1.本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种双视场变焦镜头及红外热像仪。


背景技术：

2.变焦镜头在变焦过程中，变焦镜头中的变倍镜组通过变焦安装组件安装至变焦镜头中，光轴会随着变倍镜组的移动而发生跳动，光轴的跳动量直接影响成像系统的成像性能。相关技术中，变焦安装组件包括凸轮变焦机构，凸轮变焦机构包括设置有齿轮的圆柱凸轮、与圆柱凸轮相匹配的轴承、导钉、导环等部件，其中，圆柱凸轮的圆周上设置有与变倍镜组相对应的空间曲线导槽，当驱动电机通过齿轮耦合带动圆柱凸轮旋转时，可以将圆柱凸轮的旋转运动转化为变倍镜组沿光轴方向按预定的关系同步移动，然而，凸轮变焦机构通过导钉与曲线槽之间的摩擦促使变倍镜组前后移动，部件之间的磨损较为严重，且齿轮耦合存在回差，导致变焦镜头的变焦精度较低。
3.针对上述相关技术中采用凸轮变焦机构实现变焦，由于运动磨损严重导致变焦精度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种双视场变焦镜头及红外热像仪，以至少解决相关技术中采用凸轮变焦机构实现变焦，由于运动磨损严重导致变焦精度较低的技术问题。
5.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种双视场变焦镜头，包括：镜筒；设置于镜筒内的光学系统，光学系统至少包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜和第二透镜；设置于镜筒外的电动变焦组件，电动变焦组件包括与光学系统的光轴平行的直线导轨、与直线导轨匹配的导轨滑块以及与导轨滑块连接的第一调焦电机，导轨滑块通过变焦转接件与第二透镜连接，第一调焦电机用于驱动第二透镜沿直线导轨运动。
6.进一步地，电动变焦组件还包括设置于镜筒外侧的光电开关，以及连接于变焦转接件的触发组件，光电开关用于根据触发组件的运动位置触发第一调焦电机停机。
7.进一步地，光电开关包括沿光线入射方向设置的第一光电开关和第二光电开关，第一光电开关用于根据触发组件的第一运动位置触发第一调焦电机停机，第二光电开关用于根据触发组件的第二运动位置触发第一调焦电机停机，其中，第一运动位置与光学系统的第一预设焦距匹配，第二运动位置与光学系统的第二预设焦距匹配，第一预设焦距大于第二预设焦距。
8.进一步地，电动变焦组件还包括用于放置第一调焦电机的变焦电机座，第一调焦电机的输出轴末端设置有支撑轴承，以及用于承载支撑轴承的支撑轴承座，变焦电机座和支撑轴承座上均设置有限位开关，限位开关用于限制导轨滑块的移动位置。
9.进一步地，镜筒内设置有用于放置第二透镜的透镜座，第二透镜的透镜座设置有调节组件，调节组件用于调节第二透镜的光轴。
10.进一步地，光学系统还包括沿光线入射方向设置且位于第二透镜之后的第三透镜和第四透镜，镜筒还包括用于放置第三透镜和第四透镜的调焦镜筒，电动变焦组件还包括第二调焦电机，其中，第三透镜固定于调焦镜筒的一端，调焦镜筒内设置有用于放置第四透镜的子镜筒以及与子镜筒连接的凸轮组件，调焦镜筒的筒壁上设置有直线滑槽，凸轮组件用于连接第二调焦电机和子镜筒，第二调焦电机用于驱动子镜筒沿直线滑槽运动。
11.进一步地，凸轮组件包括设置于子镜筒外侧的凸轮镜筒，凸轮镜筒的筒壁设置有导向槽，导向槽内设置有调焦轴承钉、以及与调焦轴承钉相匹配的调焦轴承，调焦轴承钉的一端固定于子镜筒上，调焦轴承钉用于根据凸轮镜筒的转动带动子镜筒运动。
12.进一步地，第二调焦电机的输出轴设置有电机齿轮，凸轮组件还包括与电机齿轮相匹配的凸轮齿轮，电机齿轮与凸轮齿轮啮合。
