CN210572984U

CN210572984U - 一种变焦透镜组件及其激光照明设备

Info

Publication number: CN210572984U
Application number: CN201921337328.7U
Authority: CN
Inventors: 刘菊霞; 李关; 张冬; 陆知纬
Original assignee: Shenzhen Gedad Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Gedad Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-08-16

Abstract

本实用新型公开了一种变焦透镜组件及其激光照明设备，包括：用于压缩激光光束的第一变倍透镜系统，通过移动调节激光光束的大小与发散角，以使激光光束发散角变小，但依然呈扩散状态传输；用于激光光束扩散的第二变倍透镜系统，通过移动调节激光光束出射角度，第一变倍透镜系统与第二变倍透镜系统结合使激光光束中心的强光分散至边缘光较弱部分，以使出射光斑均匀；用于与第二变倍透镜系统结合以使激光光束准直射出的第三固定透镜系统；第一变倍透镜系统、第二变倍透镜系统以及第三透镜系统依次设置；通过调整所述变焦透镜组件的变焦倍数，从而同时兼顾多种角度激光照明的需求，实现大范围变焦的同时保证激光光斑均匀，结构紧凑且节约了成本。

Description

一种变焦透镜组件及其激光照明设备

技术领域

本实用新型涉及激光照明领域，更具体地说，它涉及一种变焦透镜组件及其激光照明设备。

背景技术

随着红外照明夜视技术的发展，可变焦红外激光照明灯已经广泛应用在安防、监控行业中。红外激光照明灯配合红外摄像机或微光夜视设备组成夜视监控系统，红外激光照明灯作为摄像设备的夜视补光光源，能够实现夜视监控系统24小时连续工作。红外激光照明灯具有有效照明距离远，使用寿命长，并且隐蔽性高的优点。因此，红外激光照明灯正在逐渐取代LED红外灯。

但是，目前市面上的产品普遍变焦倍率小，不能同时兼顾小角度和大角度的补光照明，同时，由于激光自身的散射等原因，造成了红外激光照明灯光斑不均的问题。

因此，现有技术还有待改进与发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种变焦透镜组件及其激光照明设备，达到变焦倍数大能同时兼顾多种角度激光照明且激光光斑均匀的目的。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种变焦透镜组件，其中，包括：

用于压缩激光光束的第一变倍透镜系统，通过移动调节激光光束的大小与发散角，以使激光光束发散角变小，但依然呈扩散状态传输；

用于激光光束扩散的第二变倍透镜系统，通过移动调节激光光束出射角度，所述第一变倍透镜系统与所述第二变倍透镜系统结合使激光光束中心的强光分散至边缘光较弱部分，以使出射光斑均匀；

用于与所述第二变倍透镜系统结合以使激光光束准直射出的第三固定透镜系统；

所述第一变倍透镜系统、所述第二变倍透镜系统以及所述第三固定透镜系统依次设置。

一种激光照明设备，其中，包括激光发射器、设置在所述激光发射器前端的激光镜头组件以及霍尔感应组件，所述激光镜头组件包括变焦透镜组件以及用于调整所述变焦透镜组件变焦倍数的调节组件，所述霍尔感应组件包括连接于所述变焦透镜组件的霍尔板以及与所述霍尔板适配的霍尔感应元件。

所述的激光照明设备，其中，所述变焦透镜组件包括依次设置的第一变倍透镜系统、第二变倍透镜系统以及第三固定透镜系统；所述调节组件包括支座、设置在所述支座上且用于调节所述变焦透镜组件变焦倍数的螺旋套管组件以及用于驱动所述螺旋套管组件运动的驱动组件。

所述的激光照明设备，其中，所述螺旋套管组件包括转动连接于所述支座的外套管以及设置于所述外套管与所述变焦透镜组件之间的内套管；所述第一变倍透镜系统通过第一变倍连接件连接于所述螺旋套管组件，所述第二变倍透镜系统通过第二变倍连接件连接于所述螺旋套管组件，所述第三固定透镜系统设置在所述螺旋套管组件的前端。

所述的激光照明设备，其中，所述内套管上设置有直线轨道，所述外套管上设置有环形轨道以及螺旋轨道，所述第一变倍连接件穿过所述直线轨道连接于所述环形轨道，所述第二变倍连接件穿过所述直线轨道连接于所述螺旋轨道。

所述的激光照明设备，其中，所述直线轨道为沿所述内套管的长度方向设置的直线滑槽，所述第一变倍连接件与所述第二变倍连接件均滑动连接于所述直线滑槽；所述环形轨道为设置在所述外套管上的环形滑槽，所述第一变倍连接件滑动连接于所述环形滑槽，所述螺旋轨道为设置在所述外套管上的螺旋滑槽，所述螺旋滑槽设置在所述环形滑槽的前端，所述第二变倍连接件滑动连接于所述螺旋滑槽。

