本發(fā)明涉及一種低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的高清連續(xù)變焦攝像鏡頭，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)要求攝像鏡頭能快速切換視場(chǎng)、迅速鎖定目標(biāo)時(shí)，對(duì)攝像系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝提出了很高的要求，特別是在低溫狀態(tài)時(shí)，由于不同材料之間的膨脹率存在差異性，不同部件之間的配合間隙將變得非常小甚至直接緊固在一起，運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦力大幅上升，運(yùn)動(dòng)載荷大幅上升。運(yùn)動(dòng)部件的快速移動(dòng)難度大大增加，普通設(shè)計(jì)無(wú)法滿足這種應(yīng)用需求。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)者會(huì)希望盡量縮小運(yùn)動(dòng)導(dǎo)程、減小凸輪槽壓力角，使用膨脹率接近的材料，以減少運(yùn)動(dòng)載荷的上升。但這些邊界條件將限制系統(tǒng)變倍比的增加，阻礙系統(tǒng)緊湊化、輕量化，系統(tǒng)分辨率難以提高。

隨著圖像傳感器的像元尺寸不斷減小，其特征頻率迅速增加，要求光電視頻監(jiān)控能“識(shí)別和認(rèn)知”目標(biāo)；在特殊場(chǎng)合，不僅要求高清成像，還要求能快速切換視場(chǎng)、使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不會(huì)在切換視場(chǎng)過(guò)程中丟失并能迅速鎖定目標(biāo)，尤其是在極端溫度環(huán)境下，要求系統(tǒng)也能可靠工作；且目前整機(jī)系統(tǒng)朝緊湊型、輕量化方向發(fā)展，也迫切要求設(shè)計(jì)者遵循這個(gè)趨勢(shì)，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。為此，解決上述問(wèn)題是本發(fā)明的研究目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的高清連續(xù)變焦攝像鏡頭，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且解決了高清變焦距鏡頭在低溫環(huán)境下無(wú)法快速切換、圖像質(zhì)量低、變倍比低、體積重量大等問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的高清連續(xù)變焦攝像鏡頭，鏡頭包括沿光線入射方向依次布設(shè)的光焦度為正的前固定透鏡組、光焦度為負(fù)的變倍透鏡組、光焦度為正的補(bǔ)償透鏡組、可變光闌以及光焦度為負(fù)的后固定透鏡組；所述前固定透鏡組依次設(shè)置有雙凸透鏡、正月牙透鏡以及由負(fù)月牙透鏡和第二正月牙透鏡密接而成的第一膠合組；所述變倍透鏡組設(shè)置有由第二負(fù)月牙透鏡和第二雙凸透鏡密接而成的第二膠合組、雙凹透鏡；所述補(bǔ)償透鏡組依次設(shè)置有第三雙凸透鏡、由第三負(fù)月牙透鏡和第四雙凸透鏡密接而成的第三膠合組、第三正月牙透鏡；所述后固定透鏡組依次設(shè)置有第二雙凹透鏡、第四正月牙透鏡、平凸透鏡、由第三雙凹透鏡和第五雙凸鏡組密接而成的第四膠合組。

進(jìn)一步地，沿光線入射方向，所述前固定透鏡組和變倍透鏡組之間的空氣間隔是18.1～47.2mm，變倍透鏡組B與補(bǔ)償透鏡組C之間的空氣間隔是2.9～48mm，補(bǔ)償透鏡組C與后固定透鏡組E之間的空氣間隔是2.4～18.4mm。

進(jìn)一步地，所述前固定透鏡組A中，雙凸透鏡A1與正月牙透鏡A2之間的空氣間隔是0.5mm，正月牙透鏡A2與第一膠合組之間的空氣間隔是3.5mm；所述變倍透鏡組B中，第二膠合組與雙凹透鏡B3之間的空氣間隔為5.5mm；所述補(bǔ)償透鏡組C中，雙凸透鏡C1與第三膠合組之間的空氣間隔為0.25mm，第三膠合組與第三正月牙透鏡C4之間的空氣間隔為0.25mm；所述后固定透鏡組E中，第二雙凹透鏡E1與第四正月牙透鏡E2之間的空氣間隔為1mm，第四正月牙透鏡E2與平凸透鏡E3之間的空氣間隔為16mm，平凸透鏡E3與第四膠合組之間的空氣間隔為1.2mm。