13.进一步地，双视场变焦镜头还包括电位计，用于调节凸轮镜筒的旋转角度，电位计的输出轴设置有电位计齿轮，电位计齿轮与凸轮齿轮啮合。
14.根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种红外热像仪，包括上述任意一项双视场变焦镜头。
15.在本实用新型实施例中，通过在镜筒外部设置电动变焦组件，电动变焦组件包括与光学系统的光轴平行的直线导轨、与直线导轨匹配的导轨滑块以及与导轨滑块连接的第一调焦电机，导轨滑块通过变焦转接件与第二透镜连接，第一调焦电机用于驱动第二透镜沿直线导轨运动，由于采用导轨滑动变焦的方式，在变焦运动过程中仅具有导轨的滑动摩擦，相比于凸轮机构大大降低了变焦组件的磨损，提高了变焦镜头的变焦精度，进而解决了相关技术中采用凸轮变焦机构实现变焦，由于运动磨损严重导致变焦精度较低的技术问题。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本实用新型实施例的一种双视场变焦镜头的示意图；
18.图2是根据本实用新型实施例的一种可选的双视场变焦镜头的外部结构示意图；
19.图3是根据本实用新型实施例的一种可选的双视场变焦镜头的示意图。
20.附图标号说明：1-镜筒，2-第二透镜b的透镜座，3-变焦转接件，4-支撑轴承，5-调焦镜筒，6-子镜筒，7-调焦隔圈，8-凸轮镜筒，9-调焦轴承，10-调焦轴承钉，11-调焦轴承垫片，12-压圈，13-压圈，14-波形弹簧，15-调整顶丝，16-压圈，17-镜片隔圈，18-压圈，19-端面压圈，20-支撑轴承座，21-温度传感器，22-直线导轨，23-限位开关，24-电位计齿轮，25-电位计架，26-电位计，27-电路板安装架前部，28-第一调焦电机，29-电路板安装架后部，30-光电开关，31-挡杆座，32-挡杆，33-变焦电机座，34-电机齿轮，35-调焦电机架，36-第二调焦电机，37-安装机架，38-第一透镜，39-第二透镜，40-第三透镜，41-第五透镜，42-第六透镜。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
23.根据本实用新型实施例，还提供了一种双视场变焦镜头的实施例，本技术提供了如图1所示的双视场变焦镜头。图1是根据本实用新型实施例的双视场变焦镜头的示意图，如图1所示，双视场变焦镜头包括：
24.镜筒1；设置于镜筒内的光学系统，光学系统至少包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜a和第二透镜b；设置于镜筒1外的电动变焦组件，电动变焦组件包括与光学系统的光轴平行的直线导轨、与直线导轨匹配的导轨滑块以及与导轨滑块连接的第一调焦电机，导轨滑块通过变焦转接件3与第二透镜b连接，第一调焦电机用于驱动第二透镜b沿直线导轨运动。
25.上述第一透镜a可以固定于镜筒1的前端，第二透镜b作为可移动的透镜，通过调节第二透镜b沿光轴方向移动，以实现光学系统焦距的调节，进而实现双视场变焦。第一透镜a的前侧还设置有压圈12，用于将第一透镜a固定在上述镜筒1的前端。
26.图2是根据本实用新型实施例一种可选的双视场变焦镜头的外部结构示意图，如图2所示，镜筒的外部设置有光学系统的光轴平行的直线导轨22，与直线导轨匹配的导轨滑块以及与导轨滑块连接的第一调焦电机28，第一调焦电机28为直线电机，第一调焦电机28的输出轴可以通过法兰与变焦转接件连接，通过第一调焦电机28的输出轴的直线运动带动导轨滑块以及变焦转接件3沿直线导轨前后运动，进而带动第二透镜b沿光轴方向进行直线运动，实现了光学系统的变焦。