所述的激光照明设备，其中，所述驱动组件包括设置在壳体上的电机、连接于所述电机的主动齿轮以及设置在所述外套管上且与所述主动齿轮适配的从动齿轮。

所述的激光照明设备，其中，所述激光发射器包括光纤以及设置在所述光纤前端用于装配所述霍尔板的FPC固定座，所述第一变倍透镜系统包括用于装配所述霍尔感应元件的第一变倍固定座，所述霍尔板上设置有与所述霍尔感应元件适配的霍尔感应槽。

所述的激光照明设备，其中，所述霍尔感应槽朝向所述第一变倍固定座设置，所述霍尔感应元件包括设置在所述第一变倍固定座上的环形感应挡板，所述环形感应挡板为圆环形且朝向霍尔板设置；所述环形感应挡板一体成型于所述第一变倍固定座的边缘。

所述的激光照明设备，其中，所述霍尔感应槽设置为长方形槽口。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过霍尔感应组件控制所述调节组件调整所述变焦透镜组件的变焦倍数，从而同时兼顾多种角度激光照明的需求，并在实现大范围变焦的同时保证激光光斑均匀，结构紧凑且节约了成本。

附图说明

图1是本实施例的整体内部结构剖视图。

图2是本实施例中整体外部结构示意图。

图3是本实施例中霍尔感应板与环形感应板装配结构示意图。

图4是本实施例中变焦透镜组件处于最大焦距状态时的光路原理示意图。

图5是本实施例中变焦透镜组件处于最小焦距状态时的光路原理示意图。

图中：1、激光发射器；11、光纤；12、FPC固定座；2、变焦透镜组件；21、第一变倍透镜系统；211、第一变倍连接件；212、第一变倍固定座；213、第一变倍正透镜；214、第二变倍正透镜；22、第二变倍透镜系统；221、第二变倍连接件；222、第二变倍固定座；223、第一负透镜；23、第三固定透镜系统；231、第一固定正透镜；232、第二固定正透镜；3、调节组件；31、支座；32、螺旋套管组件；321、外套管；3211、环形滑槽；3212、螺旋滑槽；322、内套管；3221、直线滑槽；33、驱动组件；331、电机；332、主动齿轮；333、从动齿轮；4、霍尔感应组件；41、霍尔板；411、霍尔感应槽；42、环形感应挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：一种变焦透镜组件，如图4与图5所示，包括依次设置的第一变倍透镜系统21、第二变倍透镜系统22以及第三固定透镜系统23；

所述第一变倍透镜系统21用于压缩激光光束，通过移动调节激光光束的大小与发散角，使激光光束发散角变小，但是依然呈扩散状态进入所述第二变倍透镜系统22；

所述第二变倍透镜系统22用于将激光光束扩散，通过移动调节激光光束的出射角度，并结合所述第一变倍透镜系统21使激光光束中心的强光分散至边缘光较弱部分，以使出射光斑均匀；

所述第三固定透镜系统23与所述第二变倍透镜系统22结合，用于将激光光束准直射出。

其中，第一变倍透镜系统21与第三固定透镜系统23均包括正透镜组，且第一变倍透镜系统21的正透镜组的曲率小于第三固定透镜系统23的正透镜组，所述第二变倍透镜系统22包括负透镜组。

最后，激光束通过光阑，截掉边缘杂散光，使出光光斑边缘明显、圆滑，光斑更加均匀。

第一变倍透镜系统21主要作用是压缩激光束，并调节进入第二变倍透镜系统22的光束大小与发散角，利于激光的后续处理并可减小第二变倍透镜系统22的口径大小。

第二变倍透镜系统22可大幅移动用以改变激光出射角度，同时第一变倍透镜系统21通过小幅移动调节进入第二变倍透镜系统22的光束大小与发散角，避免激光经过第二变倍透镜系统22后扩散太过，造成光斑中心光强弱于边缘光强的现象，保证激光在焦距由大到小的变化过程中始终保持均匀出射。

第二变倍透镜系统22与第三固定透镜系统23结合，作为扩束准直镜处理激光束，保证激光最小角度的准直出射。具体的，通过第二变倍透镜系统22的移动，完成对激光束的扩散，并与第三固定透镜系统23结合，保证激光束的准直射出。

当变焦透镜组件2的焦距为最大时，即出光角度最小时，第二变倍透镜系统22位于最靠近第一变倍透镜系统21的位置，此时进入第二变倍透镜系统22的光束为最小，实现小角度出射。

