CN109324391B - 具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法，包括镜筒以及设在镜筒内的光学系统，光学系统包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C，前镜组A包含正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5；后镜组B包含负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3；切换镜组C包含双凹透镜C1和双凸透镜C2。该镜头采用透射式摄远结构，具有1.1米长的焦距，光学总长小于370mm，有效减小了镜头体积。镜头对630‑1080nm宽光谱消色差，同时采用高精度切换机构进行镜组切换以补偿不同入射状态激光束的像面偏移，实现了会聚入射的632nm激光及平行入射的1060nm激光的共焦面成像。

Description

具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法

技术领域：

本发明涉及一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法。

背景技术：

对于相同大小的像元尺寸，为了获得高的角分辨率，要求光学系统具有较长的焦距；另外对应用于人眼不可见波段的镜头，往往需要利用可见光来进行光路调试，因此对光学系统需要提出宽光谱消色差要求。对于这种长焦距宽光谱消色差要求的镜头，较常用的是采用折反射式光学结构，其主反射式部分承担较大的光焦度且不产生色差，光学系统色差校正较容易，并且系统长度可以做的比较短。但反射式系统同时有加工难度大、装调复杂、存在中心遮拦等缺陷，对于光束口径较小的激光光源，反射式系统明显不适用。透射式系统加工和装调工艺成熟，不存在中心遮拦，但二级光谱等轴上色差校正较困难，而且对长焦距系统将长度做短比较困难。

发明内容：

本发明的目的在于针对以上不足之处，提供一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包括镜筒以及设置在镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C，所述前镜组A包含自左向右依次设置正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5；所述后镜组B包含自左向右依次设置的负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3；所述切换镜组C包含自左向右依次设置的双凹透镜C1和双凸透镜C2。

进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为122.87mm，所述后镜组B与切换镜组C之间的空气间隔为15.00mm。

进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A中，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间的空气间隔为0.20mm，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间的空气间隔为0.88mm，正月牙透镜A3与负月牙透镜A4之间的空气间隔为5.19mm，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间的空气间隔为2.52mm；所述后镜组B中，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间的空气间隔为0.19mm，正月牙透镜B2与平凹透镜B3之间的空气间隔为25.72mm；所述切换镜组C中，双凹透镜C1和双凸透镜C2之间的空气间隔为3.68mm。

进一步的，所述正月牙透镜A3采用超低色散材料H-FK61。

进一步的，所述镜筒包括一体铸造成型的底板、主镜筒以及连接镜筒，所述主镜筒和连接镜筒分别位于底板的左、右两端上部，主镜筒的左端内部固联有用以安装前镜组A的前组镜筒，主镜筒的右端固联有用以安装后镜组B的中间镜筒，所述中间镜筒与连接镜筒之间设有用以补偿不同入射状态激光束的像面偏移的切换机构，所述切换机构具有两路切换光路，一路为无镜片通光孔，另一路安装有切换镜组C；所述连接镜筒的右端连接有CCD组件。

进一步的，所述切换机构包括用以连通中间镜筒与连接镜筒的切换舱，所述切换舱的内部设有一扇形状的切换板，所述切换板的圆心铰接在切换舱右侧面下端，所述切换机构还包括位于切换舱左侧的切换电机，所述切换电机的输出轴连接有位于切换舱内部的切换电机齿轮，所述切换电机齿轮啮合有一中间齿轮，中间齿轮与切换板的圆弧周部上的轮齿啮合，驱动切换板绕圆心转动，所述切换板的中心一侧开设有通光孔，另一端开设有用以安装切换镜组C的安装通孔；所述切换舱的内部于切换块的转动轨迹两端分别设有限位微动开关，所述限位微动开关经控制单元与切换电机电性连接，切换舱的内部还设有用以固定住切换板的定位机构。