進(jìn)一步地，所述第二正月牙透鏡由超低色散材料H-FK61制成。

進(jìn)一步地，位于鏡頭的前、后端分別設(shè)置有長(zhǎng)方形法蘭，所述長(zhǎng)方形法蘭的下部均與位于鏡頭底部的底板固定連接成橋式結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，鏡頭內(nèi)設(shè)置有調(diào)焦機(jī)構(gòu)，所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括安裝于主鏡筒外的調(diào)焦電機(jī)組件和內(nèi)部設(shè)置有前固定透鏡組的前組鏡座，所述前組鏡座座安裝于主鏡筒內(nèi)；所述調(diào)焦電機(jī)組件的電機(jī)輸出端設(shè)置有齒輪，所述齒輪與套置于主鏡筒上的調(diào)焦環(huán)的外齒圈相嚙合，所述前組鏡座上間隔布設(shè)有若干調(diào)焦導(dǎo)釘，所述調(diào)焦導(dǎo)釘穿過(guò)設(shè)置于主鏡筒上的橫槽與開(kāi)設(shè)于調(diào)焦環(huán)上的凸輪槽相連接用于實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)前組鏡座相對(duì)主鏡筒作旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述調(diào)焦環(huán)的前后端分別設(shè)置有精密鋼球，并經(jīng)螺接于主鏡筒前端的調(diào)焦環(huán)鎖緊圈壓緊在主鏡筒上。

進(jìn)一步地，鏡頭內(nèi)還設(shè)置有變焦機(jī)構(gòu)，所述變焦機(jī)構(gòu)包括安裝于主鏡筒后部外側(cè)的變倍電機(jī)組件和設(shè)置于主鏡筒后部?jī)?nèi)側(cè)的變倍鏡座和補(bǔ)償鏡座，所述變倍鏡座內(nèi)設(shè)置有變倍透鏡組，所述補(bǔ)償鏡座內(nèi)設(shè)置有補(bǔ)償透鏡組，補(bǔ)償鏡座和變倍鏡座對(duì)應(yīng)套置于設(shè)置在主鏡筒內(nèi)的兩平行導(dǎo)桿的前后端，所述變倍電機(jī)組件輸出端上的齒輪經(jīng)過(guò)輪與分別與精密電位器的齒輪和套置于主鏡筒上的凸輪的齒輪相嚙合，所述凸輪上開(kāi)設(shè)有變倍曲線槽和補(bǔ)償曲線槽，所述變倍鏡座上設(shè)置有與變倍曲線槽相配合的變倍導(dǎo)釘，所述補(bǔ)償鏡座上設(shè)置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償導(dǎo)釘。

進(jìn)一步地，所述凸輪的前后端對(duì)應(yīng)設(shè)置有于主鏡筒相配合的前精密鋼球和后精密鋼球，并經(jīng)螺接于主鏡筒后端的凸輪鎖緊圈壓緊在主鏡筒上，所述變倍鏡座上設(shè)置有變倍導(dǎo)套，所述導(dǎo)桿的前端穿過(guò)變倍導(dǎo)套與主鏡筒相連接，所述補(bǔ)償鏡座上設(shè)置有補(bǔ)償導(dǎo)套，所述導(dǎo)桿的后端穿過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)套與主鏡筒相連接。

