一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，包括由光纤端面向外沿光轴依次设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜组，光纤端面由与激光器相连接的光纤产生，第四透镜和第三透镜采用正光焦度的凸透镜，第二透镜采用负光焦度的凹透镜，第一透镜组为由第一镜片和第二镜片组成的具有正光焦度的胶合镜片，第四透镜和第一透镜组相对光纤端面的距离固定，设有距离调节装置，用于调节第三透镜与第二透镜相对光纤端面的距离，从而调节激光照明器的照明角度。本实用新型专利技术可以解决现有技术最小光斑不够小，视场变化范围不够大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器
本技术涉及一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，属于激光照明

技术介绍
使用激光进行辅助补光的红外激光照明技术已经广泛的应用于夜视领域，而激光照明器是决定激光照明效果的核心器件。现有技术中使用成像原理设计的激光照明器具有光斑均匀性好，边缘清晰等特点，有利于提高夜视照明距离。根据目前主要远距离激光夜视仪的视场角度可以拟定激光照明器角度，为了保证最远夜视距离，激光光斑应足够小，同时为了兼顾视野，通常照明器的最小光斑要上下内切屏幕，而最大光斑则尽量能够覆盖大视场的整个视野范围，这对激光照明器的最小视场角和视场角变化范围都提出了很高的要求。目前公布的利用成像原理设计的变焦照明器，如专利201510264944.4，201110185055.0等，变倍比均小于60倍，且搭配400um芯径的光纤进行使用时，最小视场角均大于0.3°，光线无法集中，光斑亮度低，难以满足远距离夜视的要求，为此需要设计一款更大变倍比的变焦照明器，在覆盖足够大视野范围的基础上能满足更远距离夜视照明的需求。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本技术提供一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，解决现有技术最小光斑不够小，视场变化范围不够大的问题。为了解决所述所述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，包括由光纤端面向外沿光轴依次设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜组，光纤端面由与激光器相连接的光纤产生，第四透镜和第三透镜采用正光焦度的凸透镜，第二透镜采用负光焦度的凹透镜，第一透镜组为由第一镜片和第二镜片组成的具有正光焦度的胶合镜片，第四透镜和第一透镜组相对光纤端面的距离固定，设有距离调节装置，距离调节装置用于调节第三透镜与第二透镜相对光纤端面的距离，从而调节激光照明器的照明角度，即实现变倍。进一步的，所述距离调节装置包括内镜筒、外镜筒、透镜架、直线槽、凸轮、凸轮槽、电机、传动齿轮和齿轮圈，内镜筒位于外镜筒的内部，第一透镜组、第二透镜、第三透镜分别通过各自的透镜架设置于内镜筒内，凸轮分别位于第二透镜和第三透镜的透镜架的两端，直线槽开在内镜筒上，凸轮槽开在外镜筒上，凸轮穿过直线槽后伸入至凸轮槽中，齿轮圈固定在外镜筒上，传动齿轮与电机的输出轴相连，齿轮圈与传动齿轮相啮合。进一步的，激光照明器的照明角度由小到大变化的过程中，第三透镜由远离光纤端面向靠近光纤端面的方向移动，第二透镜由靠近光纤端面向远离光纤端面的方向移动。进一步的，激光照明器的照明角度由大到小变化的过程中，第三透镜由靠近光纤端面向远离光纤端面的方向移动，第二透镜由远离光纤端面向靠近光纤端面的方向移动。进一步的，在激光照明器最短焦处，第三透镜与第四透镜的间隔最小，第二透镜与第三透镜的间隔最大，最长焦处，第二透镜与第三透镜的间隔最小，第三透镜与第四透镜的间隔最大。进一步的，在激光照明器变倍过程中，第二透镜和第三透镜同时通过各自成像倍率为-1的点。进一步的，本激光照明器的变倍比f2/f1≥133，f1≤0.75mm，f2≥100mm，totr＜155mm，f1为激光照明器短焦端的有效焦距，f2为变焦激光照明器长焦端的有效焦距，totr为光学系统总长。进一步的，本激光照明器满足以下关系式：（D78max-D78min）/f1≤30，（D34max-D34min）/f2≤1，其中D78max和D78min分别为激光照明器变倍过程中第三透镜和第四透镜间隔的最大值和最小值，D34max和D34min分别为激光照明器变倍过程中第一透镜组和第二透镜间隔的最大值和最小值。进一步的，激光照明器光学系统总长为154.5mm，相邻透镜间隔不小于3mm，第四透镜距离光纤端面的距离大于3mm。进一步的，激光器采用400um光纤，最大照明角度为30°，最小照明角度为0.23°。本技术的有益效果：1、仅靠两组镜片移动实现了130倍以上的超大变倍比，且移动的镜组口径、重量很小，方便选用动力小的电机，不会因负载过大减少电机使用寿命。2、最长焦距超过100mm，在搭配激光照明常用的400um芯径光纤时，最小视场角小于0.23°，远小于常规激光照明器的0.3°，激光能量更集中，可以实现更远距离的照明。3、系统结构紧凑，镜片数少，保证了激光照明器的高透过率和易装配性。4、系统总长固定，远离光纤端面的第一透镜组和靠近光纤端面的第四透镜固定不动，使激光照明器内部处于封闭状态，有利于提高照明器结构的稳定性，并且方便机械设计。附图说明图1为实施例1所述激光照明器的结构示意图；图2为实施例1所述激光照明器的光学系统示意图；图3为实施例1所述激光照明器第二透镜、第三透镜距第四透镜前表面的距离与系统焦距的关系图；图中：1、第一透镜组，2、第二透镜，3、第三透镜，4、第四透镜，5、光纤端面，6、激光器，7、内镜筒，8、外镜筒，9、透镜架，10、直线槽，11、凸轮，12、电机，13、传动齿轮，14、外齿圈，15、凸轮槽，1-1、第一镜片，1-2、第二镜片，A第二透镜距光纤端面的距离，B第三透镜距光纤端面的距离。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的说明。实施例1本实施例1公开一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，如图1所示，其光学系统部分包括激光器6、光纤端面5、第四透镜4、第三透镜3、第二透镜2、第一透镜组1，光纤端面5由与激光器6相连接的光纤产生，第四透镜4、第三透镜3、第二透镜2和第一透镜组1沿光轴依次设置于光纤端面5的前端。第四透镜4和第三透镜3采用正光焦度的凸透镜，第二透镜2为负光焦度的凹透镜，第一透镜组1采用由第一镜片1-1和第二镜片1-2组成的胶合透镜，第二镜片1-2位于靠近光纤端面4的一侧。所述第四透镜4将光纤发出的激光的发散角进行减小，第三透镜3将第四透镜4汇聚后的光束进一步汇聚，第二透镜2对第三透镜3汇聚后的光束起到发散作用，第一透镜组1对第二透镜2发散后的光束再次进行汇聚。第四透镜4和第一透镜组1相对于光纤端面5成固定状态设置，第二透镜2和第三透镜3可沿光轴进行移动，使照明器视场角发生改变，以应对不同距离下的照明需求。通过调整第二透镜2与光纤端面5之间的距离可以调整光束经过第一透镜组1后的发散角，通过调整第三透镜3与第二透镜2之间的距离可以实现像面位置的补偿，从而使激光照明器照明角度可以大范围调节的同时，像面位置不变，实现了在整个调节过程中均具有良好的照明效果。本实施例中，通过距离调节装置实现第二透镜2和第三透镜3相对光纤端面距离的调节。如图1所示，所述距离调节装置包括内镜筒7、外镜筒8、透镜架9、电机12；内镜筒7位于外镜筒8的内部，第一透镜组1、第二透镜2和第三透镜3分别通过各自的透镜架9设置于内镜筒内。内镜筒6的相对位置上开设有直线槽10，第二透镜2和第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，包括由光纤端面向外沿光轴依次设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜组，光纤端面由与激光器相连接的光纤产生，其特征在于：第四透镜和第三透镜采用正光焦度的凸透镜，第二透镜采用负光焦度的凹透镜，第一透镜组为由第一镜片和第二镜片组成的具有正光焦度的胶合镜片，第四透镜和第一透镜组相对光纤端面的距离固定，设有距离调节装置，距离调节装置用于调节第三透镜与第二透镜相对光纤端面的距离，从而调节激光照明器的照明角度，即实现变倍。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于远距离照明的大变倍比激光照明器，包括由光纤端面向外沿光轴依次设置的第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜组，光纤端面由与激光器相连接的光纤产生，其特征在于：第四透镜和第三透镜采用正光焦度的凸透镜，第二透镜采用负光焦度的凹透镜，第一透镜组为由第一镜片和第二镜片组成的具有正光焦度的胶合镜片，第四透镜和第一透镜组相对光纤端面的距离固定，设有距离调节装置，距离调节装置用于调节第三透镜与第二透镜相对光纤端面的距离，从而调节激光照明器的照明角度，即实现变倍。


