一种轻量化连续变焦镜头外观设计及其装配方法与流程

本发明涉及一种轻量化连续变焦镜头外观设计及其装配方法。

背景技术：

非制冷红外产品在当今得到非常广泛的应用，由于具有全天候昼夜观测能力，大量被用于监控、侦查、森林防火等诸多领域。相比制冷红外产品，非制冷红外热像仪不需要对探测器进行制冷，使用便利，使用范围广，价格便宜，更适用于民用市场。连续变焦非制冷红外镜头，是红外热像仪的重要部件，由于可以对远近目标都清晰成像，为使用者提供了最为适宜的画面与视场，在安防、森林防火中得到越来越多的应用。

目前的连续变焦红外镜头，虽然具有连续变焦功能，但大多存在以下缺陷：1、结构复杂、重量重，体积大；2、齐焦受温度影响大，区域适用性不佳；3、变焦运动机构稳定性与可靠性不佳。普通连续变焦红外镜头，由于变焦机构大，加工精度低导致配合精度较差，运动阻力大，在变焦过程中的光轴稳定性与可靠性不佳。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提高一种轻量化连续变焦镜头外观设计及其装配方法，结构简单且适用范围广。

本发明的具体实施方案是：提供一种轻量化连续变焦镜头，包括镜头本体，所述镜头本体内沿光线入射方向依次设置有正透镜a、负透镜b、正透镜c、负透镜d及正透镜e。

进一步的，所述镜头本体包括a片镜座，所述正透镜a安装在a片镜座上，所述a片镜座后端螺纹连接有主镜筒，所述a片镜座与主镜筒之间装设有用于防水的密封圈。

进一步的，所述主镜筒内侧设有变倍滑架，所述变倍滑架上安装有负透镜b，所述变倍滑架上还套设有变倍凸轮，所述变倍凸轮上套接有一补偿滑架，所述补偿滑架与主镜筒连接。

进一步的，所述补偿滑架及变倍滑架上均装设有变倍导钉，所述变倍导钉上套设有一对磙子，所述变倍凸轮具有其中一磙子滑动配合的滑动槽，所述主镜筒上具有与另一磙子滑动配合的移动槽。

进一步的，所述主镜筒上固定连接有变倍电机，所述变倍电机输出轴上同轴固定连接有与变倍凸轮相互啮合的变倍电机齿轮。

进一步的，所述镜头本体包括位于后端的后组镜筒，所述后组镜筒上固定连接有负透镜d，所述后组镜筒内侧设置有e片镜座，所述正透镜e固定连接在e片镜座上，所述e片镜座上套设有调焦凸轮，所述后组镜筒上固定连接有驱动调焦凸轮旋转带动正透镜e运动的调焦电机，所述调焦电机输出轴上同轴固定连接有与调焦凸轮相互啮合的调焦电机齿轮。

进一步的，所述正透镜a、负透镜b、正透镜c、负透镜d、正透镜e均为非球面镜，均采用单晶锗材料。

进一步的，所述正透镜c通过一c片压圈固定安装在补偿滑架上，所述负透镜b通过一b片压圈固定安装在变倍滑架上，所述正透镜a通过一a片压圈1固定安装在a片镜座上，所述负透镜d通过一d片压圈固定安装在后组镜筒上，所述正透镜e通过一e片压圈安装固定在e片镜座上。

进一步的，所述变倍凸轮上还具有锲形槽，所述锲形槽内填充有钢珠，所述变形凸轮上还安装有变倍凸轮压圈。

进一步的，一种利用如权利要求9所述的一种轻量化连续变焦镜头的装配方法，包括步骤如下：（1）a片镜座与主镜筒通过螺纹进行连接；（2）正透镜a片安装在a片镜座上并通过a片压圈进行固定；（3）在a片镜座与主镜筒之间安装密封圈；（4）主镜筒与变倍滑架通过变倍导钉连接，变倍滑架与变倍凸轮通过变倍导钉连接，变倍凸轮锲形槽内填充有钢珠，将负透镜b安装在变倍滑架上并用b片压圈固定；（5）主镜筒与补偿滑架通过变倍导钉连接，补偿滑架也通过变倍导钉与变倍凸轮连接，将正透镜c安装在补偿滑架上并通过c片压圈进行固定；（6）补偿滑架后端安装上后组镜筒，负透镜d固定在后组镜筒上并通过d片压圈进行固定；（7）后组镜筒内侧安装有e片镜座，e片镜座上安装有调焦凸轮，正透镜e固定在e片镜座上并通过e片压圈进行固定；（8）将调焦电机及变倍电机固定安装在主镜筒上，调焦电机输出轴上安装有与调焦凸轮啮合的调焦电机齿轮，变倍电机输出轴上同轴安装好与变倍电机啮合的变倍电机齿轮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置设计合理，结构简单，适用范围广，结构紧凑、镜头结构长度短、携带方便、高透光率，在光学设计中，加长后焦，能高效进行实况记录和监控任务，且制作成本低廉，适合规模化生产。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图一；

