高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組、光焦度為負(fù)的變倍組、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組、可變光欄組件、光焦度為正的后固定組以及濾色片切換器件；所述前固定組依次設(shè)有正月牙透鏡、正月牙透鏡、負(fù)月牙透鏡以及正月牙透鏡，所述變倍組依次設(shè)有雙凹透鏡以及由雙凹透鏡和正月牙透鏡密接的膠合組，所述補(bǔ)償組設(shè)有由雙凹透鏡和正月牙透鏡密接的膠合組；所述后固定組的前部依次設(shè)有雙凸透鏡、負(fù)月牙透鏡、由雙凸透鏡和雙凹透鏡密接的膠合組以及正月牙透鏡，后部依次設(shè)有正月牙透鏡和負(fù)月牙透鏡。本實(shí)用新型具有連續(xù)電動(dòng)變焦、電動(dòng)調(diào)焦、電動(dòng)調(diào)光、濾色片切換、焦距實(shí)時(shí)反饋等功能。
【專利說(shuō)明】高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及視頻技術(shù)的光學(xué)攝像裝置，特別是一種高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)載探測(cè)系統(tǒng)不僅要求體積小、質(zhì)量輕、探測(cè)范圍大，而且要求分辨率高，并能在雨、雪、霧、塵等惡劣天候條件下連續(xù)觀察，對(duì)目標(biāo)既能作大區(qū)域小倍率的全景搜索，又能作小區(qū)域大倍率的放大觀察。傳統(tǒng)的機(jī)械補(bǔ)償式變焦距鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)形式由前固定組、變倍組、補(bǔ)償組和后固定組四個(gè)組元構(gòu)成，但是普遍存在著體積較大、變倍比小、分辨率較低、與高精度攝像機(jī)不匹配、不具備在惡劣天候環(huán)境使用等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高分辨率、大變倍比連續(xù)變焦距鏡頭；該鏡頭克服了現(xiàn)有變焦距鏡頭受限于重量體積較大、變倍比較低、清晰度較差、不能與高精度攝像機(jī)匹配、不具備在惡劣天候環(huán)境使用等缺陷。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E以及濾色片切換器件F ;所述前固定組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、正月牙透鏡A-2、負(fù)月牙透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4，所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述補(bǔ)償組C設(shè)有由雙凹透鏡C-1和正月牙透鏡C-2密接的第二膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有雙凸透鏡E-1、負(fù)月牙透鏡E-2、由雙凸透鏡E-3和雙凹透鏡E-4密接的第三膠合組以及正月牙透鏡E-5，后部依次設(shè)有正月牙透鏡E-6和負(fù)月牙透鏡E-7。
[0005]進(jìn)一步的，所述前固定組A與變倍組B之間的空氣間隔是1.6~95.0_，所述變倍組B與補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是5.3~50.1mm，所述補(bǔ)償組C與后固定組E之間的空氣間隔是3.5~33.0mnin
[0006]進(jìn)一步的，所述前固定組A中的正月牙透鏡A-1與正月牙透鏡A-2之間的空氣間隔是0.2mm,所述正月牙透鏡A-2與負(fù)月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.2mm,所述負(fù)月牙透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是1.1mm。
