CN212207808U - 冷型镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷型镜头，包括镜头框架、前镜组、变倍组、调焦组和后镜组，所述变倍组包括变倍框架、镜框、电机、电机座、第一连杆、第二连杆和弹性构件，镜框固定在变倍框架上，变倍框架和电机座固定在镜头框架上，电机安装在电机座，第一连杆一端固定在电机的转轴，第一连杆的另一端与第二连杆的一端可转动连接，第二连杆的另一端通过弹性构件与变倍框架连接，通过电机的转动带动第一连杆转动，使得第二连杆运动，通过弹性构件带动变倍框架移动；调焦组包括调焦镜框和安装在调焦镜框内的一个或多个调焦镜片。所述冷型镜头采用机械补偿式，结构紧凑，自动调焦。

Description

冷型镜头

技术领域

本实用新型涉及光学设备技术领域，更加具体地，涉及一种冷型镜头。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展、制冷探测器技术的不断发展和日益成熟，中波红外制冷光学系统在军事和民用领域均得到了广泛应用。在用于对空中近程目标探测、捕获、跟踪和测量的光电自动跟踪系统中需要使用变焦光学镜头，该光学镜头由于应用需要，既要满足远距离目标大视场范围的探测，又要满足对探测目标小视场细节分辨的能力，因此对其长焦焦距和成像质量均有较高的要求，从而使得其光学系统设计难度较大。现有变焦镜头的机械结构复杂，变焦时间长，加工装配比较难，使得生产成本高，变焦后焦距精度难于控制，不易于达到精确测量的目的，而且其复杂的结构也使得产品易在使用时受到损坏，且维护也比较困难。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种采用机械补偿式的演变形式，通过电机驱动变倍组前后移动实现自动变倍调焦的冷型镜头。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种冷型镜头，包括镜头框架，沿光线入射的方向依次还包括前镜组、变倍组、调焦组和后镜组，其中：

所述前镜组包括前镜框和安装在前镜框内的一个或多个前镜片，所述前镜框固定在镜头框架；

所述变倍组包括变倍框架、镜框、电机、电机座、第一连杆、第二连杆和弹性构件，所述镜框固定在变倍框架上，用于安装镜片，所述变倍框架和电机座固定在镜头框架上，电机安装在电机座，第一连杆一端固定在电机的转轴，第一连杆的另一端与第二连杆可转动连接，第二连杆一端与第一连杆可转动连接，第二连杆的另一端通过弹性构件与变倍框架连接，通过电机的转动带动第一连杆转动，使得第二连杆运动，通过弹性构件带动变倍框架移动，使得镜框内的镜片位于镜头的光路内或不位于镜头的光路内；

所述调焦组包括调焦镜框和安装在调焦镜框内的一个或多个调焦镜片，通过调焦镜框的移动进行调焦；

所述后镜组包括后镜筒和安装在后镜筒内的一个或多个后镜片，所述后镜筒固定在镜头框架。

所述的冷型镜头，其中，所述调焦组包括调焦镜框、转接块、导轨、滑块、尼龙棒、杠杆构件和复位构件，所述调焦镜框用于安装镜片，调焦镜框固定在滑块上，滑块安装在导轨上，转接块分别与调焦镜框以及杠杆构件的一端固定连接，所述杠杆构件的另一端与尼龙棒间隙配合，所述复位构件与转接块固定连接，位于转接块远离杠杆构件和尼龙棒的一端，当尼龙棒受热发生膨胀，推动所述杠杆构件的另一端向出光方向运动，所述杠杆构件的一端向进光方向运动，推动转接块向进光方向运动，从而带动调焦镜框向进光方向运动，当尼龙棒的温度下降时，所述杠杆构件的另一端向进光运动，所述杠杆构件的一端向出光方向运动，通过复位构件带动转接块，从而带动调焦框架进行复位，实现调焦。

