[发明专利]一种激光主动成像照明光源电动扩角镜

说明书

本发明提供一种激光主动成像照明光源电动扩角镜，包括驱动装置和变焦透镜组件，所述变焦透镜组件的两端分别与前固定透镜组件和后固定透镜组件连接，所述驱动装置通过传动装置与变焦组件套筒连接，所述变焦透镜组件位于变焦组件套筒内，两者滑动连接。其优点在于，实现光束发散角的原位、实时、连续调节。本发明的扩角镜具有光束发散角调节范围大、线性度好、体积小、可靠性高，并且具有工程化、标准化及批量化生产的可能性。

技术领域

本发明涉及激光主动照明成像探测、激光主动照明光学系统及机械系统设计技术，具体涉及一种激光主动成像照明光源电动扩角镜。

背景技术

近年来，水下距离选通激光主动成像探测技术成为计算成像领域的研究热点。水下距离选通激光主动成像探测系统的结构及工作原理与激光雷达基本相同，通过调节发射激光束的发散角,将水下一定距离处目标物的全部及其关键特征部位照亮,实现对水下目标物的成像探测与识别。对于近距离的目标物需要尽可能大的视场，而远距离成像探测，则需要发射的激光照明光束具有足够大的发散角。在实际水下成像探测现场作业时，无论目标物的距离远近或尺寸大小，要求照明光束发散角能够实时且动态的覆盖整个目标物光场，即要求成像探测系统激光照明光束发散角与成像传感器视场角实时同步变化。

目前，激光变倍扩束镜的光学及机械设计和制造已经比较成熟，该技术适合于准直光照明的情况，而为了改变成像探测系统向一定距离外发射的激光照明光斑尺寸，则需要改变激光光束的发散角。通常可通过调节扩束物镜与目镜之间的距离来达到调节激光光束发散角的目的。目前，市场上激光变倍扩束镜的光束发散角调节范围普遍较小，并且系统结构复杂，调节过程复杂，光斑尺寸变化的线性度差、成本高、调节效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例针对水下距离选通激光主动成像探测系统的532nm脉冲激光光源，提供了一种激光主动成像照明光源电动扩角镜，利用驱动装置电动控制步进电机正反转，带动主动齿轮转动，并通过从动齿轮传动带动变焦组件套筒转动，使变焦透镜组件沿光轴往复移动，实现光束发散角的原位、实时、连续调节。对入射到扩角镜的口径为10mm激光光束，可使激光光斑口径在空气中30m处的尺寸变化范围达到500-3500mm。其技术方案为，

一种激光主动成像照明光源电动扩角镜，包括驱动装置和变焦透镜组件，所述变焦透镜组件的两端分别与前固定透镜组件和后固定透镜组件连接，所述驱动装置通过传动装置与变焦组件套筒连接，所述变焦透镜组件位于变焦组件套筒内，两者螺纹连接。

进一步的，所述变焦透镜组件包括变焦透镜套筒和变焦透镜镜筒，所述变焦透镜镜筒内设有变焦透镜，所述变焦透镜通过变焦透镜卡环固定在变焦透镜镜筒内，所述变焦透镜镜筒穿过变焦透镜套筒与变焦组件套筒滑动连接。

进一步的，所述变焦透镜镜筒上设有至少一个变焦圆柱导钉，所述变焦透镜套筒上设有与变焦圆柱导钉数量相同的导槽，所述变焦组件套筒内设有内螺旋槽，所述变焦圆柱导钉穿过导槽位于内螺旋槽中，所述变焦组件套筒上设有导钉安装孔。

进一步的，所述前固定透镜组件包括前固定透镜镜筒，所述前固定透镜镜筒内设有前固定透镜，所述前固定透镜通过前固定透镜卡环固定在前固定透镜镜筒内，所述前固定透镜镜筒上设有传动装置。

进一步的，所述后固定透镜组件包括后固定透镜镜筒，所述后固定透镜镜筒内设有后固定透镜，所述后固定透镜通过后固定透镜卡环固定在后固定透镜镜筒内。

进一步的，所述传动装置包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与驱动装置连接，并与从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮固定在变焦组件套筒上，所述驱动装置安装在变焦透镜套筒上。

进一步的，所述变焦透镜套筒为三级阶梯圆筒结构，第一级阶梯内设有内螺纹，与前固定透镜组件连接，第三级阶梯内设有外螺纹与后固定透镜组件连接，第二级阶梯上设有驱动装置，所述变焦组件套筒位于变焦透镜套筒的第三级阶梯外部。

进一步的，设备安装步骤为：