進(jìn)一步地，所述變倍導(dǎo)釘上套置有與變倍曲線槽相配合的變倍磙子，并經(jīng)變倍磙子鎖緊圈鎖緊于變倍導(dǎo)釘上；所述補(bǔ)償導(dǎo)釘上套置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償磙子，并經(jīng)補(bǔ)償磙子鎖緊圈鎖緊于補(bǔ)償導(dǎo)釘上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明利用正組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，有利于提高長(zhǎng)焦分辨率的特點(diǎn)，提高了軸上光線高度最高的前固定透鏡組的光焦度承擔(dān)能力，并使用一片ED（超低色散）材料，有效地降低了光學(xué)鏡頭二級(jí)光譜等像差，使鏡頭的分辨率顯著提高，可與高清晰度的攝像機(jī)適配；合理搭配材料，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的溫度適應(yīng)能力，盡可能減少溫度調(diào)焦頻率，提高系統(tǒng)可靠性；利用正組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)組件導(dǎo)程相對(duì)均勻的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步進(jìn)行約束，減小運(yùn)動(dòng)導(dǎo)程并使變倍、補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)組件導(dǎo)程盡量均勻以減少運(yùn)動(dòng)載荷。利用編寫的宏語(yǔ)言程序?qū)ν馆喦€反復(fù)優(yōu)化，使相鄰視場(chǎng)切換時(shí)凸輪轉(zhuǎn)角進(jìn)一步均勻化；針對(duì)正組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)光學(xué)總長(zhǎng)較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，在后固定透鏡組引入攝遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)具有緊湊化、輕量化的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的長(zhǎng)焦時(shí)的MTF圖；

圖3為本發(fā)明的短焦時(shí)的MTF圖；

圖4為本發(fā)明的鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的圖4的俯視圖；

圖6為本發(fā)明的圖4的右視圖；

圖7為本發(fā)明的調(diào)焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的變焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的與8的A區(qū)放大圖；

圖中：1-凸輪蓋板 2-鏍釘 3-變倍鏡座 4-導(dǎo)桿 5-主鏡筒 51-橫槽 6-前精密鋼球 7-過(guò)輪 8-變倍導(dǎo)釘 9-變倍磙子鎖緊圈 10-變倍磙子 11-精密電位器 12-變倍導(dǎo)套 13-變焦電機(jī)組件 14-凸輪 15-補(bǔ)償導(dǎo)套 16-補(bǔ)償磙子鎖緊圈 17-補(bǔ)償導(dǎo)釘 18-補(bǔ)償磙子 19-后精密鋼球 20-凸輪鎖緊圈　21-補(bǔ)償鏡座　22-光軸 23-調(diào)焦環(huán)鎖緊圈　24-精密鋼球 26-調(diào)焦環(huán) 26a-凸輪槽 27-前組鏡座 28-調(diào)焦導(dǎo)釘 30-調(diào)焦電機(jī)組件 30a-齒輪 31-光軸 32-CCD攝像機(jī)組件 33-控制模塊組件 34-底板 35-變焦微動(dòng)開(kāi)關(guān)組件 36-光闌電機(jī)組件 A-前固定透鏡組 A1-雙凸透鏡 A2-正月牙透鏡 A3-負(fù)月牙透鏡 A4-第二正月牙透鏡 B-變倍透鏡組 B1-第二負(fù)月牙透鏡 B2-第二雙凸透鏡 B3-雙凹透鏡 C-補(bǔ)償透鏡組 C1-第三雙凸透鏡 C2-第三負(fù)月牙透鏡 C3-第四雙凸透鏡 C4-第三正月牙透鏡 D-可變光闌 E-后固定透鏡組 E1-第二雙凹透鏡 E2-第四正月牙透鏡 E3-平凸透鏡 E4-第三雙凹透鏡 E5-第五雙凸鏡組。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下，但本發(fā)明并不限于此。

參考圖1

一種低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的高清連續(xù)變焦攝像鏡頭，包括沿光線入射方向依次布設(shè)布設(shè)于鏡頭內(nèi)且光焦度為正的前固定透鏡組A、光焦度為負(fù)的變倍透鏡組B、光焦度為正的補(bǔ)償透鏡組C、可變光闌D以及光焦度為負(fù)的后固定透鏡組E；所述前固定透鏡組依次設(shè)置有雙凸透鏡A1、正月牙透鏡A2以及由負(fù)月牙透鏡A3和第二正月牙透鏡A4密接而成的第一膠合組；所述變倍透鏡組設(shè)置有由第二負(fù)月牙透鏡B1和第二雙凸透鏡B2密接而成的第二膠合組、雙凹透鏡B3；所述補(bǔ)償透鏡組依次設(shè)置有第三雙凸透鏡C1、由第三負(fù)月牙透鏡C2和第四雙凸透鏡C3密接而成的第三膠合組、第三正月牙透鏡C4；所述后固定透鏡組依次設(shè)置有第二雙凹透鏡E1、第四正月牙透鏡E2、平凸透鏡E3、由第三雙凹透鏡E4和第五雙凸鏡組E5密接而成的第四膠合組。

