变焦镜头及方法与流程

本发明涉及位移传感器，特别涉及变焦镜头及方法。

背景技术：

在变焦镜头中，公知的有使用圆柱凸轮推动透镜群进行变焦或聚焦的变焦镜头，其中变倍透镜组往往采用一次曲线圆柱凸轮槽，但在高变倍比的变焦镜头中，变倍透镜组往往由两个群组构成，双群组移动行程比大，采用一次曲线圆柱凸轮槽会导致行程小的透镜组移动卡塞。

在高倍变焦镜头中，公知的有使用距离像面最远的前群进行变焦的变焦镜头，因为前群透镜镜片大、重量高，需要使用大功率的直流电机进行驱动，增大了镜头的负重与体积。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种变焦无卡塞、聚焦迅速的变焦镜头。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种变焦镜头，所述变焦镜头包括第一透镜组和第二透镜组；所述变焦镜头进一步包括：

导轨，所述第一透镜组和第二透镜组在所述导轨上沿着所述变焦镜头的光学主轴直线运动；

旋转件，所述旋转件上具有弧形的螺旋通孔组；所述导轨及第一透镜组和第二透镜组设置在所述旋转件内；螺旋通孔的切线在具有所述光学主轴的平面上投影不共线；

连接件，所述连接件穿过所述螺旋通孔并分别连接所述第一透镜组和第二透镜组。

本发明的目的还在于提供了基于上述变焦镜头的变焦方法，该发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

根据上述的变焦镜头的变焦方法，所述变焦方法包括以下步骤：

(a1)驱动所述旋转件绕着变焦镜头的光学主轴转动；

(a2)旋转的螺旋通孔驱动连接件在导轨上直线运动；

连接件拖动第一透镜组和第二透镜组沿着直线移动，移动方向相反；

(a3)第一透镜组和第二透镜组间的距离发生变化，从而实现了变焦。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.第一透镜组和第二透镜组通过连接件设置在导轨，连接件设置在螺旋通孔内，通过旋转件的转动，推动连接件在螺旋通孔内直线运动，从而驱动第一透镜组和第二透镜组同时在导轨上直线移动，进而实现了大范围的快速变焦；

2.变焦镜头采用后聚焦方式，外径小，重量轻，可以采用步进电机驱动的形式实现快速聚焦和自动对焦。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明实施例的变焦镜头的结构简图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例1的变焦镜头的结构简图，如图1所示，所述变焦镜头包括：

从物侧到像侧依次设置在第三透镜组、第一透镜组、第二透镜组、第四透镜组和第五透镜组；所述第三透镜组和第四透镜组固定，所述第一透镜组、第二透镜组和第五透镜组移动，所述第二透镜组用于聚焦和补正变倍的像面变动；

导轨，如具有直线通孔的筒形部件，所述第一透镜组和第二透镜组在所述导轨上沿着所述变焦镜头的光学主轴直线运动；

旋转件，如筒形部件，所述旋转件上具有弧形的螺旋通孔组；所述导轨及第一透镜组和第二透镜组设置在所述旋转件内；螺旋通孔的切线在具有所述光学主轴的平面上投影不共线；

连接件，所述连接件穿过所述螺旋通孔并分别连接所述第一透镜组和第二透镜组；

支架，所述第一透镜组和第二透镜组分别固定在所述支架上，所述连接件穿过所述螺旋通孔后与所述支架固定连接。

为了设置和保护第一透镜组和第二透镜组，进一步地，所述导轨为筒形部件，所述筒形部件上具有沿着平行于所述光学主轴的方向延伸的直线通孔；

所述第一透镜组和第二透镜组设置在所述筒形部件内；所述连接件穿过所述螺旋通孔和直线通孔，并与所述第一透镜组和第二透镜组固定连接，使得连接件在外界驱动下在直线通孔内直线运动。

为了自动化地驱动旋转件的转动，进一步地，所述变焦镜头进一步包括：

马达，如步进电机，所述马达与所述导轨固定连接，所述旋转件在所述马达驱动下绕着所述光学主轴旋转。

为了适于第一透镜组和第二透镜组的直线运动，进一步地，所述螺旋通孔组包括：

第一组螺旋通孔，所述连接件穿过所述第一组螺旋通孔后与所述第一透镜组连接，适于连接第一透镜组的连接件在第一组螺旋通孔内直线运动；

第二组螺旋通孔，所述连接件穿过所述第二组螺旋通孔后与所述第二透镜组连接，适于连接第二透镜组的连接件在第二组螺旋通孔内直线运动；所述第一组螺旋通孔和第二组螺旋通孔不交汇。

为了第一透镜组的快速移动，进一步地，所述第一组螺旋通孔中任一通孔在所述平面上的投影的二阶导数相等。

为了第二透镜组的快速移动，进一步地，所述第二组螺旋通孔中任一通孔在所述平面上的投影的二阶导数不相等。

本发明实施例的变焦方法，也即上述变焦镜头的工作过程，所述变焦方法包括以下步骤：

(a1)在人力或马达驱动下，驱动所述旋转件绕着变焦镜头的光学主轴转动；

(a2)旋转的螺旋通孔驱动连接件在螺旋通孔内直线运行，连接件同时在导轨上直线运动；

连接件拖动第一透镜组和第二透镜组沿着直线移动，移动方向相反；

(a3)第一透镜组和第二透镜组间的距离发生变化，从而实现了变焦。

实施例2：

根据本发明实施例1的变焦镜头及方法在大倍率广视场变焦镜头中的应用例。

在该应用例中，导轨采用第一筒形部件，具有平行于中心轴线的六个直线通孔；第一透镜组和第二透镜组固定在支架上，连接件穿过直线通孔后与支架连接，从而将第一透镜组和第二透镜组设置在第一筒形部件内，且能沿着平行于第一筒形部件的中心轴线(也即光学主轴)的方向直线运动；旋转件采用第二筒形部件，所述第一筒形部件设置在所述第二筒形部件的内部，所述第二筒形部件具有第一组螺旋通孔组、第二组螺旋通孔组，连接第一透镜组的三个连接件自内向外地依次穿过直线通孔和第一螺旋通孔组，连接第二透镜组的三个连接件自内向外地依次穿过直线通孔和第二螺旋通孔组；第一螺旋通孔组的任一通孔在具有所述光学主轴的平面上的投影的二阶导数相等，且不为零；第二螺旋通孔组的任一通孔在具有所述光学主轴的平面上的投影的二阶导数不相等，且均不为零；螺旋通孔及光学主轴在垂直于光学主轴的平面上的投影所形成的弧对应的圆心角小于220度，光学主轴在垂直于光学主轴的平面上的投影位圆心。

本发明实施例的变焦方法，也即上述变焦镜头的工作过程，所述变焦方法包括以下步骤：

(a1)在步进马达驱动下，驱动所述第二筒形部件绕着变焦镜头的光学主轴转动；

(a2)旋转的螺旋通孔驱动连接件在螺旋通孔内直线运行，连接件同时在第一筒形部件的直线通孔内直线运动；

连接件拖动第一透镜组和第二透镜组沿着直线移动，移动方向相反；

(a3)第一透镜组和第二透镜组间的距离发生变化，从而实现了变焦。