27.由于直线导轨和导轨滑块通过滑动运动实现变焦，且组件参与摩擦运动的组件较少，相比于凸轮变焦方式，大大境地了磨损，可以实现快速的变焦，进而实现快速的视场切换，缩短了变焦时间，并且直线导轨和导轨滑块的结构设计简单，易装配，降低安装难度。
28.在一种可选的实施例中，如图1所示，镜筒1内设置有用于放置第二透镜b的透镜座2，第二透镜b的透镜座2设置有调节组件，调节组件用于调节第二透镜的光轴。
29.具体的，第二透镜b的透镜座2可以通过变焦转接件3连接至导轨滑块，第一调焦电机28的输出轴驱动变焦转接件运动，进而带动第二透镜b的透镜座2沿光轴方向前后运动，实现对光学系统的焦距的调节。
30.上述调节组件可以包括波形弹簧14和调整顶丝15，波形弹簧14和调整顶丝15用于在进行光学系统的光轴调试时保证第二透镜b与其他镜片同轴。第二透镜b的透镜座2的前侧还设置有压圈13，用于将第二透镜b固定在上述透镜座2中。
31.本实施例中，通过在镜筒外部设置电动变焦组件，电动变焦组件包括与光学系统
的光轴平行的直线导轨、与直线导轨匹配的导轨滑块以及与导轨滑块连接的第一调焦电机，导轨滑块通过变焦转接件与第二透镜连接，第一调焦电机用于驱动第二透镜沿直线导轨运动，由于采用导轨滑动变焦的方式，在变焦运动过程中仅具有导轨的滑动摩擦，相比于凸轮机构大大降低了变焦组件的磨损，提高了变焦镜头的变焦精度，进而解决了相关技术中采用凸轮变焦机构实现变焦，由于运动磨损严重导致变焦精度较低的技术问题。
32.作为一种可选的实施例，如图2所示，电动变焦组件还包括设置于镜筒外侧的光电开关30，以及连接于变焦转接件的触发组件，光电开关用于根据触发组件的运动位置触发第一调焦电机停机。
33.光电开关30的设置位置与预设的焦距位置对应，触发组件可以随变焦转接件沿光轴方向前后运动，当触发组件运动至光电开关30的设置位置时，触发组件可以触发光电开关30生成光电信号，并控制第一调焦电机28停机，即控制第二透镜b停止运动，第二透镜b的停止位置即预设的焦距位置，使得当前光学系统的焦距达到上述预设的焦距。
34.上述触发组件可以包括连接于挡杆座31、以及固定于挡杆座31上的挡杆32，挡杆座31与变焦转接件连接，并随变焦转接件沿光轴方向前后运动。当挡杆32运动至光电开关30的触发位置(比如，挡杆32运动至光电开关30的出光位置)时，触发生成光电信号，并控制第一调焦电机28停机，焦距调整到位。
35.在一种可选的实施例中，光电开关包括沿光线入射方向设置的第一光电开关和第二光电开关，第一光电开关用于根据触发组件的第一运动位置触发第一调焦电机停机，第二光电开关用于根据触发组件的第二运动位置触发第一调焦电机停机，其中，第一运动位置与光学系统的第一预设焦距匹配，第二运动位置与光学系统的第二预设焦距匹配，第一预设焦距大于第二预设焦距。
36.对于双视场变焦镜头，可以设置沿光线入射方向设置的第一光电开关和第二光电开关，以控制上述第二透镜b在第一预设焦距和第二预设焦距之间进行切换，进而实现双视场的切换。
37.具体的，如图2所示，第一光电开关和第二光电开关沿光线入射方向依次设置，触发组件可以包括连接于挡杆座31和挡杆32，挡杆32可以延伸至第一光电开关和第二光电开关之间的位置，以在第一光电开关和第二光电开关之间运动，上述第一运动位置为第一光电开关的设置位置，上述第二运动位置为第二光电开关的设置位置，当挡杆32向左运动至第一运动位置，挡杆32触发第一光电开关生成光电信息，控制第一调焦电机28停机，以使双视场变焦镜头的视场切换到位，实现第一预设焦距的调整；当挡杆32向右运动至第二运动位置，挡杆32触发第二光电开关生成光电信息，控制第一调焦电机28停机，以使双视场变焦镜头的视场切换到位，实现第二预设焦距的调整，通过上述步骤，可以实现双视场的切换。
