CN115826182A - 变焦镜头和观测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变焦镜头和观测设备，变焦镜头包括固定座和移动群组件，固定座包括固定套筒、以及设于固定套筒的导向柱，导向柱沿固定套筒的轴向延伸；移动群组件设于固定套筒内，包括在固定套筒的轴向上间隔设置的聚焦群和调焦群，聚焦群和调焦群均贯设有供导向柱穿设的通孔，聚焦群和调焦群可滑动地套设于导向柱外，以使得聚焦群和调焦群之间可相对靠近和远离。通过通孔与导向柱配合滑动的方式，代替传统的镜框与镜筒的内外径配合，将导向柱表面的光洁度设置得较高，滑动时摩擦力小，作动更顺畅，聚焦群和调焦群在径向上不会有位移，以解决现有的变焦镜头调焦精确不高、体积大、调焦过程中画面抖动，且中心偏移大的问题。

Description

变焦镜头和观测设备

技术领域

本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及变焦镜头和观测设备。

背景技术

镜头的调焦结构设计有很多种，常见的结构有螺纹+直槽筒、CAM筒+直槽筒、丝杠电机+导轴等。

螺纹+直槽筒是常见一种调焦结构，该结构简单，成本低，易加工等优点，但是该结构适用于调焦行程较短，不适用于大行程的变焦调焦，且来料时需要管控螺纹配合，容易出现不同批次的螺纹不配套的问题。CAM筒+直槽筒的成本低，装配简单等优点，但是该方案动群间的同轴度较差，主要原因是镜框与直槽筒内外径配合，是一段间隙配合，由于加工工艺限制，导致调焦组和变倍组的同轴度较差，该结构无法达到较高的光轴稳定性要求，调焦时画面容易抖动，中心像素偏移较大。丝杠+导轴结构调焦精确、灵活、回程小等优点，但是金属结构加工会比较困难，且结构要有足够的空间放丝杆有电机。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种变焦镜头，旨在解决现有的变焦镜头调焦精确不高、体积大、调焦过程中画面抖动，且中心偏移大的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种变焦镜头，其中所述变焦镜头包括：

固定座，包括固定套筒、以及设于所述固定套筒的导向柱，所述导向柱沿所述固定套筒的轴向延伸；

移动群组件，设于所述固定套筒内，包括在所述固定套筒的轴向上间隔设置的聚焦群和调焦群，所述聚焦群和所述调焦群均贯设有供所述导向柱穿设的通孔，所述聚焦群和所述调焦群可滑动地套设于所述导向柱外，以使得所述聚焦群和所述调焦群之间可相对靠近和远离。

可选地，所述聚焦群包括：

第一环形座，贯设有一所述通孔；

聚焦镜组，设于所述第一环形座内周壁；以及，

第一耐磨套，套设于所述聚焦群上的所述通孔内，且套设于所述导向柱的外周侧；

所述调焦群包括：

第二环形座，贯设有一所述通孔；

调焦镜组，设于所述第二环形座内周壁；以及，

第二耐磨套，所述第二耐磨套套设于所述调焦群上的所述通孔内，且套设于所述导向柱的外周侧。

可选地，所述导向柱与所述第一耐磨套和所述第二耐磨套之间为过盈配合。

可选地，所述导向柱设置有两个，两个所述导向柱在所述固定套筒的径向上间隔设置；

所述第一环形座和所述第二环形座上均贯设有两个所述通孔，两个所述通孔在所述固定座的径向上间隔布设，且位于对应的所述聚焦镜组或者所述调焦镜组的两侧；

其中一所述导向柱依次穿设所述第一环形座和所述第二环形座上对应的一所述通孔内，所述第一耐磨套和所述第二耐磨套均套设于所述导向柱的外周侧，另一所述导向柱依次穿设所述第一环形座和所述第二环形座上对应的另一所述通孔内。

