CN112285870A - 红外双视场切换镜头及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外双视场切换镜头及其工作方法，其特征在于：镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直；本发明有利于实现不同视场的快速切换。
Description
技术领域：
本发明涉及一种红外双视场切换镜头及工作方法，属于光电技术领域。
背景技术：
红外双视场光学镜头是集红外技术、变焦光学***的优点于一体的红外光学***，具有透过率高、成本低廉、能够实现市场转换的特点；目前双视场红外镜头主要采用相对于轴向移动式的机械结构，该种轴向移动式的机械结构的光轴稳定性不佳，轴向尺寸较大，***切换的时间也较长。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种红外双视场快速切换镜头及工作方法，该红外双视场快速切换镜头结构简单、设计合理，调节方便、轴向尺寸较短。
本发明红外双视场切换镜头，其特征在于：镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直。
进一步的，上述切换镜框内具有两组切换镜片，分别是第一组切换镜片和第二组切换镜片，两组切换镜片的光轴位于同一面内且相互垂直。
进一步的，上述切换镜框由驱动机构驱动转动，所述驱动机构包括固定设在主镜座箱体上的电机架、设在电机架上的驱动电机，所述切换镜框的下部设有转轴和设在转轴上的第一锥齿轮，所述驱动电机输出轴自由端固定设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的周缘设有限位凹槽，所述主镜座箱体上设有弹簧定位销机构和由弹簧定位销机构驱动动作的弹簧定位销，在弹簧定位销在切换镜框、转轴转动到位后驱动***限位凹槽内，在主镜座箱体上设有切换镜框、转轴转动到位时的微动开关，该微动开关作为驱动电机的切断开关。
进一步的，上述切换镜框的上部设有定心结构，所述定心结构包括设在主镜座箱体上的上盖板和与上盖板转动铰接的定心转轴，定心转轴通过紧配合安装于切换镜框的上部通孔，定心转轴通过轴承与上盖板转动铰接，上盖板与主镜座箱体采用螺孔配钻。
进一步的，上述前固定组具有两片透镜，调焦组具有一片透镜，前固定组和调焦组共三片透镜同时装在前组镜座上。
进一步的，上述切换镜片包括四片透镜或者八片透镜，后固定组包括两片透镜。
本发明红外双视场切换镜头的工作方法，其特征在于：所述红外双视场切换镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直；工作时，在需要某一镜头的视场时，驱动切换镜框，使其上的一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴，在需要另一视场时，驱动切换镜框一定角度，使其上的另一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴。
本发明红外双视场切换镜头由于光路中没有轴向运动的光学元件，可以保证其光学***的光轴稳定性、镜头轴向尺寸较小，***切换的时间短，而且小视场透过率高，装配成本相对较低，变焦后焦距精度更好控制。
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。
附图说明：
图1为本发明整机剖视图；
图2为本发明前固定组和调焦组示意图；
图3为本发明切换组和锥齿轮组剖视图；
图4为图3安装示意图。
具体实施方式：
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
本发明红外双视场切换镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组1、调焦组2、切换组3、后镜组4和红外机芯组件5；其中前固定组1和调焦组2安装在镜头前组镜筒6上，切换组3和后镜组4安装在主镜座箱体7上，红外机芯组件5安装在镜头尾部；切换组3包括可进行轴向转动的切换镜框8和设在切换镜框8内至少一组同光轴的切换镜片9，切换镜框8的转动轴10与前固定组、调焦组和后镜组的光轴11位于同一平面（图1所示平面）内且垂直，前固定组1具有两片透镜24，调焦组具有一片透镜25，前固定组和调焦组共三片透镜可以是凹透镜、凸透镜等，它们同时装在镜头前组镜筒6上，调焦组还具有调焦凸轮26和调焦移动座27，用于调焦。
本发明红外双视场切换镜头切换时间短，自锁能力强，并且可调整性高，能抵抗外界震动，可靠性高。
进一步的，为了设计合理、实现双视场，上述切换镜框8内具有两组切换镜片，分别是第一组切换镜片801和第二组切换镜片802，两组切换镜片的光轴位于同一面内且相互垂直，第一组切换镜片801和第二组切换镜片802的光轴在转动轴10上错位90度，当然，还可以有不同设计的错位的角度。