[0007]進(jìn)一步的，所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1與第一膠合組之間的空氣間隔是1.9mm。 [0008]進(jìn)一步的，所述后固定組E中的雙凸透鏡E-1與負(fù)月牙透鏡E-2之間的空氣間隔是0.2mm,所述負(fù)月牙透鏡E-2與第三膠合組之間的空氣間隔是0.2mm,所述第三膠合組與正月牙透鏡E-5之間的空氣間隔是0.2mm,所述正月牙透鏡E-5與正月牙透鏡E-6之間的空氣間隔是10.5_，所述正月牙透鏡E-6與負(fù)月牙透鏡E-7之間的空氣間隔是3.4_。[0009]進(jìn)一步的，所述鏡頭的調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括安裝在主鏡筒上的調(diào)焦電機(jī)組件和安裝有前固定組A的前組鏡筒，所述前組鏡筒安裝在主鏡筒內(nèi)，所述調(diào)焦電機(jī)組件的齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接，所述調(diào)焦電機(jī)組件的齒輪與調(diào)焦環(huán)的外齒圈相嚙合，所述調(diào)焦環(huán)的內(nèi)螺紋分別與前組鏡筒的外螺紋、主鏡筒的外螺紋相連接，所述前組鏡座上均勻設(shè)置有三個(gè)分別與主鏡筒上的導(dǎo)槽相配合以引導(dǎo)其相對(duì)主鏡筒作旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)的調(diào)焦導(dǎo)釘。
[0010]進(jìn)一步的，所述鏡頭的變焦機(jī)構(gòu)包括變倍電機(jī)組件、安裝有變倍組B的變倍座以及安裝有補(bǔ)償組C的補(bǔ)償座，所述變倍座和補(bǔ)償座分別安裝在主鏡筒內(nèi)的兩導(dǎo)桿的前后端上，所述變倍電機(jī)組件的齒輪經(jīng)過(guò)輪分別與精密電位器的齒輪和凸輪的齒輪相嚙合，所述凸輪的前后端分別經(jīng)前精密鋼球和后精密鋼球安裝在主鏡筒上并由鎖緊螺母壓緊，所述凸輪上開設(shè)有變倍曲線槽和補(bǔ)償曲線槽，所述變倍座上設(shè)置有與變倍曲線槽相配合的變倍導(dǎo)釘，所述補(bǔ)償座上設(shè)置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償導(dǎo)釘。
[0011]進(jìn)一步的，所述濾色片切換器件F包括濾光盤立柱、繞濾光盤立柱平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的濾光盤以及按順序安裝在濾光盤上的三個(gè)濾光片，所述濾光盤安裝在濾光盤套筒內(nèi)，所述濾光盤套筒上裝配有濾光片電機(jī)組件、磁鋼以及與三個(gè)濾光片相應(yīng)的三個(gè)霍爾元件組件，所述濾光片電機(jī)組件的齒輪與濾光盤的齒輪相嚙合。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):在同等尺寸和重量條件下，該高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭比普通光學(xué)鏡頭具有更大的變倍比、更高的分辨率、更寬的氣候適應(yīng)范圍，具有連續(xù)電動(dòng)變焦、電動(dòng)調(diào)焦、電動(dòng)調(diào)光、濾色片切換、焦距實(shí)時(shí)反饋等功能，具備在雨、雪、霧、塵等惡劣天候條件對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)能力，適用于復(fù)雜的機(jī)載環(huán)境條件。
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的外形接口圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例調(diào)焦機(jī)構(gòu)的原理圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例變焦機(jī)構(gòu)的原理圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例濾色片切換器件的原理圖。
[0019]圖6為圖5中A-A處的剖視示意圖。