本實(shí)施例中，沿光線入射方向，所述前固定透鏡組和變倍透鏡組之間的空氣間隔是18.1～47.2mm，變倍透鏡組B與補(bǔ)償透鏡組C之間的空氣間隔是2.9～48mm，補(bǔ)償透鏡組C與后固定透鏡組E之間的空氣間隔是2.4～18.4mm。

本實(shí)施例中，所述前固定透鏡組A中，雙凸透鏡A1與正月牙透鏡A2之間的空氣間隔是0.5mm，正月牙透鏡A2與第一膠合組之間的空氣間隔是3.5mm；所述變倍透鏡組B中，第二膠合組與雙凹透鏡B3之間的空氣間隔為5.5mm；所述補(bǔ)償透鏡組C中，雙凸透鏡C1與第三膠合組之間的空氣間隔為0.25mm，第三膠合組與第三正月牙透鏡C4之間的空氣間隔為0.25mm；所述后固定透鏡組E中，第二雙凹透鏡E1與第四正月牙透鏡E2之間的空氣間隔為1mm，第四正月牙透鏡E2與平凸透鏡E3之間的空氣間隔為16mm，平凸透鏡E3與第四膠合組之間的空氣間隔為1.2mm。

本實(shí)施例中，所述第二正月牙透鏡由超低色散材料H-FK61制成。

本發(fā)明變倍倍數(shù)較大，但系統(tǒng)總長(zhǎng)較短，理論上來(lái)講選擇負(fù)組補(bǔ)償?shù)某跏冀Y(jié)構(gòu)比較有利于提高成像質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)難度，減少鏡片數(shù)量。但負(fù)組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)中，變倍組運(yùn)動(dòng)導(dǎo)程過(guò)長(zhǎng)，補(bǔ)償組行程較短，相鄰視場(chǎng)的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度極度不均勻，難以實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)快速切換，因此選擇正組補(bǔ)償?shù)某跏冀Y(jié)構(gòu)作為起點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)變倍組與補(bǔ)償組運(yùn)動(dòng)導(dǎo)程分配比較均勻，有利于視場(chǎng)快速切換；在玻璃材料的選取方面自由度較大，有利于降低系統(tǒng)的溫度敏感性，降低溫度調(diào)焦頻率，提高可靠性，但在優(yōu)化系統(tǒng)成像質(zhì)量、減小系統(tǒng)總長(zhǎng)、提高透過(guò)率方面難度較大。

在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)前固定透鏡組進(jìn)行復(fù)雜化，增加一個(gè)正透鏡，且選用ED（超低色散）光學(xué)材料，這樣提高了軸上光線高度最高的前固定組的光焦度承擔(dān)能力，有效地降低了光學(xué)鏡頭二級(jí)光譜等像差，分辨率得到顯著提高，達(dá)到超百萬(wàn)像素水平，可與高清晰度的攝像機(jī)適配。進(jìn)一步約束運(yùn)動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)程，約束運(yùn)動(dòng)組件總重量，并使變倍、補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)組件導(dǎo)程盡量均勻以減少運(yùn)動(dòng)載荷。提高快速切換能力；并通過(guò)編寫的宏語(yǔ)言程序優(yōu)化運(yùn)動(dòng)曲線，讓相鄰視場(chǎng)的凸輪切換轉(zhuǎn)角更加均勻化；針對(duì)正組補(bǔ)償結(jié)構(gòu)光學(xué)總長(zhǎng)較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，在后固定組引入攝遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)具有緊湊化、輕量化的特點(diǎn)。

