变焦镜头制造技术

本申请公开了一种变焦镜头，包括容纳设置于主镜筒内的：前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片沿光线入射方向从入射端向出射端依序排列设置；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片之间设置空气间隔。该镜头传动平稳、机构紧凑、便于装配、光轴一致性及空气间隔精度高，具有高成像质量、高空间分辨率、结构紧凑、变倍及补偿形成短、探测距离远、重量轻及耐振动和冲击的性能，能消除因装配导致的光轴不一致性，弹簧结构能保证光轴一致性和空气间隔，并在镜框内壁上设置消光螺纹结构降低杂散光比例。杂散光比例。杂散光比例。

【技术实现步骤摘要】
变焦镜头


[0001]本申请涉及光机结构设计
，特别是一种变焦镜头。

技术介绍

[0002]随着非制冷探测器技术和数字高清技术的不断发展和日益成熟，对镜头相关指标的要求越来越高。长波红外非制冷光学系统由于图像直观、易于观察，在军事和民用领域均取得了广泛应用。红外连续变焦镜头具备视场切换连续性、目标跟踪稳定性、成像清晰性。
[0003]传统结构设计以及装配方式不能有效保证红外连续变焦镜头中镜片光轴一致性和各镜片之间空气间隔设计间隔度，往往需要多次调整才能满足光学系统要求，装配难度较高。
[0004]在正常使用中，装配完成的镜头常需进行调焦和变倍操作，在进行上述两项操作时，镜头内的镜片容易受振动和转动的影响，导致操作后已经调试满足光学系统要求的镜片组件发生位置偏移，无法继续保持各镜片的光轴一致性和空气间隔，导致镜头与理想状态依旧存在较大误差，进而导致红外连续变焦镜头变焦过程目标丢失且成像质量下降的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种变焦镜头，用于解决现有技术中存在的对现有结构的变焦镜头件进行变倍、调焦操作后镜头中各镜片光轴一致性和空气间隔难以保持装配时的光学系统要求，导致红外连续变焦镜头变焦过程中目标丢失且成像质量下降的技术问题。
[0006]本申请提供了一种变焦镜头，包括容纳设置于主镜筒内的：前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片沿光线入射方向从入射端向出射端依序排列设置；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片之间设置空气间隔；包括：多个弹性控制组、凸轮筒、第一驱动组件；主镜筒侧壁上开设变倍导向槽、第一补偿导向槽、第二补偿导向槽；凸轮筒上开设变倍曲线槽、第一补偿曲线槽、第二补偿曲线槽；变倍镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于变倍导向槽并插入变倍曲线槽内；第一补偿镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于第一补偿导向槽并插入第一补偿曲线槽内；第二补偿镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于第二补偿导向槽并插入第二补偿曲线槽内；第一驱动组件设置于凸轮筒外侧壁上，并与凸轮筒驱动连接；第一驱动组件驱动凸轮筒转动并带动导钉在主镜筒侧壁内沿直线运动，导钉带动变倍镜片、第一补偿镜片、第
二补偿镜片沿变焦镜头横向往复运动；弹性控制组容纳设置于主镜筒内侧壁上；弹性控制组分别穿过变倍镜片的压紧安装结构、第一补偿镜片的压紧安装结构、第二补偿镜片的压紧安装结构设置；变倍镜片的压紧安装结构、第一补偿镜片的压紧安装结构、第二补偿镜片的压紧安装结构于弹性控制组弹性连接；弹性控制组弹性保持第一补偿镜片、第二补偿镜片之间的空气间隔宽度；弹性控制组弹性保持变倍镜片、第一补偿镜片之间的空气间隔宽度；弹性控制组弹性保持第二补偿镜片、调焦镜片之间的空气间隔宽度。
[0007]优选地，前固定镜片与变倍镜片间的第一空气间隔为9~43mm；变倍镜片与第一补偿镜片间的第二空气间隔为4.5~37mm；第一补偿镜片与第二补偿镜片间的第三空气间隔为13~21mm；第二补偿镜片与调焦镜片间的第四空气间隔为17~22mm；调焦镜片的横向移动量为4mm。
[0008]优选地，弹性控制组包括：第一弹性组、第二弹性组、第三弹性组；第一弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第二弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第三弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第一弹性组所围等边三角形的第一顶角中心线与第二弹性组所围等边三角形第一顶角中心线所成夹角为30~60
°
；第二弹性组所围等边三角形的第一顶角中心线与第三弹性组所围等边三角形第一顶角中心线所成夹角为30~60
°
。 优选地，变倍镜片的压紧安装结构为变倍镜框和变倍压圈；变倍镜片容纳设置于变倍镜框内；变倍镜框容纳设置于主镜筒内；导钉设置于变倍镜框外侧壁上；变倍压圈压设于变倍镜框一侧；第一补偿镜片的压紧安装结构为第一补偿镜框和第一补偿压圈；第一补偿镜片容纳设置于第一补偿镜框内；第一补偿镜框容纳设置于主镜筒内；导钉设置于第一补偿镜框外侧壁上；第一补偿压圈压设于第一补偿镜框一侧；第二补偿镜片的压紧安装结构为第二补偿镜框和第二补偿压圈；第二补偿镜片容纳设置于第二补偿镜框内；第二补偿镜框容纳设置于主镜筒内；导钉设置于第二补偿镜框外侧壁上；第二补偿压圈压设于第二补偿镜框一侧。
[0009]优选地，主镜筒内壁、变倍镜框、第一补偿镜框、第二补偿镜框内壁上设置消光螺纹结构。
[0010]优选地，导钉包括：多个第一凸轮导钉、多个第二凸轮导钉、多个第三凸轮导钉；第一凸轮导钉间隔设置于第一补偿镜框外侧壁上；第二凸轮导钉间隔设置于变倍镜框外侧壁上；第三凸轮导钉间隔设置于第二补偿镜框外侧壁上。