[0020]圖中:A-前固定組，B-變倍組，C-補(bǔ)償組，D-可變光欄組件，E-后固定組，F(xiàn)-濾色片切換器件，A-1> A_2、A_4、B_3、C_2、E_5、E-6-正月牙透鏡，A_3、E_2、E-7-負(fù)月牙透鏡，B-l、B-2、C-l、E-4-雙凹透鏡，Ε-1、Ε-3-雙凸透鏡；1-主鏡筒，2-變倍座，3-凸輪蓋板，4-內(nèi)六角螺釘，5-精密鋼球，6-變倍導(dǎo)釘，7-變倍導(dǎo)套，8-導(dǎo)桿，9-變倍電機(jī)組件，10-凸輪，11-補(bǔ)償導(dǎo)套，12-補(bǔ)償座，13-補(bǔ)償導(dǎo)釘，14-鎖緊螺母，15-調(diào)焦環(huán)，16-前組鏡筒，17-調(diào)焦導(dǎo)釘,18-調(diào)焦電機(jī)組件，19-濾光盤立柱，20-濾光盤，21-濾光盤套筒，22-濾光片電機(jī)組件，23-磁鋼，24-濾光片A，25-濾光片B，26-濾光片C，27-濾光片壓圈，28-濾光盤壓圈，29-霍爾元件組件A，30-霍爾元件組件B，31-霍爾元件組件C，32-連接套筒，33-光欄調(diào)節(jié)齒輪，34-光欄電機(jī)組件，35-攝像機(jī)組件。【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E以及濾色片切換器件F ;所述前固定組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、正月牙透鏡A-2、負(fù)月牙透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4，所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述補(bǔ)償組C設(shè)有由雙凹透鏡C-1和正月牙透鏡C-2密接的第二膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有雙凸透鏡E-1、負(fù)月牙透鏡E-2、由雙凸透鏡E-3和雙凹透鏡E-4密接的第三膠合組以及正月牙透鏡E-5，后部依次設(shè)有正月牙透鏡E-6和負(fù)月牙透鏡E-7。
[0022]在本實(shí)施例中，所述前固定組A與變倍組B之間的空氣間隔是1.6~95.0_，所述變倍組B與補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是5.3~50.1mm，所述補(bǔ)償組C與后固定組E之間的空氣間隔是3.5~33.0mm。
[0023]在本實(shí)施例中，所述前固定組A中的正月牙透鏡A-1與正月牙透鏡A-2之間的空氣間隔是0.2mm，所述正月牙透鏡A-2與負(fù)月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.2mm，所述負(fù)月牙透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是1.1mm。
[0024]在本實(shí)施例中，所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1與第一膠合組之間的空氣間隔是
1.9mm。
[0025]在本實(shí)施例中，所述后固定組E中的雙凸透鏡E-1與負(fù)月牙透鏡E-2之間的空氣間隔是0.2mm，所述負(fù)月牙透鏡E-2與第三膠合組之間的空氣間隔是0.2mm，所述第三膠合組與正月牙透鏡E-5之間的空氣間隔是0.2mm,所述正月牙透鏡E-5與正月牙透鏡E-6之間的空氣間隔是10.5mm，所述正月牙透鏡E-6與負(fù)月牙透鏡E-7之間的空氣間隔是3.4mm。
[0026]在本實(shí)施例中，該高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭達(dá)到了以下技術(shù)指標(biāo):(I)焦距:r =10.5mm~300mm; (2)視場(chǎng)角范圍:31.9°~1.14° ; (3)相對(duì)孔徑:D/優(yōu)于1/4.2 ； (4)鏡頭分辨率:適配于1/3"百萬(wàn)像素CXD攝像機(jī)或CMOS攝像機(jī)；(5)全程變焦時(shí)間小于6~12秒；(6)工作溫度:_55°C~+65°C，穩(wěn)定時(shí)間2h，能夠正常工作；(7)儲(chǔ)存溫度:-60°C，24 h ,+70°C,48 h ; (8)外形尺寸小于 92mmX92mmX200mm (不含 CCD 機(jī)芯)；(9)總重量小于2Kg ; (10)振動(dòng)功率譜:15~200Hz 0.04g2/Hz，200~300 -4dB/倍頻，300~1000 0.0125g2/Hz，1000~2000 _6dB/倍頻，功能試驗(yàn)時(shí)間為X、Y、Z每個(gè)軸向Ih ；
(11)沖擊環(huán)境試驗(yàn)條件:半正弦波，峰值加速度15g，持續(xù)時(shí)間11ms，速度變化量1.05m/s ；
(12)相鄰濾光片轉(zhuǎn)換時(shí)間小于2秒。
