基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构制造技术

本专利公开了一种基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构，适于各种变焦镜头特别是需要透镜或透镜组往复运动、运动曲线不规则的红外大变倍比连续变焦镜头使用，变焦运动曲线无需做平滑拟合处理，采用直线导轨及具有滚珠丝杆机构的直线电机作为驱动可以实现复杂振动环境下的机构自锁，成像质量高。

Zoom mechanism of infrared continuous zoom lens based on linear motion mechanism

The invention discloses an infrared continuous zoom lens zoom mechanism based on the linear motion mechanism, which is suitable for various zoom lenses, especially for the infrared large zoom ratio continuous zoom lens which needs the reciprocating motion of lens or lens group and the irregular motion curve. The zoom motion curve does not need to be smoothly fitted, and uses the linear guide rail and the linear motor with the ball screw mechanism as the drive It can realize the mechanism self-locking in the complex vibration environment and has high imaging quality.

【技术实现步骤摘要】
基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构
本专利专利涉及一种红外连续变焦镜头变焦机构，具体涉及一种基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构。
技术介绍
红外连续变焦镜头是指利用光学系统中红外透镜的移动使得红外光学系统的组合焦距连续改变的光学镜头。目前所研制的红外连续变焦镜头变倍比不高，结构采用传统空间凸轮机构实现红外透镜的移动，其存在不能往复运动，运动曲线不能不规则且需要牺牲精度平滑处理，加工复杂，装配困难的缺点，对于红外大变倍比连续变焦镜头需要红外透镜或透镜组往复运动、运动曲线不规则空间凸轮机构则无能为力，且精度低，结构复杂繁琐、成本高。
技术实现思路
本专利的目的在于克服现有的缺点，提供一种结构紧凑、控制简单、成本低的基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构，适用于红外大变倍比连续变焦镜头，其红外透镜变焦运动曲线无需做平滑拟合处理，透镜或透镜组可以往复运动，运动曲线可以不规则，加工简单、结构复杂度低、避免运动中机构卡死、同心度高、变焦精度高且可以实现高振动环境下自锁，更加适合成熟市场化使用及科研使用，实现红外大变倍比高精度连续变焦成像高质量的需求。为达到上述目的，本专利采用下述技术方案：一种基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构，包括变焦镜头支撑运动部件1，变焦镜片组件一2，变焦镜片组件二3，变焦镜片组件三4，后光学组件5；其特征在于：所述的变焦镜头支撑运动部件1包括基座1-1，前镜片组件1-2，后固定支撑件1-3，右直线导轨1-4，左直线导轨1-5，左变焦导轨中部限位件1-6，右变焦导轨中部限位件1-7；其结构为：所述的前镜片组件1-2中心孔内安装有光学镜片，两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在所述的基座1-1的安装槽内；所述的后固定支撑件1-3两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在基座1-1的安装槽内；所述的右直线导轨1-4与所述的左直线导轨1-5为两端有螺纹安装孔的圆柱形导杆，右直线导轨1-4的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件1-2一侧的定位安装孔内，右直线导轨1-4的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件1-3一侧的定位安装孔内，左直线导轨1-5的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件1-2另一侧的定位安装孔内，左直线导轨1-5的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件1-3另一侧的定位安装孔内，前镜片组件1-2，后固定支撑件1-3，右直线导轨1-4，左直线导轨1-5构成一整体结构；所述的左变焦导轨中部限位件1-6上端中心孔套装在左直线导轨1-5中部，左变焦导轨中部限位件1-6下端通过螺钉固定安装在基座1-1的安装槽内；所述的右变焦导轨中部限位件1-7上端中心孔套装在右直线导轨1-4中部，右变焦导轨中部限位件1-7下端通过螺钉固定安装在基座1-1的安装槽内。