[0011]优选地，第一驱动组件包括：变倍齿条、第一变倍限位开关、第二变倍限位开关、变倍限位块、变倍电机组；变倍齿条设置于凸轮筒外侧壁上；变倍电机组与变倍齿条驱动连接；变倍电机组设置于主镜筒上；第一变倍限位开关、第二变倍限位开关间隔设置于主镜筒外侧壁上；变倍限位块设置于凸轮筒外侧壁上，第二变倍限位块随凸轮筒转动分别与第一变倍限位开关、第二变倍限位开关限位接触。
[0012]优选地，包括：调焦筒、第二驱动组件；主镜筒另一端面上设置底台；底台端面上设
置安装环；调焦筒套设于安装环上；调焦导向槽开设于安装环侧壁上；调焦筒侧壁上设置调焦曲线槽；调焦镜片的压紧安装结构容纳设置于安装环内；调焦镜片的压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿过调焦导向槽并插入调焦曲线槽内设置；第二驱动组件设置于凸轮筒外侧壁上，并与调焦筒驱动连接；调焦筒绕主镜筒转动时，导钉将转动转换为直线运动，驱动调焦镜片在安装环内沿主镜筒横向往复运动。
[0013]优选地，第二驱动组件包括：第一调焦限位开关、第二调焦限位开关、调焦限位块、调焦齿条、调焦电机组；调焦齿条设置于调焦筒外侧壁上；调焦电机组设置于主镜筒上；调焦电机组与调焦齿条驱动连接；第一调焦限位开关、第二调焦限位开关间隔设置于主镜筒底台面上；调焦限位块靠近第二调焦限位开关设置。
[0014]优选地，各镜片材料沿光线入射方向排序分别为Ge、Si、Ge、Si、Ge；变焦镜头的光学系统达到了以下光学指标：（1）焦距：f=25~75mm，变倍比达3倍；（2）视场角范围：17.56
°×
14.13
°
~6.86
°×
4.78
°
；（3）相对孔径：9.8mm；（4）适配探测器：适配于靶面为640*512，像元大小为12 μm的非制冷型长波红外探测器；（5）工作温度：
‑
40℃~+60℃；（6）适用谱线范围：8 μm~12 μm。
[0015] 本申请能产生的有益效果包括：1）本申请所提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变焦镜头，其特征在于，包括容纳设置于主镜筒内的：前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片沿光线入射方向从入射端向出射端依序排列设置；前固定镜片、变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片、调焦镜片之间设置空气间隔；包括：多个弹性控制组、凸轮筒、第一驱动组件；主镜筒侧壁上开设变倍导向槽、第一补偿导向槽、第二补偿导向槽；凸轮筒上开设变倍曲线槽、第一补偿曲线槽、第二补偿曲线槽；变倍镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于变倍导向槽并插入变倍曲线槽内；第一补偿镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于第一补偿导向槽并插入第一补偿曲线槽内；第二补偿镜片压紧安装结构外侧壁上设置导钉；导钉穿设于第二补偿导向槽并插入第二补偿曲线槽内；第一驱动组件设置于凸轮筒外侧壁上，并与凸轮筒驱动连接；第一驱动组件驱动凸轮筒转动并带动导钉在主镜筒侧壁内沿直线运动，导钉带动变倍镜片、第一补偿镜片、第二补偿镜片沿变焦镜头横向往复运动；弹性控制组容纳设置于主镜筒内侧壁上；弹性控制组分别穿过变倍镜片的压紧安装结构、第一补偿镜片的压紧安装结构、第二补偿镜片的压紧安装结构设置；变倍镜片的压紧安装结构、第一补偿镜片的压紧安装结构、第二补偿镜片的压紧安装结构于弹性控制组弹性连接；弹性控制组弹性保持第一补偿镜片、第二补偿镜片之间的空气间隔宽度；弹性控制组弹性保持变倍镜片、第一补偿镜片之间的空气间隔宽度；弹性控制组弹性保持第二补偿镜片、调焦镜片之间的空气间隔宽度。2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，前固定镜片与变倍镜片间的第一空气间隔为9~43mm；变倍镜片与第一补偿镜片间的第二空气间隔为4.5~37mm；第一补偿镜片与第二补偿镜片间的第三空气间隔为13~21mm；第二补偿镜片与调焦镜片间的第四空气间隔为17~22mm；调焦镜片的横向移动量为4mm。3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，弹性控制组包括：第一弹性组、第二弹性组、第三弹性组；第一弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第二弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第三弹性组内各弹性控制件的连线围成三角形，该三角形的圆心角为120
°
；第一弹性组所围等边三角形的第一顶角中心线与第二弹性组所围等边三角形第一顶角中心线所成夹角为30~60
°
；第二弹性组所围等边三角形的第一顶角中心线与第三弹性组所围等边三角形第一顶角中心线所成夹角为30~60
°
。4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，变倍镜片的压紧安装结构为变倍镜框和变倍压圈；变倍镜片容纳设置于变倍镜框内；变倍镜框容纳设置于主镜筒内；导钉设置于变倍镜框外侧壁上；变倍压圈压设于变倍镜框一侧；第一补偿镜片的压紧安装结构为第一补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春阳，李洪兵，白玉琢，贾钰超，罗永芳，钟建波，夏青松，罗宏，王彩萍，刘福平，史军军，陈丽丽，陈晓东，
申请(专利权)人：云南北方光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：