[0027]如圖2所示，該鏡頭總長(zhǎng)為233mm(含CXD攝像機(jī))，寬88.6mm,高88.6mm。為了保證鏡頭振動(dòng)沖擊要求，本實(shí)用新型采用如圖2所示的套筒聯(lián)接結(jié)構(gòu)。連接套筒32后端與光欄座采用法蘭主振連接，連接套筒32前端為安裝接口，采用法蘭連接，位于鏡頭軸向重心處，以增加鏡頭的諧振頻率，避免低頻處產(chǎn)生共振，從而提高了鏡頭的抗振性能。本實(shí)用新型實(shí)施例采用的連接套筒32材料為:LY12-cz硬鋁，最薄壁厚為4.7mm。此樣機(jī)裝調(diào)后，進(jìn)行振動(dòng)、沖擊實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:在振動(dòng)頻率段沒(méi)有產(chǎn)生共振現(xiàn)象，符合技術(shù)條件要求。
[0028]如圖3所示，所述鏡頭的調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括安裝在主鏡筒I上的調(diào)焦電機(jī)組件18和安裝有前固定組A的前組鏡筒16，所述前組鏡筒16安裝在主鏡筒I內(nèi)，所述調(diào)焦電機(jī)組件18的齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接，所述調(diào)焦電機(jī)組件18的齒輪與調(diào)焦環(huán)15的外齒圈相嚙合，所述調(diào)焦環(huán)15的內(nèi)螺紋分別與前組鏡筒16的外螺紋、主鏡筒I的外螺紋相連接，所述調(diào)焦環(huán)15與主鏡筒I之間采用梯形螺紋聯(lián)接，所述調(diào)焦環(huán)15與前組鏡筒16之間采用左旋螺紋聯(lián)接，所述前組鏡座上均勻設(shè)置有三個(gè)分別與主鏡筒I上的導(dǎo)槽相配合以引導(dǎo)其相對(duì)主鏡筒I作旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)的調(diào)焦導(dǎo)釘17。
[0029]當(dāng)調(diào)焦電機(jī)組件18的電機(jī)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子做正反向運(yùn)動(dòng)，調(diào)焦電機(jī)組件18上的齒輪通過(guò)嚙合帶動(dòng)調(diào)焦環(huán)15作正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),調(diào)焦環(huán)15通過(guò)與主鏡筒I相連接的右旋螺紋及前組鏡筒16相連接的左旋螺紋帶動(dòng)前組鏡筒16，并在三個(gè)均布調(diào)焦導(dǎo)釘17的作用下作正反向的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏡頭的前固定組作正反向的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)焦的目的。所述前組鏡筒16與主鏡筒I配合處車一沉槽，以減少配合面，減小摩擦，降低調(diào)焦電機(jī)所需的力矩，同時(shí)不影響調(diào)焦精度。
[0030]在本實(shí)施例中，該調(diào)焦電機(jī)組件18的齒輪嚙合圓為Φ 14，電機(jī)減速箱輸出轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分，調(diào)焦環(huán)15的嚙合圓為Φ85πιπι，調(diào)焦環(huán)15與主鏡筒I的連接螺距為3mm，與前組鏡筒16的連接螺距為0.75 (左旋)，因此調(diào)焦環(huán)15與前組鏡筒16之間的導(dǎo)程為3.75mm。根據(jù)光學(xué)要求，調(diào)焦導(dǎo)程應(yīng)大于1mm。即調(diào)焦環(huán)15應(yīng)旋轉(zhuǎn)96°以上。因此本實(shí)施例的調(diào)焦組件全程調(diào)焦時(shí)間t為:t= (I/電機(jī)齒輪轉(zhuǎn)速)X (調(diào)焦環(huán)15嚙合圓直徑/電機(jī)齒輪直徑)X (調(diào)焦環(huán)15旋轉(zhuǎn)角/360° )=3.24秒，滿足技術(shù)條件=5s的要求。