38.第一预设焦距和第二预设焦距分别对应于双视场的两个不同焦距，例如，上述第一预设焦距可以为270mm，第二预设焦距可以为120mm。
39.作为一种可选的实施例，如图2所示，电动变焦组件还包括用于放置第一调焦电机28的变焦电机座33，第一调焦电机的输出轴末端设置有支撑轴承4，以及用于承载支撑轴承的支撑轴承座20，变焦电机座33和支撑轴承座20上均设置有限位开关23，限位开关用于限制导轨滑块的移动位置。
40.具体的，限位开关23通过限制导轨滑块的移动位置实现对第一调焦电机28的保护
作用。设置于支撑轴承座20的限位开关用于限制导轨滑块与第一调焦电机28的最远移动位置，设置于变焦电机座33的限位开关用于限制导轨滑块与第一调焦电机28的最近移动位置，第一调焦电机28的输出轴可在上述最远移动位置和最近移动位置之间的范围内进行直线运动，超出该范围即超出了第一调焦电机28的安全运行范围。
41.作为一种可选的实施例，如图1所示，光学系统还包括沿光线入射方向设置且位于第二透镜之后的第三透镜c和第四透镜，镜筒还包括用于放置第三透镜和第四透镜的调焦镜筒5，电动变焦组件还包括第二调焦电机，其中，第三透镜c固定于调焦镜筒5的一端，调焦镜筒5内设置有用于放置第四透镜的子镜筒6以及与子镜筒6连接的凸轮组件，调焦镜筒5的筒壁上设置有直线滑槽，凸轮组件用于连接第二调焦电机和子镜筒6，第二调焦电机用于驱动子镜筒6沿直线滑槽运动。
42.通过在上述第一调焦电机驱动第二透镜b移动进行双视场调焦的基础，增加设置凸轮组件和第二调焦电机对驱动子镜筒6运动作为补充调焦，实现了双视场变焦镜头可以具有两套独立的调焦系统，进而提高了变焦精度。
43.在一种可选的实施例中，第四透镜可以为由多个透镜组成的透镜组，图3是根据本实用新型实施例的一种可选的双视场变焦镜头的示意图，如图3所示，光学系统可以包括沿光线入射方向第一透镜38、第二透镜39、第三透镜40、第五透镜41和第六透镜42，其中，第五透镜41和第六透镜42所组成的透镜组为上述第四透镜。图3中第一透镜38、第二透镜39、第三透镜40、第五透镜41和第六透镜42，分别对应于图1中的第一透镜a、第二透镜b、第三透镜c、第五透镜d和第六透镜e，如图1所示，第三透镜c固定于调焦镜筒5的前部，第三透镜c的前侧还设置有压圈16，压圈16用于将第三透镜c固定于调焦镜筒5，第五透镜d和第六透镜e依次设置于子镜筒6中，且第五透镜d和第六透镜e之间通过镜片隔圈17分开，第六透镜e的后侧设置有用于将第六透镜e固定在子镜筒6上的压圈18。通过凸轮组件和第二调焦电机对驱动子镜筒6在直线滑槽内前后运动，带动第五透镜d和第六透镜e沿光轴方向前后移动，实现了光学系统的调焦。
44.在本实施例中，光学系统设计上仅使用五片透镜镜片，变焦镜头通过第二透镜39的移动实现双视场变焦，当第二透镜39位于前极限位置(即图3中第二透镜39的位置)时，变焦透镜具有最大焦距(例如，270mm)，当第二透镜39位于后极限位置(即图3中第二透镜39和第三透镜40之间虚线透镜的位置)时，变焦透镜具有最小焦距(例如，120mm)，相比于相关技术中变焦镜头的透镜数量，减少了镜片数量，降低了变焦镜头的成本，并且光学系统的结构设计简单，易于装配，降低双视场变焦镜头的组装难度。