进一步的，所述定位机构包括位于切换板上侧的且通过定位块固联在切换舱左侧面的定位座，所述定位座上开设有末端贯穿定位座的径向轴孔，所述径向轴孔的末端嵌设有一个钢珠，所述钢珠与径向轴孔间隙配合，所述钢珠的顶部设有嵌设于径向轴孔内的压板，所述压板经压板顶部的弹簧压紧于钢珠的上方；所述切换板的外圆弧面设有一个V型状的定位凹槽，当切换镜组C处于镜头光轴位置时，所述钢珠嵌设于定位凹槽内；所述弹簧的中部插设有弹簧定位轴，所述径向轴孔的顶部设有弹簧压圈。

进一步的，所述切换舱的左端通过连接法兰与中间镜筒连接，切换舱的右端经封板进行密封，所述封板与连接镜筒的左端固联；所述切换板的圆心沿轴向贯穿有一切换立柱，所述切换立柱与切换板之间设有以利转动的钢珠轴承，所述钢珠轴承经立柱压圈压紧以与切换立柱过盈配合，消除间隙。

进一步的，所述正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5依次设置在前组镜筒内，前组镜筒的左端固联有用以压紧正月牙透镜A1的压圈A，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间设置有隔圈A，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间设置有隔圈B，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间设置有隔圈C，前组镜筒的右端固联有用以压紧正月牙透镜A5的压圈B；所述负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3依次设置在中间镜筒内，所述中间镜筒的内部设有用以压紧负月牙透镜B1的压圈C，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间设有隔圈D，中间镜筒的右端设有用以压紧平凹透镜B3的压圈D；所述双凹透镜C1和双凸透镜C2依次设置在切换板的安装通孔内，双凹透镜C1与双凸透镜C2之间设有隔圈E，安装通孔的右端设有用以压紧双凸透镜C2的压圈E。

本发明采用的另一种技术方案是：一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头的工作方法，采用上述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包含如下步骤：

（1）切换电机的转子做正负旋转运动，带动切换板做相应的转动；

（2）当切换板转动至通光孔处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及通光孔后进行成像；

（3）当切换板转动至切换镜组C处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及切换镜组C后进行成像。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

（1）该镜头采用“正-负”摄远透射式结构，没有中心遮拦，能量损失少，具有1.1米超长焦距，但光学总长小于370mm，有效减小了镜头的体积和重量；

（2）正月牙透镜A3使用超低色散材料H-FK61，有效地校正了二级光谱等轴上色差，系统具有接近衍射极限的成像质量；

（3）利用高精度切换机构进行镜组切换来补偿不同波长不同入射状态激光束的焦面位置偏移，实现对会聚入射的632nm激光束和平行入射的1060nm激光束的共焦面成像；

（4）为了保证光轴的稳定性，将常主镜筒、连接镜筒及底板设计在同一个铸件上，降低高低温等因素对光轴造成的影响。

附图说明：

图1是本发明实施例中短焦的光学系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的主视剖面构造示意图；

图3是本发明实施例1060nm波段MTF曲线图；

图4是本发明实施例632nm波段MTF曲线图；

图5是本发明实施例的外形构造示意图一；

图6是本发明实施例的外形构造示意图二；

图7是本发明实施例中切换机构的主视剖面构造示意图；

图8是本发明实施例中切换机构的侧视构造示意图；

图9是图8中的D处放大示意图；

图10是本发明实施例中镜筒的构造示意图。

图中：

A-前镜组A；A1-正月牙透镜A1；A2-负月牙透镜A2；A3-正月牙透镜A3；A4-负月牙透镜A4；A5-正月牙透镜A5；B-后镜组B；B1-负月牙透镜B1；B2-正月牙透镜B2；B3-平凹透镜B3；C-切换镜组C；C1-双凹透镜C1；C2-双凸透镜C2；1-镜筒；2-底板；3-主镜筒；4-连接镜筒；5-前组镜筒；6-中间镜筒；7-切换机构；8-CCD组件；9-切换舱；10-切换板；11-切换电机；12-切换电机齿轮；13-中间齿轮；14-轮齿；15-通光孔；16-限位微动开关；17-定位块；18-定位座；19-径向轴孔；20-钢珠；21-压板；22-弹簧；23-定位凹槽；24-弹簧定位轴；25-弹簧压圈；26-连接法兰；27-封板；28-切换立柱；29-钢珠轴承；30-立柱压圈。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～10所示，本发明一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包括镜筒1以及设置在镜筒1内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C，所述前镜组A包含自左向右依次设置正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5；所述后镜组B包含自左向右依次设置的负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3；所述切换镜组C包含自左向右依次设置的双凹透镜C1和双凸透镜C2。