所述的冷型镜头，其中，所述调焦组包括调焦镜框、导轨、滑块、调焦凸轮、轴承座、电机座、电机和复位构件，轴承座和电机座固定在镜头框架上，调焦凸轮和电机分别安装在轴承座和电机座上，调焦凸轮与电机的齿轮啮合的同时与所述调焦镜框相切配合，所述调焦镜框固定在滑块上，所述滑块安装在导轨上，通过电机带动调焦凸轮转动，从而带动调焦镜框移动，所述复位构件安装在调焦框架上，使得调焦框架复位。

所述的冷型镜头，其中，所述复位构件包括导杆、弹簧和弹簧套筒，所述弹簧套筒固定在镜头框架，所述导杆一端固定在转接块或调焦框架上，所述导杆另一端固定在弹簧套筒，所述导杆上套设弹簧插入所述弹簧套筒。

所述的冷型镜头，其中，包括多个变倍组，固定在镜头框架上，通过不同变倍组切入切出镜头的光路，实现不同大小的视场。

所述的冷型镜头，其中，包括第一变倍组、第二变倍组和第三变倍组，在静止状态，第一变倍组的镜片与镜头的光路呈设定夹角，第二变倍组的镜片与镜头光路平行，第三变倍组的镜片与镜头的光路垂直。

所述的冷型镜头，其中，所述第一变倍组的镜片靠近镜头，所述第二变倍组位于第一变倍组下方，所述第三变倍组位于第一变倍组远离镜片的一端。

所述的冷型镜头，其中，还包括控制器，控制多个变倍组的电机的转动，使得变倍组进入或切出光路，形成不同大小的视场，其中，所述视场按照视场角由大到小包括大视场、中视场和小视场，所述第一变倍组、第二变倍组和第三变倍组均切出光路，形成小视场，所述第一变倍组切出光路，第二变倍组和第三变倍组切入光路，形成中视场，所述第二变倍组切出光路，所述第一变倍组和第三变倍组切入光路形成大视场。

所述的冷型镜头，其中，还包括校正组，所述校正组包括电机座、电机、挡片和校正镜框，所述挡片装在校正镜框里，所述校正镜框与电机转轴配合，所述电机安装在电机座上，所述电机座固定在镜头框架上，通过电机带动校正框架中的挡片切入和切出光路。

所述的冷型镜头，其中，还包括探测部分，位于所述后镜组之后，所述探测部分包括探测器，用于接收经过调焦组和后镜组的光线。

本实用新型所述冷型镜头由物方到像方依次包括前镜组组、变倍组、调焦组、后镜组组，以及探测器部分采用机械补偿式的演变形式，通过电机驱动变倍组前后移动实现自动变焦，能够实现近红外双视场切换，起到远距离探测的目的。

本实用新型所述冷型镜头机械结构紧凑简单，变焦时间短，加工装配简单，降低生产成本，变倍组和变焦组单独设置，变焦后焦距精度容易控制，易于达到精确测量的目的，维护简单。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是本实用新型所述冷型镜头的示意图；

图2是本实用新型所述变倍组的示意图；

图3是本实用新型所述调焦组的一个实施例的示意图；

图4是本实用新型所述调焦组的另一个实施例的示意图；

图5是本实用新型所述校正组的示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

下面将参照附图来对根据本实用新型的各个实施例进行详细描述。

图1是本实用新型所述冷型镜头的示意图，如图1所示，所述冷型镜头沿光线入射的方向依次包括前镜组1、变倍组2、调焦组3和后镜组4，所述前镜组1、变倍组2、调焦组3和后镜组4固定镜头框架5上，其中：

所述前镜组1包括前镜框和安装在前镜框内的一个或多个前镜片，所述前镜框固定在镜头框架，优选地，前镜框内装有两个透镜，一个透镜用压圈固定，另一个透镜与所述一个透镜用隔圈隔开，另一个透镜前面也装有压圈，用来固定所述另一个透镜；