由上述鏡片組構(gòu)成的攝像鏡頭可達(dá)到如下的技術(shù)指標(biāo)：

1、焦距： f′=34mm～300mm±1.5%；

2、相對(duì)孔徑：′=1/5.2；

3、鏡頭分辨率：與百萬(wàn)像素1/3″CCD攝像機(jī)攝像機(jī)(分辨率1024*768，像元尺寸4.65umX4.65um)適配；

5、聚焦微調(diào)；鏡頭具有聚焦微調(diào)微調(diào)功能。

6、聚焦全程變焦時(shí)間不大于4 sec；

7、變焦全程變焦時(shí)間不大于7 sec；

8、工作溫度：-40℃～60℃；

9、振動(dòng)：振幅0.01g²/Hg,頻率5～500 H在；

10、鏡頭外形尺寸：85*85*195；

11、重量：輕量化設(shè)計(jì)，不大于1.95kg；

12、固定視場(chǎng)切換：大視場(chǎng)L：8(H)*6(V) ：中視場(chǎng)M：2(H)*1.5(V) ：小視場(chǎng)S：0.91(H)*0.68(V) 切換時(shí)間：相鄰視場(chǎng)切換時(shí)間Tc≤1.5sec；

13、光軸復(fù)精度：大視場(chǎng)L：0.05密位：中視場(chǎng)M： 0.1密位：小視場(chǎng)S：0.15密位。

本實(shí)施例中，所述主鏡筒的后端連接有CCD攝像機(jī)組件32，所述CCD攝像機(jī)組件上設(shè)置有控制模塊組件33。主鏡筒下部設(shè)置有底板34，位于主鏡筒的中部下側(cè)設(shè)置有變焦微動(dòng)開(kāi)關(guān)組件35，主鏡筒的后側(cè)端下部還設(shè)置有光闌電機(jī)組件36.鏡頭總長(zhǎng)為195mm(含CCD攝像機(jī))，寬為85mm，高85mm。為了承受振幅0.01g²/Hg,頻率為5～500Hg的振動(dòng)及小型化要求，我們采用如圖4至圖6所示的橋式聯(lián)接結(jié)構(gòu),位于鏡頭的前、后端分別設(shè)置有長(zhǎng)方形法蘭，所述長(zhǎng)方形法蘭的下部均與位于鏡頭底部的底板固定連接成橋式結(jié)構(gòu)。選用適當(dāng)?shù)牡装搴穸?，盡可能降低系統(tǒng)的重心，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。所述底板材料為：LY12-cz硬鋁，厚度為10.5mm，系統(tǒng)的中心高為42.5mm。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。光軸復(fù)精度：大視場(chǎng)L：小于0.03密位：中視場(chǎng)M：小于0.7密位：小視場(chǎng)S：小于0.12密位：符合技術(shù)條件要求。

本實(shí)施例中，為了滿足工作溫度的要求，(即高溫60℃，低溫-40℃時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)受熱應(yīng)力的影響，而使鏡片產(chǎn)生彎曲變形，從而影響產(chǎn)品的成像質(zhì)量)，要求選用的前組鏡筒的材料膨脹系數(shù)較小，并且和玻璃的膨脹系數(shù)相近。通過(guò)配型，選用與玻璃材料膨脹系數(shù)相近的低合金鋼16Mn作為前組鏡筒的材料，其膨脹系數(shù)為8.31×10^-6mm/℃與玻璃材料8×10^-6mm/℃非常接近。這樣可以保證在溫度實(shí)驗(yàn)中(溫度變化100℃的情況下)，鏡框與玻璃的膨脹（收縮）差遠(yuǎn)小于鏡框和玻。