所述的变焦镜片组件一2包括变焦镜片一组件2-1，电机连接件一2-2，电机安装件一2-3，直线电机一2-4；其结构为：所述的变焦镜片一组件2-1为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件一2-2通过螺钉与变焦镜片一组件2-1固定连接；所述的直线电机一2-4通过螺钉固定安装在所述的电机安装件一2-3上端，直线电机一2-4输出轴前端通过螺母与电机连接件一2-2下端固定连接。所述的变焦镜片组件二3包括变焦镜片二组件3-1，电机连接件二3-2，电机安装件二3-3，直线电机二3-4；其结构为：所述的变焦镜片二组件3-1为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件二3-2通过螺钉与变焦镜片二组件3-1固定连接；所述的直线电机二3-4通过螺钉固定安装在所述的电机安装件二3-3上端，直线电机二3-4输出轴前端通过螺母与电机连接件二3-2下端固定连接。所述的变焦镜片组件三3包括变焦镜片三组件4-1，电机连接件三4-2，电机安装件三4-3，直线电机三4-4；其结构为：所述的变焦镜片三组件4-1为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件三4-2通过螺钉与变焦镜片三组件4-1固定连接；所述的直线电机三4-4通过螺钉固定安装在所述的电机安装件三4-3上端，直线电机三4-4输出轴前端通过螺母与电机连接件三4-2下端固定连接。所述的变焦镜片组件一2的变焦镜片一组件2-1左侧套装的直线轴承滑套安装在所述的变焦镜头支撑运动部件1的左直线导轨1-5前部，变焦镜片组件一2的变焦镜片一组件2-1右侧套装的直线轴承滑套安装在所述的变焦镜头支撑运动部件1的右直线导轨1-4前部，所述的变焦镜片组件一2的电机安装件一2-3下端通过螺钉固定安装在所述的变焦镜头支撑运动部件1的基座1-1的安装槽内；所述的变焦镜片组件二3的变焦镜片二组件3-1左侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件1的左直线导轨1-5中部靠后位置，变焦镜片组件二3的变焦镜片二组件3-1右侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件1的右直线导轨1-4中部靠后位置，所述的变焦镜片组件二3的电机安装件二3-3下端通过螺钉固定安装在变焦镜头支撑运动部件1的基座1-1的安装槽内；所述的变焦镜片组件三4的变焦镜片三组件4-1左侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件1的左直线导轨1-5后部，变焦镜片组件三4的变焦镜片三组件4-1右侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件1的右直线导轨1-4后部，所述的变焦镜片组件三4的电机安装件三4-3下端通过螺钉固定安装在变焦镜头支撑运动部件1的基座1-1的安装槽内；所述的后光学组件5中心孔内安装有光学镜片，通过螺钉固定安装在所述的变焦镜头支撑运动部件1的后固定支撑件1-3的中心孔内。将安装好光学镜片的本基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构安装在成像位置，同时将红外探测器通过螺钉固定安装在所述的变焦镜头支撑运动部件1的基座1-1的后部，启动探测器进行红外成像；启动所述的变焦镜片组件一2的直线电机一2-4，通过输出轴的前后运动驱动所述的变焦镜片组件一2的变焦镜片一组件2-1前后运动；同时启动所述的变焦镜片组件二3的直线电机二3-4，通过输出轴的前后运动驱动所述的变焦镜片组件二3的变焦镜片二组件3-1前后运动；同时启动所述的变焦镜片组件三4的直线电机三4-4，通过输出轴的前后运动驱动所述的变焦镜片组件三4的变焦镜片三组件4-1前后运动；当变焦镜片一组件2-1、变焦镜片二组件3-1、变焦镜片三组件4-1分别同时运动到不同的指定位置，即完成了红外光学系统光学镜头组合焦距的连续改变，可以进行不同焦距下的红外成像。直线电机一2-4、直线电机二3-4、直线电机三4-4的输出轴具有自锁功能从而实现机构自锁。本专利具有如下优点：所述的变焦镜片组件一2，所述的变焦镜片组件二3，所述的变焦镜片组件三4结构类似，本专利可以通过增减变焦镜片组件的数量来增加或减少需要运动的变焦镜片的数量，具有广泛适用性。