图2为本发明实施例结构示意图二。

图中：1-a片压圈，2-a片镜座，3-密封圈，4-主镜筒，5-变倍凸轮，6-补偿滑架，7-后组镜筒，8-调焦凸轮，9-e片镜座，10-e片压圈，11-调焦凸轮挡圈，12-连接座，13-正透镜e，14-负透镜d，15-变倍凸轮压圈，16-钢珠，17-d片压圈，18-c片压圈，19-正透镜c，20-变倍滑架，21-b片压圈，22-负透镜b，23-正透镜a，24-变倍电机齿轮，25-调焦电机齿轮，26-变倍电机，27-调焦电机。

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。

实施例：如图1~2所示，在本实施例中，提供一种轻量化连续变焦镜头，包括镜头本体，所述镜头本体内沿光线入射方向依次设置有正透镜a23、负透镜b22、正透镜c19、负透镜d14及正透镜e13。

本实施例中，所述镜头本体包括a片镜座2，所述正透镜a23安装在a片镜座2上，所述a片镜座2后端螺纹连接有主镜筒4，所述a片镜座2与主镜筒4之间装设有用于防水的密封圈3；此外，a片镜座和主镜筒通过螺纹进行连接，并且通过螺纹旋转两者之间的空气距。

本实施例中，所述主镜筒4内侧设有变倍滑架20，所述变倍滑架20上安装有负透镜b22，所述变倍滑架20上还套设有变倍凸轮5，所述变倍凸轮5上套接有一补偿滑架6，所述补偿滑架6与主镜筒4连接。

本实施例中，变倍滑架20以及补偿滑架6上均装设有变倍导钉，所述变倍导钉上套设有一对磙子，所述变倍凸轮具有其中一磙子滑动配合的滑动槽，所述主镜筒上具有与另一磙子滑动配合的移动槽。

本实施例中，所述主镜筒4上固定连接有变倍电机26，所述变倍电机26输出轴上同轴固定连接有与变倍凸轮5相互啮合的变倍电机齿轮24。

本实施例中，所述镜头本体包括位于后端的后组镜筒7，所述后组镜筒7上固定连接有负透镜d14，所述后组镜筒7内侧设置有e片镜座9，所述正透镜e13固定连接在e片镜座9上，所述e片镜座9上套设有调焦凸轮8，所述后组镜筒7上固定连接有驱动调焦凸轮8旋转带动正透镜e13运动的调焦电机，所述调焦电机输出轴上同轴固定连接有与调焦凸轮相互啮合的调焦电机齿轮。

本实施例中，所述正透镜a23、负透镜b22、正透镜c19、负透镜d14、正透镜e13均为非球面镜，均采用单晶锗材料。

本实施例中，所述变倍凸轮5上还具有锲形槽，所述锲形槽内填充有钢珠16，所述变形凸轮5上还安装有用于固定变形凸轮的变倍凸轮压圈15。

本实施例中，所述调焦凸轮8后端设有连接座12，所述调角凸轮8与连接座12之间设有调焦凸轮挡圈11。

本实施例中，所述正透镜c19通过c片压圈18固定安装在补偿滑架6上，所述负透镜b22通过b片压圈21固定安装在变倍滑架20上，所述正透镜a23通过a片压圈1固定安装在a片镜座2上，所述负透镜d14通过d片压圈17固定安装在后组镜筒7上，所述正透镜e13通过e片压圈10安装固定在e片镜座9上。

本实施例中，由上述正透镜a、负透镜b、正透镜c、负透镜d及正透镜e构成的光学结构达到了以下光学指标：

工作波段：8μm-12μm；

焦距：f′=25-75mm；

探测器：长波红外非制冷型1024×768，14μm；

视场角：25.04°×33.84°~8.16°×10.82°；

相对孔径d/f′：1.0-1.2。

本实施例中，正透镜a、负透镜b、正透镜c、负透镜d及正透镜e具体参数如下：

其中，如上表中的s1为本实施例图示中由左往右看的镜片面的参数，s2为由右往左看的镜片面参数。

本实施例中，装配时，现将a片镜座与主镜筒通过螺纹进行连接，正透镜a片安装在a片镜座上并通过a片压圈进行固定，在a片镜座与主镜筒之间安装密封圈，主镜筒与变倍滑架通过变倍导钉连接，变倍滑架与变倍凸轮通过变倍导钉连接，变倍凸轮锲形槽内填充有钢珠，将负透镜b安装在变倍滑架上并用b片压圈固定，主镜筒与补偿滑架通过变倍导钉连接，补偿滑架也通过变倍导钉与变倍凸轮连接，将正透镜c安装在补偿滑架上并通过c片压圈进行固定，补偿滑架后端安装上后组镜筒，负透镜d固定在后组镜筒上并通过d片压圈进行固定，后组镜筒内侧安装有e片镜座，e片镜座上安装有调焦凸轮，正透镜e固定在e片镜座上并通过e片压圈进行固定，将调焦电机及变倍电机固定安装在主镜筒上，调焦电机输出轴上安装有与调焦凸轮啮合的调焦电机齿轮，变倍电机输出轴上同轴安装好与变倍电机啮合的变倍电机齿轮。

使用时，通过变倍电机驱动调整负透镜b与正透镜c运动，完成变焦；同时驱动调焦电机驱动正透镜e运动，完成调焦。本发明结构简单，设计合理，结构紧凑、镜头结构长度短、携带方便、高透光率，在光学设计中，加长后焦，能高效进行实况记录和监控任务，且制作成本低廉，适合规模化生产。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。