2.根据权利要求1所述的用于远距离照明的大变倍比激光照明器，其特征在于：所述距离调节装置包括内镜筒、外镜筒、透镜架、直线槽、凸轮、凸轮槽、电机、传动齿轮和齿轮圈，内镜筒位于外镜筒的内部，第一透镜组、第二透镜、第三透镜分别通过各自的透镜架设置于内镜筒内，凸轮分别位于第二透镜和第三透镜的透镜架的两端，直线槽开在内镜筒上，凸轮槽开在外镜筒上，凸轮穿过直线槽后伸入至凸轮槽中，齿轮圈固定在外镜筒上，传动齿轮与电机的输出轴相连，齿轮圈与传动齿轮相啮合。


3.根据权利要求1所述的用于远距离照明的大变倍比激光照明器，其特征在于：激光照明器的照明角度由小到大变化的过程中，第三透镜由远离光纤端面向靠近光纤端面的方向移动，第二透镜由靠近光纤端面向远离光纤端面的方向移动。


4.根据权利要求1所述的用于远距离照明的大变倍比激光照明器，其特征在于：激光照明器的照明角度由大到小变化的过程中，第三透镜由靠近光纤端面向远离光纤端面的方向移动，第二透镜由远离光纤端面向靠近光纤端面的方向移动。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪海峰，陶小凯，吴润成，朱蕾，高国敬，
申请(专利权)人：山东神戎电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37