本实施例中，沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为122.87mm，所述后镜组B与切换镜组C之间的空气间隔为15.00mm。

本实施例中，沿光线入射方向，所述前镜组A中，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间的空气间隔为0.20mm，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间的空气间隔为0.88mm，正月牙透镜A3与负月牙透镜A4之间的空气间隔为5.19mm，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间的空气间隔为2.52mm；所述后镜组B中，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间的空气间隔为0.19mm，正月牙透镜B2与平凹透镜B3之间的空气间隔为25.72mm；所述切换镜组C中，双凹透镜C1和双凸透镜C2之间的空气间隔为3.68mm。

本实施例中，切换镜组C为双凹透镜和双凸透镜的组合，其使用主要是为了补偿不同入射状态激光束的焦面位置偏移，实现632nm激光与1060nm激光共焦成像。光学设计过程中控制切换镜组C的光焦度，使其切换过程中产生的光轴偏移小于1个像素，保证两路激光的光轴一致性。

本实施例中，所述正月牙透镜A3采用超低色散材料H-FK61，可有效地校正了二级光谱等轴上色差，系统具有接近衍射极限的成像质量。

本实施例中，所述镜筒1包括一体铸造成型的底板2、主镜筒3以及连接镜筒4，所述主镜筒3和连接镜筒4分别位于底板1的左、右两端上部，主镜筒3的左端内部固联有用以安装前镜组A的前组镜筒5，主镜筒3的右端固联有用以安装后镜组B的中间镜筒6，所述中间镜筒6与连接镜筒4之间设有用以补偿不同入射状态激光束的像面偏移的切换机构7，所述切换机构7具有两路切换光路，一路为无镜片通光孔，另一路安装有切换镜组C；所述连接镜筒4的右端连接有CCD组件8。通过底板2、主镜筒3以及连接镜筒4的一体铸造成型，不仅可保证光轴的稳定性，而且降低高低温等因素对光轴造成的影响。而主镜筒与连接镜筒之间具有切口，便于安装中间镜筒和切换机构。

本实施例中，所述切换机构7包括用以连通中间镜筒6与连接镜筒4的切换舱9，所述切换舱9的内部设有一扇形状的切换板10，所述切换板10的圆心铰接在切换舱9右侧面下端，所述切换机构7还包括位于切换舱9左侧的且通过切换电机架安装在切换舱9的切换电机11，所述切换电机11的输出轴连接有位于切换舱9内部的切换电机齿轮12，所述切换电机齿轮12啮合有一中间齿轮13，中间齿轮13与切换板10的圆弧周部上的轮齿14啮合，驱动切换板10绕圆心转动，所述切换板10的中心一侧开设有通光孔15，另一端开设有用以安装切换镜组C的安装通孔；所述切换舱9的内部于切换块10的转动轨迹两端分别设有限位微动开关16，所述限位微动开关16经控制单元与切换电机11电性连接，切换舱9的内部还设有用以固定住切换板10的定位机构。当切换板转动至触碰到限位微动开关时，限位微动开关向控制单元发送信号，控制单元控制切换电机停止工作；所述控制单元为单片机，切换电机通过电机驱动模块与控制单元电性连接。

本实施例中，所述定位机构包括位于切换板10上侧的且通过定位块17固联在切换舱9左侧面的定位座18，所述定位座18上开设有末端贯穿定位座的径向轴孔19，所述径向轴孔19的末端嵌设有一个钢珠20，所述钢珠20与径向轴孔19间隙配合，所述钢珠20的顶部设有嵌设于径向轴孔19内的压板21，所述压板21经压板21顶部的弹簧22压紧于钢珠20的上方；所述切换板10的外圆弧面设有一个V型状的定位凹槽23，当切换镜组C处于镜头光轴位置时，所述钢珠20嵌设于定位凹槽23内；当切换镜组C未处于镜头的光轴位置时，钢珠20压紧于切换板10的外圆弧面；所述弹簧22的中部插设有弹簧定位轴24，所述径向轴孔19的顶部设有弹簧压圈25，通过松紧弹簧压圈可调节钢珠与定位凹槽的松紧。

