手动变倍镜头电子反馈的设计生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是电子反馈装置的结构示意图；

图3是电子反馈装置的局部结构示意图；

图4是颜色传感器的工作流程图。

具体实施方式

如图1～图4所示，本实用新型的基于颜色传感器的带电子反馈装置的手动变倍镜头，其包括手动变倍镜头主体及与其相连接的电子反馈装置，电子反馈装置与下级设备(图中未画出)相连接，下级设备采用的是单片机；手动变倍镜头主体包括从上往下依次连接设置的镜头转接件1、上镜筒2、下镜筒3，下镜筒3内部转动连接有轴套，电子反馈装置包括装于手动变倍镜头主体底部的主体基座4，轴套装配于主体基座4内，为便于区分，轴套分为一体的外轴套5和内轴套6，主体基座4呈圆环形，外轴套5设于主体基座4外，内轴套6与主体基座4内壁之间相对转动连接，即轴套可在主体基座4内自由同心旋转，在内轴套6外壁环形贴附有反光彩色贴片7，反光彩色贴片7采用的是高反光彩色塑料贴片，也可采用其他高反光彩色物质代替，反光彩色贴片7由手动变倍镜头需要确定的变倍区间决定，本实施例中采用的贴附有8个反光彩色贴片7，即表示为8个不同的变倍倍数；在主体基座4内壁上装有颜色传感器8，可识别不同颜色的光，颜色传感器8上引出的引脚9与下级设备相连接，引脚9设有8个，其作用分别有：1个控制led白灯13、1个输出rgb三原色对应的输出频率、2个控制颜色传感器8芯片的滤波特性、2个控制输出比例因子、1个电源地与1个电源正。

在下镜筒3上开制有变倍窗10，外轴套5装于下镜筒3内，外轴套5上设有轴套螺纹11，外轴套5外壁上设有倍数示值；下镜筒3内壁上设有环状凹槽(图中未画出)，外轴套5的顶端面顶装于环状凹槽内。

内轴套6外壁呈环形齿轮状，反光彩色贴片7贴附于内轴套6的齿17上；在主体基座4上设有凹槽18，凹槽18底面装有pcb板12，颜色传感器8装于pcb板12上，在颜色传感器8外侧的pcb板12上装有led白灯13，led白灯13是用于为反光彩色贴片7打光，本实施例中的led白灯13设有4个，且安装于颜色传感器8周侧；在颜色传感器8与led白灯13之间的pcb板12上装有遮光罩14，可消除led白灯13所带来的白色杂散光，让颜色传感器8只接收来自反光彩色贴片7的反射光，遮光罩14顶部开口，遮光罩14的高度高于led白灯13的安装高度；遮光罩14内部涂黑处理，四边垂直于颜色传感器8；在主体基座4底部装有安装基座15，颜色传感器8上的引脚9自安装基座15引出。

本实用新型中，通过颜色传感器8上的led白灯13，给内轴套6上的反光彩色贴片7打光，其反射光反射到颜色传感器8上，颜色传感器8会将带颜色反射光识别成rgb三个通道的光电流及模拟信号，再通过颜色传感器8上自身的光电流-频率转换器，将rgb光电流转换为rgb三通道的方波频率即数字信号，并分别代表rgb强度的三个方波频率输入到单片机内即可识别出代表rgb的频率数值，通过rgb频率数值的组合即可确定反光彩色贴片7的颜色组成。

此外，对于反光彩色贴片7，当其对应到手动变倍镜头的基础倍率(也称为最小倍率)时，其对应的反光彩色贴片7特定地设为“白色”以供颜色传感器8校准白平衡所用；在手动变倍镜头初次使用或是拆卸安装基座15后，需要对颜色传感器8进行白平衡校准，如将倍率旋转至倍数示值为0.7时，这时颜色传感器8将对准白色塑料贴片，开启白17平衡校准，等待3秒钟以上，显示校准完成后，则校准工作完成，而校准白平衡的目的是让颜色传感器8对r、g、b的感光度达到一致，提升颜色传感器8的准确度。

本实用新型在使用时，在进行一次白平衡校正后，rgb比例因子就可以确定下来，当旋转内轴套6到特定倍数时，颜色传感器8即可识别到反光彩色贴片7的颜色rgb频率信息，此信息通过引脚9传输到单片机上，单片机再计算出rgb数值，由于所检测的是某种特定颜色的塑料贴片，绝不会有连续变化的颜色设定，则以上述获得的被测物体颜色r、g、b值为中心，设置一个距离中心值±20的范围值，在任何环境光条件下，再次检测被测物体的rgb值，只要rgb值落在范围内，就可以认为被测物体是那种特定颜色的物体，这样设定颜色值范围的方法，可以有效提高物体颜色的识别率，其中，由于颜色传感器8位于手动变倍镜头内部，可以避免频繁的白平衡校准。

另外，在主体基座4上装有led显示灯16，led显示灯16与下级设备相连接，led显示灯16由下级设备控制，当整个变倍调节过程中，下级设备识别出信号是变倍准确时才有的信号后，这时下级设备会反馈一个信号给led显示灯16让它变色；比如说，当目标倍率为0.7时，变倍时手动转动带有轴套螺纹11的外轴套5、使外轴套5刻度线对准倍数示值0.7，倍率0.7位置区域为倍数示值0.7刻度位置偏左及偏右各3mm处及中间共6mm范围，此范围区间由内轴套6上的反光彩色贴片7的尺寸大小确定；比如说，手动变倍镜头目标倍率定为0.7时，变倍时手动转动外轴套5使变倍窗10内倍数示值的刻度线对准倍率数值0.7，这时，led显示灯16显示绿色，表示手动变倍镜头已转至倍率0.7的准确位置，而该颜色信息是由下级的单片机通过引脚9反馈输入给led显示灯16的；若led显示灯16显示红色，表示手动变倍镜头未转至倍率0.7的位置区域内，也就是手动变倍镜头未转至倍率0.7的准确位置，此时，手动变倍镜头倍率具体数值不明确，需要继续转动外轴套5，直至led显示灯16显示绿色。

我们通常所看到的物体颜色，实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应，白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红r、黄y、绿g、青v、蓝b、紫p)，根据德国物理学家赫姆霍兹(helinholtz)的三原色理论可知，各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的；由上面的三原色感应原理可知，如果知道构成各种颜色的三原色的值，就能够知道所测试物体的颜色，本实用新型的手动变倍镜头内部的颜色传感器8为单一芯片组成，芯片上集成有四种类型的光电二极管，分别带有红色滤波器、绿色滤波器、蓝色滤波器及不带滤波器，它们组成光电二极管阵列，当选定一种颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色的通过，例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其它的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强，然后通过这三个光强值，就可以分析出反射到颜色传感器8上的光的rgb组成，再由手动变倍镜头相应倍率下内轴套6上反光彩色贴片7的颜色，从而来确定手动变倍镜头当前倍率。

综上，本实用新型采用手动变倍镜头结合颜色传感器8，将颜色传感器8集成在手动变倍镜头内部，充分利用了手动变倍镜头内部的稳定的黑暗环境，使颜色传感器8具有识别变倍信息能力，即运用颜色传感器8原理使手动变倍镜头具有电子信息反馈能力，且可以保证颜色传感器8的长期精确稳定工作，实现了手动变倍镜头变倍时能通过电子反馈的方式输出对应镜头所处倍率信息的功能，提高了手动变倍镜头的工作效率，且颜色传感器8价格低廉，降低了手动变倍镜头电子反馈的设计生产成本，易于使用推广。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。