[0031]如圖4所示，所述鏡頭的變焦機(jī)構(gòu)包括變倍電機(jī)組件9、安裝有變倍組B的變倍座2以及安裝有補(bǔ)償組C的補(bǔ)償座12，所述變倍座2和補(bǔ)償座12分別安裝在主鏡筒I內(nèi)的兩個(gè)導(dǎo)桿8的前后端上，所述兩個(gè)導(dǎo)桿8分別對(duì)稱地用凸輪蓋板3固定在主鏡筒I上，所述變倍座2、補(bǔ)償座12通過(guò)緊配合分別壓在變倍導(dǎo)套7、補(bǔ)償導(dǎo)套11上，并安裝在兩導(dǎo)桿8上。所述變倍電機(jī)組件9的齒輪經(jīng)過(guò)輪分別與精密電位器的齒輪和凸輪10的齒輪相嚙合。凸輪10前后兩端滾道做成錐端軸承形式，分別用前后精密鋼球5支撐，把凸輪10旋轉(zhuǎn)時(shí)的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以減少凸輪10運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，減小變倍電機(jī)所需的力矩。所述凸輪10圓周上按光學(xué)變焦運(yùn)動(dòng)方程的要求銑上變倍曲線槽和補(bǔ)償曲線槽，兩條凸輪槽等寬，嚴(yán)格按照光學(xué)性能曲線加工，加工后凸輪槽的兩端可以作機(jī)械限位。所述變倍座2上設(shè)置有與變倍曲線槽相配合的變倍導(dǎo)釘6，所述補(bǔ)償座12上設(shè)置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償導(dǎo)釘13，所述變倍導(dǎo)釘6和補(bǔ)償導(dǎo)釘13把凸輪10與變倍座2、補(bǔ)償座12連接在一起，使變倍組B移動(dòng)時(shí)，補(bǔ)償組C做相應(yīng)移動(dòng)以做補(bǔ)償。其中，兩個(gè)導(dǎo)桿8起到支撐作用，并且將變倍座2、補(bǔ)償座12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；變倍導(dǎo)套7、補(bǔ)償導(dǎo)套11是為了增加滑動(dòng)配合長(zhǎng)度，增加變倍座2、補(bǔ)償座12運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。裝配時(shí)調(diào)整鎖緊螺母14，使凸輪10運(yùn)轉(zhuǎn)自如，且精密鋼球5相對(duì)凸輪10及軸承環(huán)的間隙為零，保證軸向、徑向精度，然后用三個(gè)錐端緊定螺釘鎖定鎖緊螺母14。
[0032]當(dāng)變倍電機(jī)組件9的轉(zhuǎn)子作正負(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，變倍電機(jī)組件9的齒輪通過(guò)過(guò)輪與精密電位器的齒輪、凸輪10的齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)使精密電位器與凸輪10同步旋轉(zhuǎn)，通過(guò)變倍曲線槽、補(bǔ)償曲線槽及變倍導(dǎo)釘6、補(bǔ)償導(dǎo)釘13帶動(dòng)變倍座2、補(bǔ)償座12分別按變倍曲線槽、補(bǔ)償曲線槽的方式運(yùn)動(dòng)。這樣通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變倍座2、補(bǔ)償座12按變倍運(yùn)動(dòng)方程要求作前后直線運(yùn)動(dòng)，從而使系統(tǒng)的焦距產(chǎn)生變化。當(dāng)系統(tǒng)的焦距發(fā)生變化時(shí)，精密電位器的齒輪通過(guò)過(guò)輪嚙合，使電位器旋轉(zhuǎn)，則電位器的阻值發(fā)生變化，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜与娐房梢匀〕鲭娢黄鞯淖兓?，并傳給控制中心，從而實(shí)現(xiàn)變焦值的顯示。[0033]在本實(shí)施例中，變焦凸輪10的嚙合圓為Φ75mm，變倍電機(jī)組件9嚙合圓直徑為O20mm,電機(jī)減速箱輸出轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分，變焦凸輪10的導(dǎo)程為160°，因此變焦組件的全程變焦時(shí)間t為:t= (I/減速箱轉(zhuǎn)速)X (變焦凸輪嚙合圓直徑/變焦電機(jī)齒輪直徑)X (凸輪導(dǎo)程/360° )= (60/30) X (75/20) X (160/360)=3.33s，符合技術(shù)協(xié)議全程=6s 的要求。
