[發明專利]光軸高穩定的三組聯動連續變焦機構

在審

• 申請號: 201810107139.4
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108563004A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 彭建偉;史魁;武力;張越;楊洪濤;曹劍中
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B15/15
• 分類號: G02B15/15
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明提供一種光軸高穩定的三組聯動連續變焦機構，能夠保證長焦距、高變倍比光學系統變焦過程中及振動、沖擊、溫度試驗前后的光軸高穩定。該變焦機構中，變焦凸輪兩端均設置有滾動軸承、調節隔圈和雙鎖緊螺母，直線導桿組件采用了兩組共計四根導桿與三個滑架配合：變倍組滑架和像差穩定組滑架共同在第一長導桿和第二長導桿上沿軸向滑動，補償組滑架在第一短導桿和第二短導桿上沿軸向滑動；變倍組滑架、補償組滑架和像差穩定組滑架均設置有長直線軸承配合的長圓孔和短直線軸承配合的近似圓的短“一”字孔，分別對應于相應的兩根導桿，其中長直線軸承以及長圓孔用于減小視軸跳動，近似圓的短“一”字孔用于防止滑架旋轉及卡死。

技術領域

本發明屬于光電儀器技術領域，具體涉及一種三組聯動連續變焦機構。

背景技術

機載光電穩定平臺中，均會配備連續變焦光學系統。連續變焦光學系統可以根據目標的作用距離和大小，實時連續調整焦距，使目標始終清晰成像于監視尺寸內，完成對目標的持續捕獲跟蹤。現代光電穩定平臺對目標跟蹤、測量、作用距離及其它特殊任務精度指標要求越來越高，連續變焦光學系統的焦距、變倍比及光軸穩定性指標隨之增加。目前常見的連續變焦機構均由兩組運動鏡組聯動實現變焦，這種變焦機構適用于中短焦距，低變倍比的光學系統。對于長焦距、高變倍比的光學系統，兩組聯動結構形式則需要更大的空間尺寸且其像差很難校正。

傳統的兩組連續變焦機構，其運動鏡組均單獨在不同導軌組上滑動，運動鏡組數量的增加會導致導軌組數量的增加，其變倍過程中及振動、沖擊、溫度試驗前后的光軸的高穩定性更加難以保證。光軸穩定性的高低直接影響光學系統的成像質量，進而影響系統的整體性能。

三組運動鏡組聯動的結構形式可以很好的壓縮長焦距、高變倍比的光學系統空間尺寸，且其像差更容易控制。但是，三組運動鏡組聯動的結構形式對于運動鏡組之間的光軸重合性有更高的要求，其光軸穩定性也較難控制，對于結構件的加工和整機的裝調水平都有較高要求，并非簡單的由兩組聯動增加一組運動鏡組，目前尚未見三組運動鏡組聯動的結構設計。

另外，常見的兩組運動鏡組連續變焦機構，例如專利文獻CN201310321160“像面高穩定的電動連續變焦機構”中所公開的，其變焦光組和補償光組分別通過第一鏡筒和第二鏡筒在變焦內筒內滑動實現變焦，第一鏡筒外圓與第二鏡筒外圓與變焦內筒配合作為滑動軌道。為了保證滑動軌道的配合精度，要求變焦內筒的內圓具有很高的圓柱度，在此前提下，在裝配過程需對配合面進行研磨，既要保證運動過程中運動光組的較小跳動，又要保證運動的流暢度，因此研磨程度較難把握，失敗率較高。同時，為了減小光軸的跳動，通常的做法是沿長配合面，但對于這種結構，沿長配合面必然會導致結構上的干涉，若是三組聯動，配合面的長度將進一步壓縮，其光軸的穩定性將難以保證。

發明內容：

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種光軸高穩定的三組聯動連續變焦機構，能夠保證長焦距、高變倍比光學系統變焦過程中及振動、沖擊、溫度試驗前后的光軸高穩定。

為實現上述目的，本發明的解決方案如下：

該光軸高穩定的三組聯動連續變焦機構，包括主鏡筒、變焦凸輪、導向銷釘組件、直線導桿組件、光學鏡組以及相應的滑架；在主鏡筒內，所述滑架與直線導桿組件套接滑動配合；主鏡筒的筒壁開設有讓位槽，導向銷釘組件在該讓位槽處垂直插入主鏡筒內與滑架固定；變焦凸輪安裝于主鏡筒外壁，變焦凸輪上設置有曲線形式的導向限位槽，導向銷釘組件與導向限位槽緊密配合，使得在變焦凸輪的旋轉作用下導向銷釘組件帶動光學鏡組以及相應的滑架沿軸向直線移動實現變焦過程；有別于現有技術的是：

所述光學鏡組以及相應的滑架包括沿軸向依次設置的變倍組滑架及變倍鏡組、補償組滑架及補償鏡組、像差穩定組滑架及像差穩定鏡組；