本實(shí)施例中，如圖7所示，鏡頭內(nèi)設(shè)置有調(diào)焦機(jī)構(gòu)，所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括安裝于主鏡筒外的調(diào)焦電機(jī)組件30和內(nèi)部設(shè)置有前固定透鏡組A的前組鏡座27，所述前組鏡座座安裝于主鏡筒5內(nèi)；所述調(diào)焦電機(jī)組件的電機(jī)輸出端設(shè)置有齒輪30a，所述齒輪與套置于主鏡筒上的調(diào)焦環(huán)26的外齒圈相嚙合，所述前組鏡座上沿周向間隔布設(shè)有3根調(diào)焦導(dǎo)釘，所述調(diào)焦導(dǎo)釘穿過(guò)設(shè)置于主鏡筒上的橫槽51與開(kāi)設(shè)于調(diào)焦環(huán)上的凸輪槽26a相連接用于實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)前組鏡座相對(duì)主鏡筒作旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)。所述調(diào)焦環(huán)的前后端分別設(shè)置有精密鋼球24，并經(jīng)螺接于主鏡筒前端的調(diào)焦環(huán)鎖緊圈23壓緊在主鏡筒上，從而使調(diào)焦環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以減少凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。當(dāng)調(diào)焦電機(jī)組件的電機(jī)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子做正反向運(yùn)動(dòng)，調(diào)焦電機(jī)組件上的齒輪通過(guò)嚙合帶動(dòng)調(diào)焦環(huán)作正反向運(yùn)動(dòng)，調(diào)焦環(huán)通過(guò)三個(gè)均布的凸輪槽帶動(dòng)三個(gè)均布的調(diào)焦導(dǎo)釘作正反向運(yùn)動(dòng)，三個(gè)均布的調(diào)焦導(dǎo)釘在三個(gè)均布的主鏡筒直槽的限位作用下，帶動(dòng)前組鏡筒,作正反向的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)鏡頭的前固定透鏡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。

本實(shí)例采用：調(diào)焦電機(jī)組件齒輪嚙合圓為Φ12的齒輪。調(diào)焦電機(jī)組件的電機(jī)減速箱減速比256：1，調(diào)焦電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為6510轉(zhuǎn)/分，調(diào)焦環(huán)的嚙合圓為Φ76mm。調(diào)焦環(huán)上三個(gè)均布的凸輪槽的調(diào)焦導(dǎo)程為0.7mm，旋轉(zhuǎn)角為71.5⁰。因此本實(shí)例的調(diào)焦組件全程調(diào)焦時(shí)間t為：t=（1/電機(jī)轉(zhuǎn)速）×（減速箱的減速比）×（調(diào)焦環(huán)嚙合圓直徑/電機(jī)齒輪直徑）×（調(diào)焦環(huán)旋轉(zhuǎn)角/360°）=2.97秒。符合聚焦全程變焦時(shí)間不大于4sec的要求。

本實(shí)施例中，如圖8和圖9所示，鏡頭內(nèi)還設(shè)置有變焦機(jī)構(gòu)，所述變焦機(jī)構(gòu)包括安裝于主鏡筒后部外側(cè)的變倍電機(jī)組件13和設(shè)置于主鏡筒后部?jī)?nèi)側(cè)的變倍鏡座3和補(bǔ)償鏡座21，所述變倍鏡座內(nèi)設(shè)置有變倍透鏡組B，所述補(bǔ)償鏡座內(nèi)設(shè)置有補(bǔ)償透鏡組C，補(bǔ)償鏡座和變倍鏡座對(duì)應(yīng)套置于設(shè)置在主鏡筒內(nèi)的兩平行導(dǎo)桿4的前后端，所述導(dǎo)桿的前端經(jīng)凸輪蓋板1固定在主鏡筒5上，所述凸輪蓋板設(shè)置有與主鏡筒相連接的螺釘2。所述變倍電機(jī)組件輸出端上的齒輪經(jīng)過(guò)輪7與分別與精密電位器11的齒輪和套置于主鏡筒上的凸輪14的齒輪相嚙合，所述凸輪上按光學(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，所述變倍鏡座上設(shè)置有與變倍曲線槽相配合的變倍導(dǎo)釘8，所述補(bǔ)償鏡座上設(shè)置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償導(dǎo)釘17。

本實(shí)施例中，所述凸輪14的前后端對(duì)應(yīng)設(shè)置有于主鏡筒相配合的前精密鋼球6和后精密鋼球19，并經(jīng)螺接于主鏡筒后端的凸輪鎖緊圈20壓緊在主鏡筒上，把凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以減少凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。所述變倍鏡座上緊配有變倍導(dǎo)套12，所述導(dǎo)桿4的前端穿過(guò)變倍導(dǎo)套與主鏡筒相連接，所述補(bǔ)償鏡座上緊配有補(bǔ)償導(dǎo)套15，所述導(dǎo)桿的后端穿過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)套與主鏡筒相連接，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償鏡座和變倍鏡座套置在導(dǎo)桿上。