[0034]如圖5飛所示，所述濾色片切換器件F包括濾光盤立柱19、繞濾光盤立柱19平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的濾光盤20以及按順序安裝在濾光盤20上的三片濾光片，所述濾光盤20安裝在濾光盤套筒21內(nèi)，所述濾光盤套筒21上裝配有濾光片電機(jī)組件22、磁鋼23以及與三片濾光片相應(yīng)的三個(gè)霍爾元件組件，所述濾光片電機(jī)組件22的齒輪與濾光盤20的齒輪相嚙合。
[0035]其中，濾光片A24為彩色0.4um-0.7um濾光片，濾光片B25為黑白0.6um_0.9um濾光片，濾光片C26為透霧0.75um-l.0um濾光片，將這三種濾光片按順序裝在濾光盤20上并用濾光片壓圈27壓好，將濾光盤20安裝在濾光盤立柱19上(配合公差取H8/f7)并用濾光盤壓圈28壓緊(間隙取+0.04?0.14)，確保壓緊的濾光盤20能平穩(wěn)地繞濾光盤立柱19旋轉(zhuǎn)，若轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，精修濾光盤20與濾光盤立柱19的配合間隙，使之平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0036]將裝有濾光片的濾光盤20裝在濾光盤套筒21上，按圖5飛的裝配關(guān)系裝上濾光片電機(jī)組件22、霍爾元件組件、磁鋼23。調(diào)整濾光片電機(jī)組件22，使濾光片電機(jī)組件22齒輪與濾光盤20齒輪嚙合順暢，電機(jī)通過(guò)齒輪嚙合能平穩(wěn)帶動(dòng)濾光片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。給霍爾元件組件A29加上5V電源，檢測(cè)霍爾元件輸出端對(duì)地電壓，調(diào)整霍爾元件A的位置，使濾光片A24對(duì)準(zhǔn)光軸時(shí)，磁鋼23靠近霍爾元件組件A29，霍爾元件輸出端從高電平向低電平翻轉(zhuǎn)(即霍爾元件A輸出端的輸出脈沖在下降沿處)，濾光片A24正好在鏡頭光軸中心。同理調(diào)整霍爾元件組件B30、霍爾元件組件C31的位置，使霍爾元件組件B30輸出在下降沿時(shí)，濾光片B25對(duì)準(zhǔn)鏡頭光軸；霍爾元件組件C31輸出在下降沿時(shí)，濾光片C26對(duì)準(zhǔn)鏡頭光軸。把霍爾元件的輸出信號(hào)反饋到中央計(jì)算機(jī)，這樣中央計(jì)算機(jī)要用某種濾光片時(shí)，即讓電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，并且在該霍爾元件收到下降沿信號(hào)時(shí)，切斷電機(jī)電源，該濾光片就準(zhǔn)確地停在鏡頭的光軸處，使鏡頭具備在雨、雪、霧、塵等惡劣天候條件對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的探測(cè)能力。
[0037]在本實(shí)施例中，濾光盤20的嚙合圓為Φ38πιπι，濾光盤電機(jī)組件嚙合圓直徑為Φ 12mm,電機(jī)減速箱輸出轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分，三片濾光片為三等分均布，因此相鄰兩濾色片轉(zhuǎn)換時(shí)間t為:t= (I/減速箱轉(zhuǎn)速)X (濾光盤嚙合圓直徑/濾光盤電機(jī)齒輪直徑)X(120。/360。)= (60/40) X (38/12) X (120/360) =1.58s，符合技術(shù)協(xié)議相鄰濾光片轉(zhuǎn)換寫2s的要求。
[0038]在本實(shí)施例中，所述調(diào)焦電機(jī)、變倍電機(jī)、光欄電機(jī)、濾光盤電機(jī)都安裝有加熱片，在低溫環(huán)境下對(duì)電機(jī)進(jìn)行預(yù)加熱，保證鏡頭在低溫時(shí)(工作溫度:_55°C、65°C)能夠正常工作，確保運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間滿足技術(shù)要求，保證在惡劣天候環(huán)境下的使用性能。