CN114035297A - 一种电动调焦红外镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动调焦红外镜头，包括：主镜筒，转筒，移动镜筒，驱动件；主镜筒与探测器相固定，且内部设有第一透镜；转筒套装于主镜筒的外周面，转筒外周面设有第一齿轮；移动镜筒置于主镜筒内、并与主镜筒沿轴向滑动连接，移动镜筒内设有第二透镜和第三透镜，移动镜筒的外周面设有销钉，主镜筒和转筒的侧壁分别设有能够使销钉穿过的直滑道和螺旋滑道；驱动件的驱动轴设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮。上述红外镜头，在驱动件的作用下带动转筒旋转，以使销钉在螺旋滑道内移动，从而带动移动镜筒在主镜筒内沿轴向滑动，以实现透镜与探测器成像面距离的调节，进而实现调焦；采用电动驱动的方式，简化了调焦环节，方便操作。

Description

一种电动调焦红外镜头

本申请要求于2021年9月18日提交中国专利局、申请号为202111113547.9、发明名称为“一种电动调焦红外镜头”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及红外镜头技术领域，更具体地说，涉及一种电动调焦红外镜头。

背景技术

随着科学技术的发展，红外成像技术已广泛应用在国防、工业、医疗等领域。红外探测具有一定的穿透烟、雾、霾、雪等能力以及识别伪装的能力，不受战场强光、闪光干扰而致盲，可以实现远距离，全天候观察，尤其适用于夜间及不良气象条件下的目标探测。红外调焦镜头能够对焦距进行调节，以满足探测器的成像需要，故应用较为广泛。

在复杂环境下，焦距会受多种因素影响，进而导致成像不清晰，影响探测器的正常工作。例如，温度不仅会对光学材料的折射率造成影响也会对镜筒材料造成热胀冷缩，致使光焦度变化和最佳像面发生偏移，降低光学成像质量，图像模糊不清，对比度下降，最终影响镜头的成像性能。

因此，如何便捷的对焦距进行调整，以补偿外界因素的影响，是现阶段该领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电动调焦红外镜头，该电动调焦红外镜头能够便捷的对焦距进行调整，以补偿外界因素的影响，解决了现阶段该领域的难题。

一种电动调焦红外镜头，包括：

主镜筒，所述主镜筒与探测器相固定，且内部设有第一透镜；

转筒，所述转筒套装于所述主镜筒的外周面，所述转筒外周面设有第一齿轮；

移动镜筒，所述移动镜筒置于所述主镜筒内、并与所述主镜筒沿轴向滑动连接，所述移动镜筒内设有第二透镜和第三透镜，所述移动镜筒的外周面设有销钉，所述主镜筒和所述转筒的侧壁分别设有能够使所述销钉穿过的直滑道和螺旋滑道；

驱动件，所述驱动件与所述探测器相固定，且所述驱动件的驱动轴设有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮；

在所述驱动件的作用下所述第二齿轮通过所述第一齿轮带动所述转筒转动，并在所述直滑道和所述螺旋滑道的作用下通过所述销钉带动所述移动镜筒在所述主镜筒内沿轴向移动。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜沿光线入射方向依次设置。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第一透镜与所述主镜筒之间设有第一压圈。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述主镜筒和所述驱动件均通过法兰与所述探测器相固定。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述驱动件为电机。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述移动镜筒与所述第二透镜之间设有第二压圈。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第二透镜与所述第三透镜之间设有隔圈。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第一透镜的中心厚度为2mm；

所述第一透镜光线入射侧的曲率半径为39.09mm，光线射出侧的曲率半径为60.52mm。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第二透镜的中心厚度为2.5mm；

所述第二透镜光线入射侧的曲率拟合半径为388mm，光线射出侧的曲率拟合半径为343.15mm。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第三透镜的中心厚度为3.5mm；