如图2所示，所述变倍组2包括镜框21、变倍框架22、第一连杆23、第二连杆24、弹性构件25、电机座26和电机27，所述镜框21固定在变倍框架22上，用于安装镜片，所述变倍框架22和电机座26固定在镜头框架5上，电机27安装在电机座26，第一连杆23一端固定在电机27的电机转轴，第一连杆23的另一端与第二连杆24可转动连接，第二连杆24一端与第一连杆23可转动连接，第二连杆24的另一端通过弹性构件25与变倍框架22连接，通过电机27的转动带动第一连杆23转动，使得第二连杆24运动，通过弹性构件25带动变倍框架22移动，使得镜框21内的镜片位于镜头的光路内或不位于镜头的光路内；

所述调焦组3包括调焦镜框31和安装在调焦镜框内的一个或多个调焦镜片311，通过调焦镜框31的移动进行调焦；

所述后镜组4包括后镜筒和安装在后镜筒内的一个或多个后镜片，所述后镜筒固定在镜头框架，优选地，后镜筒上装有三个透镜，分别用压圈固定，透镜之间用隔圈隔开。

优选的，前镜组还包括镜头盖，镜头框架上还设置有用来驱动镜头盖的电机。

另外，优选地，所述镜头还设有外罩，外罩前端跟镜头框架连接，后端跟外罩连接，在外罩上还设有密封圈，使整个镜头处于密封的状态。

在上述冷型镜头中镜头框架、前镜组和后镜组为直线传动机构，是相对于变倍组和调焦组的固定机构。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，所述调焦组包括调焦镜框31、转接块32、导轨33、滑块34、尼龙棒35、杠杆构件和复位构件，所述调焦镜框31用于安装镜片311，调焦镜框31固定在滑块34上，滑块34安装在导轨33上，转接块32分别与调焦镜框31以及杠杆构件的一端固定连接，所述杠杆构件的另一端与尼龙棒35间隙配合，所述复位构件与转接块32固定连接，位于转接块32远离杠杆构件和尼龙棒35的一端，当尼龙棒35受热发生膨胀，推动所述杠杆构件的另一端向出光方向运动，所述杠杆构件的一端向进光方向运动，推动转接块向进光方向运动，从而带动调焦镜框31向进光方向运动，当尼龙棒的温度下降时，所述杠杆构件的另一端向进光运动，所述杠杆构件的一端向出光方向运动，通过复位构件带动转接块，从而带动调焦框架进行复位，实现调焦。

优选地，所述杠杆构件与转接块32连接的一端为动力臂，所述杠杆构件36与尼龙棒35间隙配合的另一端为阻力臂，力臂比为3:1。

所述杠杆构件包括横杆361、竖杆362和轴承座363，所述横杆361的一端与所述转接块32固定连接，所述横杆361的另一端设置有竖杆362穿过的凹槽，竖杆362穿过凹槽两端通过轴承固定在轴承座363上，所述竖杆362和轴承363座构成横杆361的支点，所述横杆361的另一端还设置有与尼龙棒35间隙配合的凹槽。

所述复位构件包括导杆、弹簧和弹簧套筒，所述弹簧套筒固定在镜头框架5，所述导杆一端固定在所述转接块上，所述导杆另一端固定在弹簧套筒，所述导杆上套设弹簧插入所述弹簧套筒。

在本实用新型的另一个实施例中，如图4所示，所述调焦组包括调焦镜框31'、导轨32'、滑块33'、调焦凸轮34'、轴承座35'、电机座36'、电机37'和复位构件，轴承座35'和电机座固定在镜头框架上，调焦凸轮和电机分别安装在轴承座35'和电机座36'上，调焦凸轮34'与电机37'的齿轮啮合的同时与所述调焦镜框31'相切配合，所述调焦镜框31'固定在滑块33'上，所述滑块33'安装在导轨32'上，通过电机37'带动调焦凸轮34'转动，从而带动调焦镜框31'移动，所述复位构件安装在调焦框架上，使得调焦框架复位。

