[发明专利]基于双液体透镜的快速变焦距装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双液体透镜的快速变焦距装置。

背景技术

变焦距光学系统在各式各样的成像系统中扮演着重要角色，焦距的变化可以通过透镜的移动、折射率的变化或者透镜形状的改变来实现。近年来，变焦距光学系统因其快速、连续的目标探测和灵活、方便的像移补偿能力，在航空航天和军事等领域成像系统中得到了越来越广泛的应用。目前变调焦技术按照透镜运动方式可以区分为传统变焦和新型变焦。传统变焦距光学系统通常由几组焦距固定的透镜组件组成，变调焦过程是通过空间凸轮等机械装置改变固定焦距透镜组的相对位置来达到变调焦的目的，这类变焦系统都对机械定位装置和运动部件提出苛刻的精度要求，使传统变焦系统结构复杂，而且成本较高，同时很难实现小型化设计。液体透镜是一种新型光学元件，它是利用某种控制方法来改变镜头的折射率或形状，具有响应速度快、功耗低、无噪声等优点，以此来调整焦距，实现变焦功能，是一种全新的变焦方式。基于液体透镜的变焦系统不需要引入机械运动部件，会大幅度简化现有变焦系统，全面提升稳固性、抗震性、响应速度及功耗等方面性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有装置结构复杂、难以实现小型化设计的问题，提出一种基于双液体透镜的微小型快速变焦距装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现。

一种基于双液体透镜的快速变焦距装置，包括：镜筒、消光罩、手动液体透镜电控装置。其连接关系为：消光罩以顶丝固定于镜筒上，手动液体镜头电控装置中支架用以固定镜筒及电机，通过法兰和齿带传动装置将镜筒后端手动液体镜头旋转装置与电机相连接。

镜筒包括前端固定透镜组、电动液体透镜、后端固定透镜组和手动液体透镜。其连接关系为：前端固定透镜组、电动液体透镜、后端固定透镜组、手动液体透镜依次连接，其中心连线通过成像传感器中心，与系统光轴重合，系统设计为同轴光机结构。

消光罩，固定安装在镜筒后端，用于消光及安装成像器件；

手动液体透镜电控装置包括支架、步进电机、法兰及齿带传动装置。其连接关系为：步进电机固定于支架上，法兰固定于镜筒尾端，齿带传动装置的两个齿带轮分别固定于法兰和步进电机转轴上，由齿带连接。

所述镜筒为基于双液体透镜的快速变焦距系统，其中光束由前端固定透镜组入射到前端固定透镜组表面，透射光线在电动液体透镜位置发生折射后，追迹光线到系统中的后端固定透镜组，入射光线束在后端固定透镜组处折射后，追迹光线到系统中的手动液体透镜，入射光线束到达到成像传感器位置。电动液体透镜和手动液体透镜的表面曲率半径可以发生变化，其焦距可变，从而使系统焦距变化，实现变焦。

所述消光罩设计在侧面开一带状孔，用于齿带穿过。消光罩尾部加工成标准M12×0.5接口，用于安装CMOS成像芯片。

所述手动液体透镜电控装置用于在手动液体透镜上实现电动控制，从而使整个装置程序可控，电控步距角为0.45°。

有益效果

本发明的基于双液体透镜的快速变焦距装置，主要组成部分是由两块液体透镜及一组固定透镜构成的镜筒，镜筒内各透镜间的相对位置无需改变，简化了装置结构，实现了微小型化。手动液体透镜电控装置的步距角满足连续变焦的要求。

附图说明

图1为本发明基于双液体透镜的快速变焦距装置的三维示意图；

图2为镜筒的正视结构图；

图3固定透镜组和液体透镜相结合实现元件不动型变焦光学系统；

图4为消光罩的三维示意图；

图5为手动液体透镜电控装置的三维示意图；

图6为本发明基于双液体透镜的快速变焦距装置的装配示意图。

图中标号

1-镜筒、2-消光罩、3-手动液体透镜电控装置、4-前端固定透镜组、5-电动液体透镜、6-后端固定透镜组、7-手动液体透镜、8-成像传感器、9-法兰、10-支架、11-步进电机、12-齿带传送装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例的基于双液体透镜的快速变焦距装置包括镜筒1、消光罩2、手动液体透镜电控装置3。

其中，本实施例的镜筒1，如图2所示，由一块电动液体透镜、一块手动液体透镜及多块固定透镜组成。