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向分別設(shè)有光焦度為正的前固定組A、光焦度為負(fù)的變倍組B、光焦度為負(fù)的補(bǔ)償組C、可變光欄組件D、光焦度為正的后固定組E以及濾色片切換器件F ;所述前固定組A依次設(shè)有正月牙透鏡A-1、正月牙透鏡A-2、負(fù)月牙透鏡A-3以及正月牙透鏡A-4，所述變倍組B依次設(shè)有雙凹透鏡B-1以及由雙凹透鏡B-2和正月牙透鏡B-3密接的第一膠合組，所述補(bǔ)償組C設(shè)有由雙凹透鏡C-1和正月牙透鏡C-2密接的第二膠合組；所述后固定組E的前部依次設(shè)有雙凸透鏡E-1、負(fù)月牙透鏡E-2、由雙凸透鏡E-3和雙凹透鏡E-4密接的第三膠合組以及正月牙透鏡E-5，后部依次設(shè)有正月牙透鏡E-6和負(fù)月牙透鏡E-7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述前固定組A與變倍組B之間的空氣間隔是1.6~95.0mm,所述變倍組B與補(bǔ)償組C之間的空氣間隔是5.3~50.1mm，所述補(bǔ)償組C與后固定組E之間的空氣間隔是3.5~33.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述前固定組A中的正月牙透鏡A-1與正月牙透鏡A-2之間的空氣間隔是0.2mm，所述正月牙透鏡A-2與負(fù)月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.2mm，所述負(fù)月牙透鏡A-3與正月牙透鏡A-4之間的空氣間隔是1.1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述變倍組B中的雙凹透鏡B-1與第一膠合組之間的空氣間隔是1.9_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述后固定組E中的雙凸透鏡E-1與負(fù)月牙透鏡E-2之間的空氣間隔是0.2_，所述負(fù)月牙透鏡E-2與第三膠合組之間的空氣間隔是0.2mm，所述第三膠合組與正月牙透鏡E-5之間的空氣間隔是0.2mm，所述正月牙透鏡E-5與正月牙透鏡E-6之間的空氣間隔是10.5mm，所述正月牙透鏡E-6與負(fù)月牙透鏡E-7之間的空氣間隔是3.4_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括安裝在主鏡筒上的調(diào)焦電機(jī)組件和安裝有前固定組A的前組鏡筒，所述前組鏡筒安裝在主鏡筒內(nèi)，所述調(diào)焦電機(jī)組件的齒輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接，所述調(diào)焦電機(jī)組件的齒輪與調(diào)焦環(huán)的外齒圈相嚙合，所述調(diào)焦環(huán)的內(nèi)螺紋分別與前組鏡筒的外螺紋、主鏡筒的外螺紋相連接，所述前組鏡座上均勻設(shè)置有三個(gè)分別與主鏡筒上的導(dǎo)槽相配合以引導(dǎo)其相對(duì)主鏡筒作旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)的調(diào)焦導(dǎo)釘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的變焦機(jī)構(gòu)包括變倍電機(jī)組件、安裝有變倍組B的變倍座以及安裝有補(bǔ)償組C的補(bǔ)償座，所述變倍座和補(bǔ)償座分別安裝在主鏡筒內(nèi)的兩導(dǎo)桿的前后端上，所述變倍電機(jī)組件的齒輪經(jīng)過(guò)輪分別與精密電位器的齒輪和凸輪的齒輪相嚙合，所述凸輪的前后端分別經(jīng)前精密鋼球和后精密鋼球安裝在主鏡筒上并由鎖緊螺母壓緊，所述凸輪上開設(shè)有變倍曲線槽和補(bǔ)償曲線槽，所述變倍座上設(shè)置有與變倍曲線槽相配合的變倍導(dǎo)釘，所述補(bǔ)償座上設(shè)置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償導(dǎo)釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率、大變倍比機(jī)載變焦距鏡頭，其特征在于:所述濾色片切換器件F包括濾光盤立柱、繞濾光盤 立柱平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的濾光盤以及按順序安裝在濾光盤上的三個(gè)濾光片，所述濾光盤 安裝在濾光盤套筒內(nèi)，所述濾光盤套筒上裝配有濾光片電機(jī)組件、磁鋼以及與三個(gè)濾光片相應(yīng)的三個(gè)霍爾元件組件，所述濾光片電機(jī)組件的齒輪與濾光 盤的齒輪相哨合。
【文檔編號(hào)】G02B7/00GK203643676SQ201320859915
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】林春生, 肖維軍, 陳鵬, 劉輝 申請(qǐng)人:福建福光數(shù)碼科技有限公司