所述复位构件包括导杆、弹簧和弹簧套筒，所述弹簧套筒固定在镜头框架，所述导杆一端固定在所述调焦框架上，所述导杆另一端固定在弹簧套筒，所述导杆上套设弹簧插入所述弹簧套筒。

在一个可选实施例中，所述调焦组包括调焦镜框31'，两个镜片装在调焦镜框上，两个镜片直接落在调焦镜框的底部，两个镜片之间用隔圈隔开定位，以满足其光学设计所需的空间间隙(优选地，空气间隔为4.73mm)，镜片用压圈拧在调焦镜框上来固定镜片；调焦镜框31'用螺钉固定在滑块33'上，滑块装在导轨32'上，导轨固定在镜头框架上，调焦凸轮34'跟调焦镜框相切配合；电机37'和电位计38'通过电机座36'固定在镜头框架上，电机和电位计上都有齿轮，齿轮跟电位计用定位销锁紧，齿轮跟调焦凸轮的齿是相互啮合的，电机通电转动后齿轮一起转，从而带动调焦凸轮的转动，调焦凸轮两侧装有轴承，轴承通过轴承座固定，轴承座固定在镜头框架上，调焦凸轮的转动带动调焦镜框的转动，调焦凸轮利用其偏心的特性带动调焦镜框的转动，通过滑块来前后移动。

人工调焦费时费力，差异率大，影响镜头影像品质和视场角，此款电动调焦装置调焦使用导轨+凸轮形式进行调焦，该形式的特点是结构简单可靠，占用空间较小，控制简单，灵敏性高等优点，通过机械调焦的设计，并且利用偏心凸轮特有属性的应用，使得调焦设计结构更加简单，整体产品的结构更小，更清，在满足用户对产品成像性能的要求上，结构上也更方便客户使用，需要调焦时，电机带动调焦组沿光轴方向前后移动。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，包括多个变倍组，固定在镜头框架上，通过不同变倍组切入切出镜头的光路，实现不同大小的视场。

在本实用新型的一个优选实施例中，包括第一变倍组2A、第二变倍组2B和第三变倍组2C，在静止状态，第一变倍组2A的镜片与镜头的光路呈设定夹角，第二变倍组2B的镜片与镜头光路平行，第三变倍组2C的镜片与镜头的光路垂直。

优选地，所述第一变倍组2A的镜片靠近镜头，所述第二变倍组2B位于第一变倍组2A下方，所述第三变倍组2C位于第一变倍组2A远离镜片的一端。

优选地，还包括控制器，控制多个变倍组的电机的转动，使得变倍组进入或切出光路，形成不同大小的视场，其中，所述视场按照视场角由大到小包括大视场、中视场和小视场，所述第一变倍组2A、第二变倍组2B和第三变倍组2C均切出光路，形成小视场，所述第一变倍组2A切出光路，第二变倍组2B和第三变倍组2C切入光路，形成中视场，所述第二变倍组2B切出光路，所述第一变倍组2A和第三变倍组2C切入光路形成大视场，具体地变倍过程如下：小视场切大视场，第一变倍组和第三变倍组同时切入；小视场切中视场，第一变倍组和第二变倍组同时切入；中视场切小视场，第二变倍组和第三变倍组同时切出；中视场切大视场，第一变倍组切入，第二变倍组切出；大视场切小视场，第一变倍组和第三变倍组同时切出；大视场切中视场，第二变倍组切入，第一变倍组切出。

在一个具体实施例中，如图2所示，第一变倍组2A：包括变倍框架，镜框通过螺钉固定在变倍框架上，镜框里有透镜，通过压圈来固定；变倍框架通过转轴一侧装在镜头上，另一侧装在轴承转接座上，转轴两侧都装有轴承，可以减小转轴的摩擦，轴承转接座安装在镜头框架上，此变倍组上装有电机，电机通过电机座固定在轴承转接座上，第一连杆通过轴套装在电机上，第二连杆一端套在第一连杆上，另一端通过钢丝跟变倍框架连在一起；