本实用新型还提供一种激光照明设备，如图1至图3所示，包括激光发射器1、设置在所述激光发射器1前端的激光镜头组件以及霍尔感应组件4，所述激光镜头组件包括变焦透镜组件2以及用于调整所述变焦透镜组件2变焦倍数的调节组件3，所述霍尔感应组件4包括连接于所述变焦透镜组件2的霍尔板41以及与所述霍尔板41适配的霍尔感应元件。

所述变焦透镜组件2包括依次设置的第一变倍透镜系统21、第二变倍透镜系统22以及第三固定透镜系统23；所述调节组件3包括支座31、设置在所述支座31上且用于调节所述变焦透镜组件2变焦倍数的螺旋套管组件32以及用于驱动所述螺旋套管组件32运动的驱动组件33。

所述螺旋套管组件32包括转动连接于所述支座31的外套管321 以及设置于所述外套管321与所述变焦透镜组件2之间的内套管322；所述第一变倍透镜系统21通过第一变倍连接件211连接于所述螺旋套管组件32，所述第二变倍透镜系统22通过第二变倍连接件221连接于所述螺旋套管组件32，所述第三固定透镜系统23设置在所述螺旋套管组件32的前端。

所述内套管322上设置有直线轨道，所述外套管321上设置有环形轨道以及螺旋轨道，所述第一变倍连接件211穿过所述直线轨道连接于所述环形轨道，所述第二变倍连接件221穿过所述直线轨道连接于所述螺旋轨道。

所述直线轨道为沿所述内套管322的长度方向设置的直线滑槽 3221，所述第一变倍连接件211与所述第二变倍连接件221均滑动连接于所述直线滑槽3221；所述环形轨道为设置在所述外套管321上的环形滑槽3211，所述第一变倍连接件211滑动连接于所述环形滑槽3211，所述螺旋轨道为设置在所述外套管321上的螺旋滑槽3212，所述螺旋滑槽3212设置在所述环形滑槽3211的前端，所述第二变倍连接件221滑动连接于所述螺旋滑槽3212。

所述驱动组件33包括设置在所述壳体上的电机331、连接于所述电机331的主动齿轮332以及设置在所述外套管321上且与所述主动齿轮332适配的从动齿轮333。

所述激光发射器1包括光纤11以及设置在所述光纤11前端用于装配所述霍尔板41的FPC固定座12，所述第一变倍透镜系统21包括用于装配所述霍尔感应元件的第一变倍固定座212，所述霍尔板41 上设置有与所述霍尔感应元件适配的霍尔感应槽411。

所述霍尔感应槽411朝向所述第一变倍固定座212设置，所述霍尔感应元件包括设置在所述第一变倍固定座212上的环形感应挡板 42，所述环形感应挡板42为圆环形且朝向霍尔板41设置。

所述环形感应挡板42一体成型于所述第一变倍固定座212的边缘；所述霍尔感应槽411设置为长方形槽口。

具体的，所述第一变倍透镜系统21包括第一变倍正透镜213、第二变倍正透镜214，所述第一变倍固定座212用于装配所述第一变倍正透镜213和所述第二变倍正透镜214，所述第一变倍连接件211 连接在所述第一变倍固定座212上，所述第一变倍正透镜213与第二变倍正透镜214采用小曲率透镜，使得激光光束发散较小，但是依然呈扩散状态进入第二变倍透镜系统22。

所述第二变倍透镜系统22设置有第一负透镜223以及第二变倍固定座222，所述第二变倍连接件221连接于所述第二变倍固定座 222，所述第一负透镜223用于将光束进一步扩散，并与所述第一变倍透镜系统21结合，将光斑中心的强光分散至边缘光较弱部分，从而达到匀光效果。

所述第三固定透镜系统23包括第一固定正透镜231以及第二固定正透镜232，所述第三固定透镜系统23用于将激光准直射出。其中，第一固定正透镜231与第二固定正透镜232其中之一为胶合镜，胶合镜通过一负透镜与一正透镜胶合形成，其中，通过胶合镜减少了镜片数量，从而较少了镜片的固定结构件，缩小了内部结构，节约成本。

最后，激光束通过光阑，截掉边缘杂散光，使出光光斑边缘明显、圆滑，光斑均匀。

结合图4与图5所示，第一变倍透镜系统21主要作用是压缩激光束，并调节进入第二变倍透镜系统22的光束大小与发散角，第二变倍透镜系统22与第三固定透镜系统23结合，作为扩束准直镜处理激光束，通过第二变倍透镜系统22的移动，完成对激光束的扩散，并第三固定透镜系统23结合，保证激光束的准直射出。

在第二变倍透镜系统22朝向第三固定透镜系统23的移动过程中，进入第二变倍透镜系统22的光束逐渐增大，变焦透镜组件2的焦距逐渐减小，出光角度逐渐增大。第一变倍透镜系统21随第二变倍透镜系统22移动，控制进入第二变倍透镜系统22的光束大小和发散角的改变，避免激光经过第二变倍透镜系统22后扩散太过，造成中心光强弱于边缘光强的现象。