进一步的，上述切换镜框8由驱动机构驱动转动，所述驱动机构包括固定设在主镜座箱体上的电机架12、设在电机架上的驱动电机13，所述切换镜框的下部设有转轴14和设在转轴上的第一锥齿轮15，转轴14上端转动铰接在切换镜框8的下部，在转轴14***套接有轴承，第一锥齿轮15与切换镜框的下部固定连接，所述驱动电机输出轴自由端固定设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮16，第二锥齿轮16与第一锥齿轮的转动轴心线垂直，所述第一锥齿轮15的周缘设有限位凹槽，所述主镜座箱体上设有弹簧定位销机构17和由弹簧定位销机构驱动动作的弹簧定位销18，在弹簧定位销在切换镜框、转轴转动到位后驱动***限位凹槽内，在主镜座箱体上设有切换镜框、转轴转动到位时的微动开关19，该微动开关作为驱动电机的切断开关，工作时，驱动电机13驱动第二锥齿轮16转动，带动第第一锥齿轮15和切换镜框8转动，实现切换镜框8上切换镜片的转动，该切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的镜片实现不同的视场。
进一步的，上述切换镜框8的上部设有定心结构，所述定心结构包括设在主镜座箱体上的上盖板20和与上盖板转动铰接的定心转轴21，定心转轴通过紧配合安装于切换镜框的上部通孔22，定心转轴通过轴承与上盖板转动铰接，上盖板与主镜座箱体采用螺孔配钻；以此将镜头侧装所导致的切换镜座悬臂梁支撑方式变为两端固定支撑，来减缓大过载振动导致的光轴偏移。
在主镜座箱体上位于切换镜框8后侧设有矫正组23。
进一步的，上述切换镜片包括四片透镜或者八片透镜，后固定组包括两片透镜。
本发明红外双视场切换镜头的工作方法，所述红外双视场切换镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直；工作时，在需要某一镜头的视场时，驱动切换镜框，使其上的一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴，在需要另一视场时，驱动切换镜框一定角度，使其上的另一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴。
本发明红外双视场切换镜头由于光路中没有轴向运动的光学元件，可以保证其光学***的光轴稳定性、镜头轴向尺寸较小，***切换的时间短，而且小视场透过率高，装配成本相对较低，变焦后焦距精度更好控制。
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。
Claims (7)
1.一种红外双视场切换镜头，其特征在于：镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直。
2.根据权利要求1所述的红外双视场切换镜头，其特征在于：所述切换镜框内具有两组切换镜片，分别是第一组切换镜片和第二组切换镜片，两组切换镜片的光轴位于同一面内且相互垂直。
3.根据权利要求1所述的红外双视场切换镜头，其特征在于：所述切换镜框由驱动机构驱动转动，所述驱动机构包括固定设在主镜座箱体上的电机架、设在电机架上的驱动电机，所述切换镜框的下部设有转轴和设在转轴上的第一锥齿轮，所述驱动电机输出轴自由端固定设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的周缘设有限位凹槽，所述主镜座箱体上设有弹簧定位销机构和由弹簧定位销机构驱动动作的弹簧定位销，在弹簧定位销在切换镜框、转轴转动到位后驱动***限位凹槽内，在主镜座箱体上设有切换镜框、转轴转动到位时的微动开关，该微动开关作为驱动电机的切断开关。
4.根据权利要求3所述的红外双视场切换镜头，其特征在于：所述切换镜框的上部设有定心结构，所述定心结构包括设在主镜座箱体上的上盖板和与上盖板转动铰接的定心转轴，定心转轴通过紧配合安装于切换镜框的上部通孔，定心转轴通过轴承与上盖板转动铰接，上盖板与主镜座箱体采用螺孔配钻。
5.根据权利要求3所述的红外双视场切换镜头，其特征在于：所述前固定组具有两片透镜，调焦组具有一片透镜，前固定组和调焦组共三片透镜同时装在前组镜座上。
6.根据权利要求3所述的红外双视场切换镜头，其特征在于：所述切换镜片包括四片透镜或者八片透镜，后固定组包括两片透镜。
7.一种红外双视场切换镜头的工作方法，其特征在于：所述红外双视场切换镜头沿光线自左向右方向射入依次设置包括前固定组、调焦组、切换组、后镜组和红外机芯组件；其中前固定组和调焦组安装在镜头前组镜筒上，切换组和后镜组安装在主镜座箱体上，红外机芯组件安装在镜头尾部；切换组包括可进行轴向转动的切换镜框和设在切换镜框内至少一组同光轴的切换镜片，切换镜框的转动轴与前固定组、调焦组和后镜组的光轴位于同一平面内且垂直；工作时，在需要某一镜头的视场时，驱动切换镜框，使其上的一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴，在需要另一视场时，驱动切换镜框一定角度，使其上的另一组切换镜片与前固定组、调焦组和后镜组的光轴同轴。
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