第二变倍组2B：包括变倍框架，变倍框架一侧装在轴承转接座另一侧安装在镜头框架上，转轴两侧都装有轴承，变倍框架里装有透镜，透镜一侧装有垫圈，另一侧装有压圈固定，此变倍组上装有电机，电机装在电机座上固定在转轴上，第一连杆通过轴套跟电机连接，第二连杆一侧套在第一连杆上，另一侧装有钢丝跟变倍框架连接，当电机转动的时候通过电机座和限位来限位；

第三变倍组2C：包括变倍框架，变倍框架装有两个透镜，一个透镜一侧装垫圈，另一侧装有隔圈，另一个透镜用压圈固定，变倍框架装在转轴上，转轴一侧装在轴承转接座上，另一侧装在镜头框架上，转轴两侧都装有轴承，此变倍组上装有电机，电机装在电机座上，第一连杆通过轴套跟电机连接，第二连杆一侧套在第一连杆上，另一侧装有钢丝跟变倍框架连接，电机转动的时候通过两个来限位，两个辖内安装在镜头架上。

上述冷型镜头是三视场自动切换的光学镜头，可以作为中波三视场红外光学机械制冷型镜头，各变倍组均为摆臂形式切入切出，使用电机驱动连杆带动变倍组。优选地，各变倍组均有配平，重心位置在转轴之上，保证过载时不会摆动。

在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，还包括校正组6，所述校正组包括电机座61、电机62、挡片63和校正镜框64，所述挡片63装在校正镜框64里，所述校正镜框64与电机62转轴配合，所述电机62安装在电机座61上，所述电机座61固定在镜头框架5上，通过电机带动校正框架中的挡片切入和切出光路。

如图1、图2和图5所示，所述校正组设置在变倍组和调焦组之间。

优选地，校正组还设置有限位，用来限制校正框架的转动角度，进一步优选地，所述限位上装有磁铁。

上述校正组和变倍组可提供两种校正方式，分别为挡片校正和虚焦校正。挡片校正，使用电机驱动挡片切入切出光路，实现挡片校正。虚焦校正，将第三变倍组切入，第一变倍组和第三变倍组切出可进行虚焦校正。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，还包括探测部分7，位于所述后镜组之后，所述探测部分包括探测器，用于接收经过调焦组和后镜组的光线。

优选地，还包括滑板和探测器转接座，探测器后端装在滑板上，在滑板上装有缓冲板，通过缓冲板将探测器前端进行固定，滑板装在探测器转接座上，探测器转接座上侧装有凸型板，下侧装有控制板跟电路板，转接座通过螺钉跟镜头框架连在一起。

本实用新型所述冷型镜头在光学设计中充分考虑了结构设计，并尽量压缩了光学长度，以达到整体紧凑重量轻便。镜头框架整体性设计，保证结构刚性。根据光学系统特点，采用不同部分分体式设计，易于装调和拆装。变倍部分单独安装与控制，有效减小整体尺寸。

尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本实用新型的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。

Claims (10)

1.一种冷型镜头，包括镜头框架，其特征在于，沿光线入射的方向依次还包括前镜组、变倍组、调焦组和后镜组，其中：

所述前镜组包括前镜框和安装在前镜框内的一个或多个前镜片，所述前镜框固定在镜头框架；

所述变倍组包括变倍框架、镜框、电机、电机座、第一连杆、第二连杆和弹性构件，所述镜框固定在变倍框架上，用于安装镜片，所述变倍框架和电机座固定在镜头框架上，电机安装在电机座，第一连杆一端固定在电机的转轴，第一连杆的另一端与第二连杆可转动连接，第二连杆一端与第一连杆可转动连接，第二连杆的另一端通过弹性构件与变倍框架连接，通过电机的转动带动第一连杆转动，使得第二连杆运动，通过弹性构件带动变倍框架移动，使得镜框内的镜片位于镜头的光路内或不位于镜头的光路内；