可选地，所述固定套筒的周壁开设有沿所述固定套筒的轴向延伸设置的两个导向孔，所述两个导向孔在所述固定套筒的轴向上间隔设置；

所述聚焦群和所述调焦群的周侧均设有凸部，各所述凸部自对应的所述导向孔向外穿出。

可选地，所述聚焦群和所述调焦群的周壁均开设有安装孔；

所述变焦镜头还包括两个导钉，各所述导钉的一端插设于对应的所述安装孔内，另一端形成所述凸部。

可选地，所述变焦镜头还包括套设于所述固定套筒外周的两个镜筒，所述两个镜筒在所述固定套筒的轴向上间隔设置，所述两个镜筒均相对所述固定套筒可转动地设置；

各所述镜筒的周壁贯设有对应所述凸部设置的驱动槽，所述驱动槽沿所述镜筒的轴向呈螺旋状设置，在各所述镜筒相对所述固定套筒转动时，各所述凸部可沿对应的所述驱动槽活动，以带动所述聚焦群或者所述调焦群可沿所述导向孔移动，以使得所述聚焦群和所述调焦群之间可相对靠近和远离。

可选地，各所述镜筒的外周壁上沿其周向设置有齿部；

所述变焦镜头还包括与所述固定套筒固定连接的两个驱动电机，各所述驱动电机具有沿所述固定套筒的轴向延伸的输出转轴，所述输出转轴的端部设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与对应的所述齿部啮合传动，所述输出转轴带动所述驱动齿轮转动，以驱动所述齿部带动对应的所述镜筒转动。

可选地，所述变焦镜头还包括控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器用以检测所述聚焦群的第一位移信号，所述第二位移传感器用以检测所述调焦群的第二位移信号，所述控制器与所述第一位移传感器、所述第二位移传感器和两个所述驱动电机电性连接，以根据所述第一位移信号驱动对应的所述聚焦群移位活动，根据所述第二位移信号驱动对应的所述调焦群移位活动。

本发明还提供一种观测设备，观测设备包括变焦镜头，所述变焦镜头包括：

固定座，包括固定套筒、以及设于所述固定套筒的导向柱，所述导向柱沿所述固定套筒的轴向延伸；

移动群组件，设于所述固定套筒内，包括在所述固定套筒的轴向上间隔设置的聚焦群和调焦群，所述聚焦群和所述调焦群均贯设有供所述导向柱穿设的通孔，所述聚焦群和所述调焦群可滑动地套设于所述导向柱外，以使得所述聚焦群和所述调焦群之间可相对靠近和远离。

本发明提供的技术方案中，聚焦群和调焦群均设置有通孔，所述通孔供导向柱穿设，并且所述聚焦群和所述调焦群可滑动地套设于所述导向柱外，在需要调节所述聚焦群和所述调焦群之间的相对距离时，可调节所述聚焦群和所述调焦群沿所述导向柱的延伸方向进行滑动，通过通孔与导向柱配合滑动的方式，代替传统的镜框与镜筒的内外径配合，将所述导向柱表面的光洁度设置得较高，滑动时摩擦力小，作动更顺畅，所述聚焦群和所述调焦群在径向上不会有位移，以解决现有的变焦镜头调焦精确不高、体积大、调焦过程中画面抖动，且中心偏移大的问题。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的变焦镜头一实施例的立体示意图；

图2为图1中的变焦镜头的另一视角立体示意图；

图3为图1中的变焦镜头的截面示意图；

图4为图1中的变焦镜头的部分结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	变焦镜头	221	第二环形座
1	固定座	222	调焦镜组
				11	固定套筒	223	第二耐磨套
12	导向柱	23	凸部
				11a	导向孔	3	导钉
2	移动群组件	4	镜筒
				21	聚焦群	4a	驱动槽
211	第一环形座	41	齿部
				212	聚焦镜组	5	驱动电机
213	第一耐磨套	6	驱动齿轮
				22	调焦群

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

镜头的调焦结构设计有很多种，常见的结构有螺纹+直槽筒、CAM筒+直槽筒、丝杠电机+导轴等。螺纹+直槽筒是常见一种调焦结构，该结构简单，成本低，易加工等优点，但是该结构适用于调焦行程较短，不适用于大行程的变焦调焦，且来料时需要管控螺纹配合，容易出现不同批次的螺纹不配套的问题。CAM筒+直槽筒的成本低，装配简单等优点，但是该方案动群间的同轴度较差，主要原因是镜框与直槽筒内外径配合，是一段间隙配合，由于加工工艺限制，导致调焦组和变倍组的同轴度较差，该结构无法达到较高的光轴稳定性要求，调焦时画面容易抖动，中心像素偏移较大。丝杠+导轴结构调焦精确、灵活、回程小等优点，但是金属结构加工会比较困难，且结构要有足够的空间放丝杆有电机。