本实施例中，所述切换舱9的左端通过连接法兰26与中间镜筒6连接，切换舱9的右端经封板27进行密封，所述封板27与连接镜筒4的左端固联；所述切换板10的圆心沿轴向贯穿有一切换立柱28，所述切换立柱28与切换板10之间设有以利转动的钢珠轴承29，所述钢珠轴承29经立柱压圈30压紧以与切换立柱28过盈配合，消除间隙，降低切换机构摆动量，提高光轴偏移精度。

该切换机构使用时，切换电机的转子做正负旋转运动，带动切换板绕着切换立柱做相应的转动，当切换镜组C处于镜头的光轴位置时，定位机构的钢珠在弹簧的作用下嵌设入切换板外圆弧面的定位凹槽内，使得切换机构固定不动；同时位于切换块左端的限位微动开关收到到位信号使切换电机断电，确保重复定位准确。

本实施例中，所述正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5依次设置在前组镜筒内，前组镜筒的左端固联有用以压紧正月牙透镜A1的压圈A，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间设置有隔圈A，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间设置有隔圈B，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间设置有隔圈C，前组镜筒的右端固联有用以压紧正月牙透镜A5的压圈B；所述负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3依次设置在中间镜筒内，所述中间镜筒的内部设有用以压紧负月牙透镜B1的压圈C，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间设有隔圈D，中间镜筒的右端设有用以压紧平凹透镜B3的压圈D；所述双凹透镜C1和双凸透镜C2依次设置在切换板的安装通孔内，双凹透镜C1与双凸透镜C2之间设有隔圈E，安装通孔的右端设有用以压紧双凸透镜C2的压圈E。

本实施例中，前镜组A和后镜组B的各个镜片的参数如下表所示：

本实施例中，所述切换镜组C中，双凹透镜C1的表面曲率半径需满足：-40mm≤S1≤-30mm,70mm≤S2≤85mm，折射率需满足：1.70≤n≤1.75；双凸透镜C2的表面曲率半径需满足：230mm≤S1≤242mm，-37mm≤S2≤-15mm，折射率需满足：1.60≤n≤1.65。

由上述镜片组成的光学系统达到了如下的光学指标：焦距1.1米，工作波段630nm-1080nm，主要工作波段为632nm和1060nm，视场角0.8°，光学总长小于370mm。参考图3和图4，光学系统在632nm和1060nm波段下具有接近衍射极限的成像质量，系统具有较高的分辨能力。

本发明采用的另一种技术方案是：一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头的工作方法，采用上述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包含如下步骤：

（1）切换电机的转子做正负旋转运动，带动切换板做相应的转动；

（2）当切换板转动至通光孔处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及通光孔后进行成像；

（3）当切换板转动至切换镜组C处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及切换镜组C后进行成像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：包括镜筒以及设置在镜筒内的光学系统，所述光学系统由沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C组成，所述前镜组A由自左向右依次设置正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5组成；所述后镜组B由自左向右依次设置的负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3组成；所述切换镜组C由自左向右依次设置的双凹透镜C1和双凸透镜C2组成；

所述切换镜组C中，双凹透镜C1的表面曲率半径需满足：-40mm≤S1≤-30mm,70mm≤S2≤85mm，折射率需满足：1.70≤n≤1.75；双凸透镜C2的表面曲率半径需满足：230mm≤S1≤242mm，-37mm≤S2≤-15mm，折射率需满足：1.60≤n≤1.65；

光学系统达到了如下的光学指标：焦距1.1米，工作波段630nm-1080nm，视场角0.8°，光学总长小于370mm。

2.根据权利要求1所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为122.87mm，所述后镜组B与切换镜组C之间的空气间隔为15.00mm。