45.作为一种可选的实施例，如图1所示，凸轮组件包括设置于子镜筒6外侧的凸轮镜筒8，凸轮镜筒8的筒壁设置有导向槽，导向槽内设置有调焦轴承钉10、以及与调焦轴承钉相匹配的调焦轴承9，调焦轴承钉10的一端固定于子镜筒6上，调焦轴承钉10用于根据凸轮镜筒的转动带动子镜筒运动。
46.可选地，凸轮镜筒8的前端和后端分别设置调焦隔圈7，凸轮镜筒8的后端面还设置有端面压圈19，调焦镜筒5的筒壁上可以设置两个直线滑槽，凸轮镜筒8的筒壁设置有两个导向槽以及凸轮齿轮，两个导向槽可以为空间曲线导向槽，导向槽内设置有调焦轴承9、调焦轴承钉10和调焦轴承垫片11，调焦轴承钉10可以穿过上述直线滑槽固定于子镜筒6上，通过转动凸轮镜筒8，可以驱动调焦轴承9在上述直线滑槽内前后移动，进而带动子镜筒6中的
第五透镜d和第六透镜e沿光轴方向前后移动，实现了光学系统的调焦。
47.作为一种可选的实施例，如图2所示，第二调焦电机36的输出轴设置有电机齿轮34，凸轮组件还包括与电机齿轮34相匹配的凸轮齿轮，电机齿轮34与凸轮齿轮啮合。
48.第二调焦电机通过啮合的电机齿轮34与凸轮齿轮，可以带动凸轮组件的凸轮镜筒旋转，将凸轮镜筒的旋转运动转化为子镜筒6沿导向槽的直线运动，进而实现光学系统的变焦。
49.作为一种可选的实施例，如图2所示，双视场变焦镜头还包括电位计26，用于调节凸轮镜筒8的旋转角度，电位计26的输出轴设置有电位计齿轮24，电位计齿轮24与凸轮齿轮啮合。
50.上述电位计26可以输出凸轮镜筒8的旋转角度，第二调焦电机36带动电位计齿轮24与凸轮齿轮旋转，使得凸轮镜筒8旋转，子镜筒6沿沿直线滑槽前后移动，实现光学系统的调焦，且通过电位器26输出凸轮镜筒8旋转的角度，实现了调焦过程的自动控制。
51.在一种可选的实施中，如图2所示，双视场变焦镜头还包括安装机架37，安装机架37用于安装固定上述电动变焦组件。具体的，安装机架37上设置有调焦电机架35和电位计架25，其中，调焦电机架35用于安装第二调焦电机36，电位计架25用于安装电位计26。安装机架37上还设置有电路板支架，电路板支架用于安装驱动上述电动变焦组件的电路板，电路板支架包括电路板支架前部27和电路板支架后部29，电路板支架前部27和电路板支架后部29组合后可将电路板固定于双视场变焦镜头上。
52.上述双视场变焦镜头的镜筒外还可以设置有温度传感器21，双视场变焦镜头作为红外热像仪的镜头时，温度传感器21可通过检测镜筒的温度，判断红外热像仪的工作状态，实现对红外热像仪的保护，比如，当镜筒的温度超过设定的阈值时，红外热像仪的控制系统可以对红外热像仪进行过温保护。
53.根据本实用新型实施例，还提供了一种红外热像仪的实施例，上述红外热像仪包括上述任意一项双视场变焦镜头。
54.上述红外热像仪可以用于安防监控，通过双视场切换实现宽视场和窄视场的切换，宽视场可用于对目标的捕获，窄视场可用于对目标的跟踪。上述红外热像仪还可以包括与上述双视场变焦镜头匹配的红外光源，例如，红外光源可以为中波红外制冷型640*512/15um探测器。
55.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本实用新型，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本实用新型所必须的。
56.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
57.在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
58.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。