所述第三透镜光线入射侧的曲率半径为83.76mm，光线射出侧的曲率半径为845mm。

优选的，所述的电动调焦红外镜头，所述第二透镜的光线射出侧为非球面，并满足下列表达式：

式中：

Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；

c＝1/R；R为镜面的近轴曲率拟合半径；K为圆锥系数；

A,B,C,D,E为高次非球面系数。

本发明提出的电动调焦红外镜头，包括：主镜筒，转筒，移动镜筒，驱动件；主镜筒与探测器相固定，且内部设有第一透镜；转筒套装于主镜筒的外周面，转筒外周面设有第一齿轮；移动镜筒置于主镜筒内、并与主镜筒沿轴向滑动连接，移动镜筒内设有第二透镜和第三透镜，移动镜筒的外周面设有销钉，主镜筒和转筒的侧壁分别设有能够使销钉穿过的直滑道和螺旋滑道；驱动件与探测器相固定，且驱动件的驱动轴设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮；在驱动件的作用下第二齿轮通过第一齿轮带动转筒转动，并在直滑道和螺旋滑道的作用下通过销钉带动移动镜筒在主镜筒内沿轴向移动。上述红外镜头，在驱动件的作用下带动转筒旋转，以使销钉在直滑道和螺旋滑道内移动，从而带动移动镜筒在主镜筒内沿轴向滑动，以实现透镜与探测器成像面距离的调节，进而实现调焦；采用电动驱动的方式，简化了调焦环节，方便操作。因此，本发明提出的电动调焦红外镜头，能够便捷的对焦距进行调整，以补偿外界因素的影响，解决了现阶段该领域的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中电动调焦红外镜头的剖视图；

图2为本发明具体实施方式中电动调焦红外镜头的主视图；

图3为本发明具体实施方式中电动调焦红外镜头的侧视图；

图4为本发明具体实施方式中透镜的示意图。

图1-图4中：

主镜筒—1；第一透镜—2；转筒—3；第一齿轮—4；转动镜筒—5；第二透镜—6；第三透镜—7；销钉—8；螺旋滑道—9；驱动件—10；第二齿轮—11；第一压圈—12；法兰—13；第二压圈—14；隔圈—15。

具体实施方式

本具体实施方式的核心在于提供一种电动调焦红外镜头，该电动调焦红外镜头能够便捷的对焦距进行调整，以补偿外界因素的影响，解决了现阶段该领域的难题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，包括：主镜筒1，转筒3，移动镜筒5，驱动件10；主镜筒1与探测器相固定，且内部设有第一透镜2；转筒3套装于主镜筒1的外周面，转筒3外周面设有第一齿轮4；移动镜筒5置于主镜筒1内、并与主镜筒1沿轴向滑动连接，移动镜筒5内设有第二透镜6和第三透镜7，移动镜筒5的外周面设有销钉8，主镜筒1和转筒3的侧壁分别设有能够使销钉8穿过的直滑道和螺旋滑道9；驱动件10与探测器相固定，且驱动件10的驱动轴设有与第一齿轮4相啮合的第二齿轮11；在驱动件10的作用下第二齿轮11通过第一齿轮4带动转筒3转动，并在直滑道和螺旋滑道9的作用下通过销钉8带动移动镜筒5在主镜筒1内沿轴向移动。

上述红外镜头，在驱动件10的作用下带动转筒3旋转，以使销钉8在直滑道和螺旋滑道9内移动，从而带动移动镜筒5在主镜筒1内沿轴向滑动，以实现透镜与探测器成像面距离的调节，进而实现调焦；采用电动驱动的方式，简化了调焦环节，方便操作。

因此，本发明提出的电动调焦红外镜头，能够便捷的对焦距进行调整，以补偿外界因素的影响，解决了现阶段该领域的难题。具体请参见图1-图4。

在需要对焦距进行调节时，启动驱动件10，第二齿轮11通过第一齿轮4带动转筒3转动，并在螺旋滑道9的作用下通过销钉8带动移动镜筒5在主镜筒1内沿轴向移动，进而通过移动镜筒5带动第二透镜6和第三透镜7靠近或远离第一透镜2，进而实现镜头焦距的调节。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，第一透镜2、第二透镜6和第三透镜7可以沿光线入射方向依次设置。请参见图1。