为了解决上述问题，本发明提供一种变焦镜头100，图1至图4为本发明提供的变焦镜头100的具体实施例。

请参阅图3至图4，所述变焦镜头100包括固定座1和移动群组件2，所述固定座1包括固定套筒11、以及设于所述固定套筒11的导向柱12，所述导向柱12沿所述固定套筒11的轴向延伸；所述移动群组件2设于所述固定套筒11内，包括在所述固定套筒11的轴向上间隔设置的聚焦群21和调焦群22，所述聚焦群21和所述调焦群22均贯设有供所述导向柱12穿设的通孔，所述聚焦群21和所述调焦群22可滑动地套设于所述导向柱12外，以使得所述聚焦群21和所述调焦群22之间可相对靠近和远离。

本发明提供的技术方案中，聚焦群21和调焦群22均设置有通孔，所述通孔供导向柱12穿设，并且所述聚焦群21和所述调焦群22可滑动地套设于所述导向柱12外，在需要调节所述聚焦群21和所述调焦群22之间的相对距离时，可调节所述聚焦群21和所述调焦群22沿所述导向柱12的延伸方向进行滑动，通过通孔与导向柱12配合滑动的方式，代替传统的镜框与镜筒4的内外径配合，将所述导向柱12表面的光洁度设置得较高，滑动时摩擦力小，作动更顺畅，所述聚焦群21和所述调焦群22在径向上不会有位移，以解决现有的变焦镜头100调焦精确不高、体积大、调焦过程中画面抖动，且中心偏移大的问题。

具体地，在本实施例中，所述聚焦群21包括第一环形座211、聚焦镜组212和第一耐磨套213，所述第一环形座211贯设有一所述通孔，所述聚焦镜组212设于所述第一环形座211内周壁；所述第一耐磨套213套设于所述聚焦群21上的所述通孔内，且套设于所述导向柱12的外周侧；如此，通过机加工或注塑成型加工所述第一环形座211，然后将所述聚焦镜组212安装在带动第一环形座211上，通过所述第一环形座211沿所述导向柱12滑动，从而实现带动所述聚焦镜组212的移动。

在本实施例中，具体地，同样，所述调焦群22包括第二环形座221、调焦镜组222和第二耐磨套223，所述第二环形座221贯设有一所述通孔，所述调焦镜组222设于所述第二环形座221内周壁；所述第二耐磨套223套设于所述聚焦群21上的所述通孔内，且套设于所述导向柱12的外周侧；如此，通过机加工或注塑成型加工所述第二环形座221，然后将所述调焦镜组222安装在带动第二环形座221上，通过所述第二环形座221沿所述导向柱12滑动，从而实现带动所述调焦镜组222的移动。

具体地，为了进一步的保证所述聚焦群21和所述调焦群22在径向上在晃动间隙所允许的范围内，在本实施例中，所述导向柱12与所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223之间为过盈配合。可以理解的是，所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223设置为具有微量弹性的材质，所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223自身的弹性空间使得所述聚焦群21和所述调焦群22能与所述导向柱12能够组装，所述导向柱12与所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223之间为因过盈配合，这样，所述导向柱12与所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223之间没有间隔的间隙，使得所述聚焦群21和所述调焦群22不会沿所述导向柱12的径向方向晃动，从而使得变焦镜头100调焦精确更高。

进一步地，为了使得所述聚焦群21和所述调焦群22能够稳定的进行移动，在本实施例中，所述导向柱12设置有两个，两个所述导向柱12在所述固定套筒11的径向上间隔设置；相应的，在所述第一环形座211和所述第二环形座221上均贯设两个所述通孔，两个所述通孔在所述固定座1的径向上间隔布设，且位于对应的所述聚焦镜组212或者所述调焦镜组222的两侧；其中一所述导向柱12依次穿设所述第一环形座211和所述第二环形座221上对应的一所述通孔内，所述第一耐磨套213和所述第二耐磨套223均套设于所述导向柱12的外周侧，另一所述导向柱12依次穿设所述第一环形座211和所述第二环形座221上对应的另一所述通孔内。如此，两个所述导向柱12之间的距离能够确定，防止所述聚焦群21和所述调焦群22绕所述导向柱12转动，影响调焦精度。