所述调焦组包括调焦镜框和安装在调焦镜框内的一个或多个调焦镜片，通过调焦镜框的移动进行调焦；

所述后镜组包括后镜筒和安装在后镜筒内的一个或多个后镜片，所述后镜筒固定在镜头框架。

2.根据权利要求1所述的冷型镜头，其特征在于，所述调焦组包括调焦镜框、转接块、导轨、滑块、尼龙棒、杠杆构件和复位构件，所述调焦镜框用于安装镜片，调焦镜框固定在滑块上，滑块安装在导轨上，转接块分别与调焦镜框以及杠杆构件的一端固定连接，所述杠杆构件的另一端与尼龙棒间隙配合，所述复位构件与转接块固定连接，位于转接块远离杠杆构件和尼龙棒的一端，当尼龙棒受热发生膨胀，推动所述杠杆构件的另一端向出光方向运动，所述杠杆构件的一端向进光方向运动，推动转接块向进光方向运动，从而带动调焦镜框向进光方向运动，当尼龙棒的温度下降时，所述杠杆构件的另一端向进光运动，所述杠杆构件的一端向出光方向运动，通过复位构件带动转接块，从而带动调焦框架进行复位，实现调焦。

3.根据权利要求1所述的冷型镜头，其特征在于，所述调焦组包括调焦镜框、导轨、滑块、调焦凸轮、轴承座、电机座、电机和复位构件，轴承座和电机座固定在镜头框架上，调焦凸轮和电机分别安装在轴承座和电机座上，调焦凸轮与电机的齿轮啮合的同时与所述调焦镜框相切配合，所述调焦镜框固定在滑块上，所述滑块安装在导轨上，通过电机带动调焦凸轮转动，从而带动调焦镜框移动，所述复位构件安装在调焦框架上，使得调焦框架复位。

4.根据权利要求2或3所述的冷型镜头，其特征在于，所述复位构件包括导杆、弹簧和弹簧套筒，所述弹簧套筒固定在镜头框架，所述导杆一端固定在转接块或调焦框架上，所述导杆另一端固定在弹簧套筒，所述导杆上套设弹簧插入所述弹簧套筒。

5.根据权利要求1所述的冷型镜头，其特征在于，包括多个变倍组，固定在镜头框架上，通过不同变倍组切入切出镜头的光路，实现不同大小的视场。

6.根据权利要求5所述的冷型镜头，其特征在于，包括第一变倍组、第二变倍组和第三变倍组，在静止状态，第一变倍组的镜片与镜头的光路呈设定夹角，第二变倍组的镜片与镜头光路平行，第三变倍组的镜片与镜头的光路垂直。

7.根据权利要求6所述的冷型镜头，其特征在于，所述第一变倍组的镜片靠近镜头，所述第二变倍组位于第一变倍组下方，所述第三变倍组位于第一变倍组远离镜片的一端。

8.根据权利要求6所述的冷型镜头，其特征在于，还包括控制器，控制多个变倍组的电机的转动，使得变倍组进入或切出光路，形成不同大小的视场，其中，所述视场按照视场角由大到小包括大视场、中视场和小视场，所述第一变倍组、第二变倍组和第三变倍组均切出光路，形成小视场，所述第一变倍组切出光路，第二变倍组和第三变倍组切入光路，形成中视场，所述第二变倍组切出光路，所述第一变倍组和第三变倍组切入光路形成大视场。

9.根据权利要求1所述的冷型镜头，其特征在于，还包括校正组，所述校正组包括电机座、电机、挡片和校正镜框，所述挡片装在校正镜框里，所述校正镜框与电机转轴配合，所述电机安装在电机座上，所述电机座固定在镜头框架上，通过电机带动校正框架中的挡片切入和切出光路。

10.根据权利要求1所述的冷型镜头，其特征在于，还包括探测部分，位于所述后镜组之后，所述探测部分包括探测器，用于接收经过调焦组和后镜组的光线。

Images