进一步，第一透镜2与主镜筒1之间可以设有第一压圈12，进而便于实现第一透镜2的安装；同理，移动镜筒5与第二透镜6之间可以设有第二压圈14，第二透镜6与第三透镜7之间可以设有隔圈15。

上述电动调焦红外镜头，主镜筒1和驱动件10可以均通过法兰13与探测器相固定，请参见图1。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，驱动件10可以为电机。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，第一透镜2的中心厚度可以为2mm；第一透镜2光线入射侧的曲率半径可以为39.09mm，光线射出侧的曲率半径可以为60.52mm。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，第二透镜6的中心厚度可以为2.5mm；第二透镜6光线入射侧的曲率拟合半径可以为388mm，光线射出侧的曲率拟合半径可以为343.15mm。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，第三透镜7的中心厚度可以为3.5mm；第三透镜7光线入射侧的曲率半径可以为83.76mm，光线射出侧的曲率半径可以为845mm。

更详细的，镜筒的直径可以为51mm，固定筒2直径可以为52mm。探测器的类型可以为长波红外制冷型320×256，30μm；工作的温度范围为-40℃-60℃；工作波段的范围为3.2-3.5um；竖直视场角为19.37°，水平视场角为24.09°，光圈为1.5，焦距为22.5mm。具体请参见下表1。

本具体实施方式提供的电动调焦红外镜头，第二透镜6的光线射出侧为非球面，并满足下列表达式：

式中：

Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；

c＝1/R；R为镜面的近轴曲率拟合半径；K为圆锥系数；

A,B,C,D,E为高次非球面系数。

表1电动调焦红外镜头

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种电动调焦红外镜头，其特征在于，包括：

主镜筒(1)，所述主镜筒(1)与探测器相固定，且内部设有第一透镜(2)；

转筒(3)，所述转筒(3)套装于所述主镜筒(1)的外周面，所述转筒(3)外周面设有第一齿轮(4)；

移动镜筒(5)，所述移动镜筒(5)置于所述主镜筒(1)内、并与所述主镜筒(1)沿轴向滑动连接，所述移动镜筒(5)内设有第二透镜(6)和第三透镜(7)，所述移动镜筒(5)的外周面设有销钉(8)，所述主镜筒(1)和所述转筒(3)的侧壁分别设有能够使所述销钉(8)穿过的直滑道和螺旋滑道(9)；

驱动件(10)，所述驱动件(10)与所述探测器相固定，且所述驱动件(10)的驱动轴设有与所述第一齿轮(4)相啮合的第二齿轮(11)；

在所述驱动件(10)的作用下所述第二齿轮(11)通过所述第一齿轮(4)带动所述转筒(3)转动，并在所述直滑道和所述螺旋滑道(9)的作用下通过所述销钉(8)带动所述移动镜筒(5)在所述主镜筒(1)内沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第一透镜(2)、所述第二透镜(6)和所述第三透镜(7)沿光线入射方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第一透镜(2)与所述主镜筒(1)之间设有第一压圈(12)。

4.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述主镜筒(1)和所述驱动件(10)均通过法兰(13)与所述探测器相固定。

5.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述驱动件(10)为电机。

6.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述移动镜筒(5)与所述第二透镜(6)之间设有第二压圈(14)。

7.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第二透镜(6)与所述第三透镜(7)之间设有隔圈(15)。

8.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第一透镜(2)的中心厚度为2mm；

所述第一透镜(2)光线入射侧的曲率半径为39.09mm，光线射出侧的曲率半径为60.52mm。

9.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第二透镜(6)的中心厚度为2.5mm；

所述第二透镜(6)光线入射侧的曲率拟合半径为388mm，光线射出侧的曲率拟合半径为343.15mm。

10.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第三透镜(7)的中心厚度为3.5mm；

所述第三透镜(7)光线入射侧的曲率半径为83.76mm，光线射出侧的曲率半径为845mm。

11.根据权利要求1所述的电动调焦红外镜头，其特征在于，所述第二透镜(6)的光线射出侧为非球面，并满足下列表达式：

式中：

Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；

c＝1/R；R为镜面的近轴曲率拟合半径；K为圆锥系数；

A,B,C,D,E为高次非球面系数。

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