具体地，请参阅图4，在本实施例中，所述固定套筒11的周壁开设有沿所述固定套筒11的轴向延伸设置的两个导向孔11a，所述两个导向孔11a在所述固定套筒11的轴向上间隔设置，所述聚焦群21和所述调焦群22的周侧均凸设有凸部23，各所述凸部23自对应的所述导向孔11a向外穿出。设置所述凸部23，可以方便外部的驱动机构或者用户能够操作推动所述凸部23，从而带动所述聚焦群21和所述调焦群22移动，调节焦距。

具体地，所述凸部23可以是与所述第一环形座211或是所述第二环形座221一体成型的注塑件或是机加工件，但是为了方便脱模和组装的方便，在本实施例中，所述聚焦群21和所述调焦群22的周壁均开设有安装孔；所述变焦镜头100还包括两个导钉3，各所述导钉3的一端插设于对应的所述安装孔内，另一端形成所述凸部23。因此可以在所述聚焦群21和所述调焦群22在与所述导向柱12插装好了之后，将所述安装孔与所述导向孔11a对应设置，再将各所述导钉3与对应的所述安装孔配合到位，所述安装孔可以是螺纹孔，也可以是一般的通孔，所述导钉3与所述安装孔可以是螺接配合，也可以是过盈插装配合。

进一步地，为了使得在调节所述变焦镜头100时符合用户的操作习惯，便于操作，请参阅图1，在本实施例中，所述变焦镜头100还包括套设于所述固定套筒11外周的两个镜筒4，所述两个镜筒4在所述固定套筒11的轴向上间隔设置，所述两个镜筒4均相对所述固定套筒11可转动地设置，各所述镜筒4的周壁贯设有对应所述凸部23设置的驱动槽4a，所述驱动槽4a沿所述镜筒4的轴向呈螺旋状设置，在各所述镜筒4相对所述固定套筒11转动时，各所述凸部23可沿对应的所述驱动槽4a活动，以带动所述聚焦群21或者所述调焦群22可沿所述导向孔11a移动，以使得所述聚焦群21和所述调焦群22之间可相对靠近和远离。如此设置，在用户旋转外部的所述镜筒4时，所述驱动槽4a的侧壁抵持所述凸部23的周壁，使得所述凸部23沿所述导向孔11a移动，从而带动所述聚焦群21和所述调焦群22沿所述固定套筒11的轴向移动。所述驱动槽4a设计的曲线的曲率和在轴向上的跨度根据所需进行设置，所述驱动槽4a越平缓，所述变焦精度的调焦精度越高。可以理解的是，通过调整所述驱动槽4a的角度，使得所述驱动槽平缓，以提高调焦精度。

进一步地，请参阅图1和图2，在另一实施例中，各所述镜筒4的外周壁上沿其周向设置有齿部41，所述变焦镜头100还包括与所述固定套筒11固定连接的两个驱动电机5，各所述驱动电机5具有沿所述固定套筒11的轴向延伸的输出转轴，所述输出转轴的端部设有驱动齿轮6，所述驱动齿轮6与对应的所述齿部41啮合传动，所述输出转轴带动所述驱动齿轮6转动，以驱动所述齿部41带动对应的所述镜筒4转动。如此设置，通过所述驱动电机5工作，使得所述输出转轴与所述镜筒4之间的啮合传动机构，实现所述镜筒4的电动驱动活动，从而实现所述变焦镜头100电动调焦功能。

进一步地，为了使得两个所述驱动电机5的驱动精度能够足够的精准，在本实施例中，所述变焦镜头100还包括控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器用以检测所述聚焦群21的第一位移信号，所述第二位移传感器用以检测所述调焦群22的第二位移信号，所述控制器与所述第一位移传感器、所述第二位移传感器和两个所述驱动电机5电性连接，以根据所述第一位移信号驱动对应的所述聚焦群21移位活动，根据所述第二位移信号驱动对应的所述调焦群22移位活动。因不同类型的传感器有不同的精度，有毫米级、微米级，甚至纳米级的，可以根据实际的需求来选择合适的传感器，从而实现精准的调节驱动。本发明的调焦扭矩小，从而可以使用扭矩小，体积小的驱动电机5(马达)，实现小体积的电动调焦结构。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种观测设备，在此不做限制，所述观测设备包括上述技术方案所述的变焦镜头100。需要说明的是，所述观测设备的变焦镜头100的详细结构可参照上述变焦镜头100的实施例，此处不再赘述；由于在本发明的观测设备中使用了上述变焦镜头100，因此，本发明观测设备的实施例包括上述变焦镜头100全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变焦镜头，其特征在于，包括：