本专利结构合理、简单、紧凑，可靠性高，制造容易，安装简便，采用直线导轨定位使得镜片同心度高，成本低，使用方便，适于各种变焦镜头特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构，包括变焦镜头支撑运动部件(1)，变焦镜片组件一(2)，变焦镜片组件二(3)，变焦镜片组件三(4)，后光学组件(5)；其特征在于：/n所述的变焦镜头支撑运动部件(1)包括基座(1-1)，前镜片组件(1-2)，后固定支撑件(1-3)，右直线导轨(1-4)，左直线导轨(1-5)，左变焦导轨中部限位件(1-6)，右变焦导轨中部限位件(1-7)；其结构为：所述的前镜片组件(1-2)中心孔内安装有光学镜片，两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在所述的基座(1-1)的安装槽内；所述的后固定支撑件(1-3)两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；所述的右直线导轨(1-4)与所述的左直线导轨(1-5)为两端有螺纹安装孔的圆柱形导杆，右直线导轨(1-4)的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件(1-2)一侧的定位安装孔内，右直线导轨(1-4)的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件(1-3)一侧的定位安装孔内，左直线导轨(1-5)的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件(1-2)另一侧的定位安装孔内，左直线导轨(1-5)的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件(1-3)另一侧的定位安装孔内，前镜片组件(1-2)，后固定支撑件(1-3)，右直线导轨(1-4)，左直线导轨(1-5)构成一整体结构；所述的左变焦导轨中部限位件(1-6)上端中心孔套装在左直线导轨(1-5)中部，左变焦导轨中部限位件(1-6)下端通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；所述的右变焦导轨中部限位件(1-7)上端中心孔套装在右直线导轨(1-4)中部，右变焦导轨中部限位件(1-7)下端通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；/n所述的变焦镜片组件一(2)包括变焦镜片一组件(2-1)，电机连接件一(2-2)，电机安装件一(2-3)，直线电机一(2-4)；其结构为：所述的变焦镜片一组件(2-1)为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件一(2-2)通过螺钉与变焦镜片一组件(2-1)固定连接；所述的直线电机一(2-4)通过螺钉固定安装在所述的电机安装件一(2-3)上端，直线电机一(2-4)输出轴前端通过螺母与电机连接件一(2-2)下端固定连接；/n所述的变焦镜片组件二(3)包括变焦镜片二组件(3-1)，电机连接件二(3-2)，电机安装件二(3-3)，直线电机二(3-4)；其结构为：所述的变焦镜片二组件(3-1)为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件二(3-2)通过螺钉与变焦镜片二组件(3-1)固定连接；所述的直线电机二(3-4)通过螺钉固定安装在所述的电机安装件二(3-3)上端，直线电机二(3-4)输出轴前端通过螺母与电机连接件二(3-2)下端固定连接；/n所述的变焦镜片组件三(4)包括变焦镜片三组件(4-1)，电机连接件三(4-2)，电机安装件三(4-3)，直线电机三(4-4)；其结构为：所述的变焦镜片三组件(4-1)为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件三(4-2)通过螺钉与变焦镜片三组件(4-1)固定连接；所述的直线电机三(4-4)通过螺钉固定安装在所述的电机安装件三(4-3)上端，直线电机三(4-4)输出轴前端通过螺母与电机连接件三(4-2)下端固定连接；/n所述的变焦镜片组件一(2)的变焦镜片一组件(2-1)左侧套装的直线轴承滑套安装在所述的变焦镜头支撑运动部件(1)的左直线导轨(1-5)前部，变焦镜片组件一(2)的变焦镜片一组件(2-1)右侧套装的直线轴承滑套安装在所述的变焦镜头支撑运动部件(1)的右直线导轨(1-4)前部，所述的变焦镜片组件一(2)的电机安装件一(2-3)下端通过螺钉固定安装在所述的变焦镜头支撑运动部件(1)的基座(1-1)的安装槽内；所述的变焦镜片组件二(3)的变焦镜片二组件(3-1)左侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件(1)的左直线导轨(1-5)中部靠后位置，变焦镜片组件二(3)的变焦镜片二组件(3-1)右侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件(1)的右直线导轨(1-4)中部靠后位置，所述的变焦镜片组件二(3)的电机安装件二(3-3)下端通过螺钉固定安装在变焦镜头支撑运动部件(1)的基座(1-1)的安装槽内；所述的变焦镜片组件三(4)的变焦镜片三组件(4-1)左侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件(1)的左直线导轨(1-5)后部，变焦镜片组件三(4)的变焦镜片三组件(4-1)右侧套装的直线轴承滑套安装在变焦镜头支撑运动部件(1)的右直线导轨(1-4)后部，所述的变焦镜片组件三(4)的电机安装件三(4-3)下端通过螺钉固定安...