3.根据权利要求2所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：沿光线入射方向，所述前镜组A中，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间的空气间隔为0.20mm，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间的空气间隔为0.88mm，正月牙透镜A3与负月牙透镜A4之间的空气间隔为5.19mm，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间的空气间隔为2.52mm；所述后镜组B中，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间的空气间隔为0.19mm，正月牙透镜B2与平凹透镜B3之间的空气间隔为25.72mm；所述切换镜组C中，双凹透镜C1和双凸透镜C2之间的空气间隔为3.68mm。

4.根据权利要求1或3所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A3采用超低色散材料H-FK61。

5.根据权利要求3所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述镜筒包括一体铸造成型的底板、主镜筒以及连接镜筒，所述主镜筒和连接镜筒分别位于底板的左、右两端上部，主镜筒的左端内部固联有用以安装前镜组A的前组镜筒，主镜筒的右端固联有用以安装后镜组B的中间镜筒，所述中间镜筒与连接镜筒之间设有用以补偿不同入射状态激光束的像面偏移的切换机构，所述切换机构具有两路切换光路，一路为无镜片通光孔，另一路安装有切换镜组C；所述连接镜筒的右端连接有CCD组件。

6.根据权利要求5所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述切换机构包括用以连通中间镜筒与连接镜筒的切换舱，所述切换舱的内部设有一扇形状的切换板，所述切换板的圆心铰接在切换舱右侧面下端，所述切换机构还包括位于切换舱左侧的切换电机，所述切换电机的输出轴连接有位于切换舱内部的切换电机齿轮，所述切换电机齿轮啮合有一中间齿轮，中间齿轮与切换板的圆弧周部上的轮齿啮合，驱动切换板绕圆心转动，所述切换板的中心一侧开设有通光孔，另一端开设有用以安装切换镜组C的安装通孔；所述切换舱的内部于切换板的转动轨迹两端分别设有限位微动开关，所述限位微动开关经控制单元与切换电机电性连接，切换舱的内部还设有用以固定住切换板的定位机构。

7.根据权利要求6所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述定位机构包括位于切换板上侧的且通过定位块固联在切换舱左侧面的定位座，所述定位座上开设有末端贯穿定位座的径向轴孔，所述径向轴孔的末端嵌设有一个钢珠，所述钢珠与径向轴孔间隙配合，所述钢珠的顶部设有嵌设于径向轴孔内的压板，所述压板经压板顶部的弹簧压紧于钢珠的上方；所述切换板的外圆弧面设有一个V型状的定位凹槽，当切换镜组C处于镜头光轴位置时，所述钢珠嵌设于定位凹槽内；所述弹簧的中部插设有弹簧定位轴，所述径向轴孔的顶部设有弹簧压圈。

8.根据权利要求6所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述切换舱的左端通过连接法兰与中间镜筒连接，切换舱的右端经封板进行密封，所述封板与连接镜筒的左端固联；所述切换板的圆心沿轴向贯穿有一切换立柱，所述切换立柱与切换板之间设有以利转动的钢珠轴承，所述钢珠轴承经立柱压圈压紧以与切换立柱过盈配合，消除间隙。

9.根据权利要求6所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5依次设置在前组镜筒内，前组镜筒的左端固联有用以压紧正月牙透镜A1的压圈A，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间设置有隔圈A，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间设置有隔圈B，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间设置有隔圈C，前组镜筒的右端固联有用以压紧正月牙透镜A5的压圈B；所述负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3依次设置在中间镜筒内，所述中间镜筒的内部设有用以压紧负月牙透镜B1的压圈C，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间设有隔圈D，中间镜筒的右端设有用以压紧平凹透镜B3的压圈D；所述双凹透镜C1和双凸透镜C2依次设置在切换板的安装通孔内，双凹透镜C1与双凸透镜C2之间设有隔圈E，安装通孔的右端设有用以压紧双凸透镜C2的压圈E。

10.一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头的工作方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～9任意一项所述的具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包含如下步骤：

（1）切换电机的转子做正负旋转运动，带动切换板做相应的转动；

（2）当切换板转动至通光孔处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及通光孔后进行成像；

（3）当切换板转动至切换镜组C处于镜头光轴位置时，光路顺序进入前镜组A、后镜组B以及切换镜组C后进行成像。