第一变倍透镜系统21与第二变倍透镜系统22同时移动，同时停止。其中，第一变倍透镜系统21随环形滑槽3211移动，第二变倍系统随螺旋滑槽3212移动，其中，第一变倍透镜系统21的移动幅度小于第二变倍系统的移动幅度。

当第一变倍透镜系统21位于最靠近第三固定透镜系统23的位置时，变焦透镜组件2整体焦距为最小状态，出光角度最大，由于激光束经过第一变倍透镜系统21后依然呈扩散状态，此时进入第二变倍透镜系统22的光斑最大，更有利于第二变倍透镜系统22将光束扩散至最大角度。

由上，本申请的激光照明设备的照明效果好，激光出射角度可调范围大，光束出光角度在0.3度至50度范围内可调，变焦倍率大，光斑均匀性好。

综上所述，本申请通过霍尔感应组件控制所述调节组件调整所述变焦透镜组件的变焦倍数，通过同时移动运行轨迹不同的第一变倍透镜系统和第二变倍透镜系统，从而同时兼顾多种角度激光照明的需求，并在实现大范围变焦的同时保证激光光斑均匀。

同时，通过一组霍尔感应组件及驱动组件，实现了同时移动两组轨迹不同的透镜组，并且通过将霍尔板与霍尔感应元件适配在激光器本体内，节约了传统激光器用于固定霍尔板的外部固定结构，组装方便且结构紧凑。而且装配时无需额外校准，并且感应精度高。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种变焦透镜组件，其特征是，包括：

2.一种激光照明设备，其特征是：包括激光发射器、设置在所述激光发射器前端的激光镜头组件以及霍尔感应组件，所述激光镜头组件包括变焦透镜组件以及用于调整所述变焦透镜组件变焦倍数的调节组件，所述霍尔感应组件包括连接于所述变焦透镜组件的霍尔板以及与所述霍尔板适配的霍尔感应元件。

3.根据权利要求2所述的激光照明设备，其特征是：所述变焦透镜组件包括依次设置的第一变倍透镜系统、第二变倍透镜系统以及第三固定透镜系统；所述调节组件包括支座、设置在所述支座上且用于调节所述变焦透镜组件变焦倍数的螺旋套管组件以及用于驱动所述螺旋套管组件运动的驱动组件。

4.根据权利要求3所述的激光照明设备，其特征是：所述螺旋套管组件包括转动连接于所述支座的外套管以及设置于所述外套管与所述变焦透镜组件之间的内套管；所述第一变倍透镜系统通过第一变倍连接件连接于所述螺旋套管组件，所述第二变倍透镜系统通过第二变倍连接件连接于所述螺旋套管组件，所述第三固定透镜系统设置在所述螺旋套管组件的前端。

5.根据权利要求4所述的激光照明设备，其特征是：所述内套管上设置有直线轨道，所述外套管上设置有环形轨道以及螺旋轨道，所述第一变倍连接件穿过所述直线轨道连接于所述环形轨道，所述第二变倍连接件穿过所述直线轨道连接于所述螺旋轨道。

6.根据权利要求5所述的激光照明设备，其特征是：所述直线轨道为沿所述内套管的长度方向设置的直线滑槽，所述第一变倍连接件与所述第二变倍连接件均滑动连接于所述直线滑槽；所述环形轨道为设置在所述外套管上的环形滑槽，所述第一变倍连接件滑动连接于所述环形滑槽，所述螺旋轨道为设置在所述外套管上的螺旋滑槽，所述螺旋滑槽设置在所述环形滑槽的前端，所述第二变倍连接件滑动连接于所述螺旋滑槽。

7.根据权利要求5所述的激光照明设备，其特征是：所述驱动组件包括设置在壳体上的电机、连接于所述电机的主动齿轮以及设置在所述外套管上且与所述主动齿轮适配的从动齿轮。

8.根据权利要求3所述的激光照明设备，其特征是：所述激光发射器包括光纤以及设置在所述光纤前端用于装配所述霍尔板的FPC固定座，所述第一变倍透镜系统包括用于装配所述霍尔感应元件的第一变倍固定座，所述霍尔板上设置有与所述霍尔感应元件适配的霍尔感应槽。

9.根据权利要求8所述的激光照明设备，其特征是：所述霍尔感应槽朝向所述第一变倍固定座设置，所述霍尔感应元件包括设置在所述第一变倍固定座上的环形感应挡板，所述环形感应挡板为圆环形且朝向霍尔板设置；所述环形感应挡板一体成型于所述第一变倍固定座的边缘。

10.根据权利要求9所述的激光照明设备，其特征是：所述霍尔感应槽设置为长方形槽口。