固定座，包括固定套筒、以及设于所述固定套筒内的导向柱，所述导向柱沿所述固定套筒的轴向延伸；以及，

移动群组件，设于所述固定套筒内，包括在所述固定套筒的轴向上间隔设置的聚焦群和调焦群，所述聚焦群和所述调焦群均贯设有供所述导向柱穿设的通孔，所述聚焦群和所述调焦群可滑动地套设于所述导向柱外，以使得所述聚焦群和所述调焦群之间可相对靠近和远离。

2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述聚焦群包括：

第一环形座，贯设有一所述通孔；

聚焦镜组，设于所述第一环形座内周壁；以及，

第一耐磨套，套设于所述聚焦群上的所述通孔内，且套设于所述导向柱的外周侧；

所述调焦群包括：

第二环形座，贯设有一所述通孔；

调焦镜组，设于所述第二环形座内周壁；以及，

第二耐磨套，所述第二耐磨套套设于所述调焦群上的所述通孔内，且套设于所述导向柱的外周侧。

3.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述导向柱与所述第一耐磨套和所述第二耐磨套之间为过盈配合。

4.如权利要求2所述的变焦镜头，其特征在于，所述导向柱设置有两个，两个所述导向柱在所述固定套筒的径向上间隔设置；

所述第一环形座和所述第二环形座上均贯设有两个所述通孔，两个所述通孔在所述固定座的径向上间隔布设，且位于对应的所述聚焦镜组或者所述调焦镜组的两侧；

其中一所述导向柱依次穿设所述第一环形座和所述第二环形座上对应的一所述通孔内，所述第一耐磨套和所述第二耐磨套均套设于所述导向柱的外周侧，另一所述导向柱依次穿设所述第一环形座和所述第二环形座上对应的另一所述通孔内。

5.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述固定套筒的周壁开设有沿所述固定套筒的轴向延伸设置的两个导向孔，所述两个导向孔在所述固定套筒的轴向上间隔设置；

所述聚焦群和所述调焦群的周侧均设有凸部，各所述凸部自对应的所述导向孔向外穿出。

6.如权利要求5所述的变焦镜头，其特征在于，所述聚焦群和所述调焦群的周壁均开设有安装孔；

所述变焦镜头还包括两个导钉，各所述导钉的一端插设于对应的所述安装孔内，另一端形成所述凸部。

7.如权利要求5所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括套设于所述固定套筒外周的两个镜筒，所述两个镜筒在所述固定套筒的轴向上间隔设置，所述两个镜筒均相对所述固定套筒可转动地设置；

各所述镜筒的周壁贯设有对应所述凸部设置的驱动槽，所述驱动槽沿所述镜筒的轴向呈螺旋状设置，在各所述镜筒相对所述固定套筒转动时，各所述凸部可沿对应的所述驱动槽活动，以带动所述聚焦群或者所述调焦群可沿所述导向孔移动，以使得所述聚焦群和所述调焦群之间可相对靠近和远离。

8.如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，各所述镜筒的外周壁上沿其周向设置有齿部；

所述变焦镜头还包括与所述固定套筒固定连接的两个驱动电机，各所述驱动电机具有沿所述固定套筒的轴向延伸的输出转轴，所述输出转轴的端部设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与对应的所述齿部啮合传动，所述输出转轴带动所述驱动齿轮转动，以驱动所述齿部带动对应的所述镜筒转动。

9.如权利要求8所述的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头还包括控制器、第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器用以检测所述聚焦群的第一位移信号，所述第二位移传感器用以检测所述调焦群的第二位移信号，所述控制器与所述第一位移传感器、所述第二位移传感器和两个所述驱动电机电性连接，以根据所述第一位移信号驱动对应的所述聚焦群移位活动，根据所述第二位移信号驱动对应的所述调焦群移位活动。

10.一种观测设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的变焦镜头。

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