本實(shí)施例中，所述變倍導(dǎo)釘8上套置有與變倍曲線槽相配合的變倍磙子10，并經(jīng)變倍磙子鎖緊圈9鎖緊于變倍導(dǎo)釘上；所述補(bǔ)償導(dǎo)釘上套置有與補(bǔ)償曲線槽相配合的補(bǔ)償磙子18，并經(jīng)補(bǔ)償磙子鎖緊圈16鎖緊于補(bǔ)償導(dǎo)釘上。

當(dāng)變焦電機(jī)組件的電機(jī)作正負(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，（電機(jī)齒輪通過(guò)過(guò)輪與精密電位器齒輪、凸輪齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)）使精密電位器與凸輪同步旋轉(zhuǎn)。通過(guò)變倍、補(bǔ)償曲線槽及變倍導(dǎo)釘組件、補(bǔ)償導(dǎo)釘組件帶動(dòng)變倍鏡座、補(bǔ)償鏡座按變倍、補(bǔ)償曲線槽的方式運(yùn)動(dòng)。兩條導(dǎo)桿起到支撐，并且改變變倍鏡座、補(bǔ)償鏡座從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成為直線運(yùn)動(dòng)。變倍導(dǎo)套、補(bǔ)償導(dǎo)套是為了增加滑動(dòng)配合長(zhǎng)度，增加變倍鏡座、補(bǔ)償鏡座運(yùn)動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性。這樣通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變倍鏡座、補(bǔ)償鏡座按變倍運(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，使精密電位器旋轉(zhuǎn)，則精密電位器的阻值發(fā)生變化，通過(guò)適當(dāng)?shù)娜与娐房梢匀〕鼍茈娢黄鞯淖兓?，并傳給控制中心，從而實(shí)現(xiàn)變焦值的顯示。

為了實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的使用要求，變倍導(dǎo)套、補(bǔ)償導(dǎo)套與導(dǎo)桿相同材料。由于溫脹系數(shù)相同，在低溫時(shí)變倍導(dǎo)套、補(bǔ)償導(dǎo)套與導(dǎo)桿之間的間隙與常溫時(shí)相同。避免了在低溫時(shí)變倍導(dǎo)套、補(bǔ)償導(dǎo)套與導(dǎo)桿之間間隙變小，摩擦力急速上升，負(fù)載急速增大，相鄰視場(chǎng)切換時(shí)間變慢，以至卡死現(xiàn)像。

為了進(jìn)一步提高低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換速度，如圖8所示，采帶二硫化鉬磙子的變倍導(dǎo)釘組件替代。即變倍磙子10安裝在變倍導(dǎo)釘8上，并用變倍磙子鎖緊圈9鎖緊使變倍磙子能在凸輪變倍曲線槽內(nèi)滾動(dòng)，把變倍導(dǎo)釘在曲線槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以減少凸輪與變倍導(dǎo)釘運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。同理采用帶二硫化鉬磙子的補(bǔ)償導(dǎo)釘組件替代，減少凸輪與補(bǔ)償導(dǎo)釘運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，從而減少低溫環(huán)境下的負(fù)載，提高低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換速度。

本實(shí)例的變焦凸輪的嚙合圓為Φ62mm，變焦電機(jī)組件的嚙合圓直徑為Φ17mm，電機(jī)減速箱的減速比采用76:1，電機(jī)額定速率為5460轉(zhuǎn)/分，變焦凸輪視場(chǎng)切換的最大導(dǎo)程為77.66°，因此變焦組件視場(chǎng)切換的最長(zhǎng)時(shí)間t為：t=（1/電機(jī)轉(zhuǎn)速）×（減速箱的減速比）×（變焦凸輪嚙合圓直徑/變焦電機(jī)齒輪直徑）×（凸輪導(dǎo)程/360°）=（60/5460）×（76）×（62/17）×（77.66/360）=0.66秒。符合切換時(shí)間：相鄰視場(chǎng)切換時(shí)間Tc≤1.5sec的要求。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出不同形式的低溫環(huán)境下視場(chǎng)快速切換的高清連續(xù)變焦攝像鏡頭并不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。