【技术特征摘要】
1.一种基于直线运动机构的红外连续变焦镜头变焦机构，包括变焦镜头支撑运动部件(1)，变焦镜片组件一(2)，变焦镜片组件二(3)，变焦镜片组件三(4)，后光学组件(5)；其特征在于：
所述的变焦镜头支撑运动部件(1)包括基座(1-1)，前镜片组件(1-2)，后固定支撑件(1-3)，右直线导轨(1-4)，左直线导轨(1-5)，左变焦导轨中部限位件(1-6)，右变焦导轨中部限位件(1-7)；其结构为：所述的前镜片组件(1-2)中心孔内安装有光学镜片，两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在所述的基座(1-1)的安装槽内；所述的后固定支撑件(1-3)两侧有定位安装孔，通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；所述的右直线导轨(1-4)与所述的左直线导轨(1-5)为两端有螺纹安装孔的圆柱形导杆，右直线导轨(1-4)的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件(1-2)一侧的定位安装孔内，右直线导轨(1-4)的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件(1-3)一侧的定位安装孔内，左直线导轨(1-5)的一端通过螺钉固定安装在前镜片组件(1-2)另一侧的定位安装孔内，左直线导轨(1-5)的另一端通过螺钉固定安装在后固定支撑件(1-3)另一侧的定位安装孔内，前镜片组件(1-2)，后固定支撑件(1-3)，右直线导轨(1-4)，左直线导轨(1-5)构成一整体结构；所述的左变焦导轨中部限位件(1-6)上端中心孔套装在左直线导轨(1-5)中部，左变焦导轨中部限位件(1-6)下端通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；所述的右变焦导轨中部限位件(1-7)上端中心孔套装在右直线导轨(1-4)中部，右变焦导轨中部限位件(1-7)下端通过螺钉固定安装在基座(1-1)的安装槽内；
所述的变焦镜片组件一(2)包括变焦镜片一组件(2-1)，电机连接件一(2-2)，电机安装件一(2-3)，直线电机一(2-4)；其结构为：所述的变焦镜片一组件(2-1)为椭圆形结构，左右两端固定套装有直线轴承，中心孔内安装有光学变焦镜片；所述的电机连接件一(2-2)通过螺钉与变焦镜片一组件(2-1)固定连接；所述的直线电机一(2-4)通过螺钉固定安装在所述的电机安装件一(2-3)上端，直线电机一(2-4)输出轴前端通过螺母与电机连接件一(2-2)下端固定连接；
所述的变焦镜片组件二(3)包括变焦镜片二组件(3-1)，电机连接件二(3-2)，电机安装件二(3-3)，直线电机二(3-4)；其结构为：所述的变焦镜片二组件(3-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周潘伟，于洋，李范鸣，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31