[发明专利]多视场红外光学系统及其径向插入式多视场切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多视场红外光学系统及该光学系统中用于切换不同视场的径向插入式多视场切换装置。

背景技术

现有的多视场红外光学系统中各视场的切换主要采用轴向变倍切换方式，其通过沿光轴移动透镜组改变透镜之间间距进而改变系统焦距实现不同视场的切换，采用这种轴向变倍切换方式参与红外光学成像的透镜数量较多，减少了红外光学系统的透过率，使得透射比下降，从而增加了系统像差，造成每个视场的成像质量均不同程度的受到影响，降低了红外光电探测系统的探测距离和分辨率。中国发明专利公开文件CN202421618U公开了一种多视场切换的红外成像系统，该成像系统是在光路中设有用于沿光轴径向移入、移出从而改变视场的相应透镜组，每个透镜组分别连接有驱动其高速移入、移出相应光轴位置的变倍电机，在各变倍电机上均连接有控制装置，并对应每个透镜组分别设有用于检测相应透镜组移入光轴到位的移入传感器和用于检测相应透镜组移出光轴到位的移出传感器。移入传感器和移出传感器的信号输出端均连接在控制装置上，通过间隔相应透镜组的位置控制对应变倍电机启停。这种多视场切换的红外成像系统的缺陷是：在需要移入或移出相应透镜组到位时，当移入弧移出传感器检测到透镜组到位后立刻通过控制装置控制高速转动的变倍电机迅速停止转动，但变倍电机停止时由于透镜组高速运动会由于惯性力作用而对系统产生较大的冲击，从而造成透镜组偏移光轴位置，导致该红外成像系统容易在进行视场切换时丢失跟踪目标。

发明内容

本发明的目的是：提供一种在视场切换时对系统冲击力较小的多视场红外光学系统。

本发明多视场红外光学系统的技术方案是：一种多视场红外光学系统，包括沿光轴依次设置的调焦透镜单元和图像接收单元，在调焦透镜单元前方的光路上还设有用于切换不同视场的径向插入式多视场切换装置，该径向插入式多视场切换装置包括在电机驱动下移入或移出相应光轴位置的视场切换透镜单元，在对应所述视场切换透镜单元移入相应光轴到位停止和移出光轴到位停止两个工作位置分别设有移入传感器和移出传感器，该移入传感器和移出传感器的输出端连接有控制电机的控制器，所述的径向插入式多视场切换装置还包括安装支架，在该安装支架上固定有延伸方向与光轴垂直的直线导向机构，所述的视场切换透镜单元通过该直线导向机构导向安装在安装支架上，在安装支架上沿所述直线导向机构的延伸方向位于所述移入传感器和移出传感器之间还间隔设有移入减速传感器和移出减速传感器，所述移入减速传感器和移出减速传感器的输出端与所述控制器连接用于根据检测到的视场切换透镜单元移动位置控制电机减速运行。

所述的直线导向机构包括固定在安装支架上部的导向轴及滑动套装在导向轴上的直线轴承，在安装支架下部轴向限位的转动装配有轴线与导向轴平行的丝杠螺母传动机构，该丝杠螺母传动机构的一端与所述电机传动连接，所述视场切换透镜单元的上端与所述直线轴承固定连接，其下端与所述丝杠螺母传动机构中的螺母固定连接。

所述电机为力矩电机，该力矩电机插装在安装支架上对应开设的安装孔内，该力矩电机的转轴与所述丝杠同轴一体设置。

所述的移入传感器和移出传感器以及移入减速传感器和移出减速传感器均由接近开关构成。

所述的视场切换透镜单元由导向装配在安装支架上的透镜座及沿光轴间隔固定在透镜座上的第一透镜和第二透镜组成。

本发明同时还提供了一种径向插入式多视场切换装置，该径向插入式多视场切换装置的技术方案是：一种径向插入式多视场切换装置，包括用于在电机驱动下移入或移出相应光轴位置的视场切换透镜单元，在对应所述视场切换透镜单元移入相应光轴到位和移出光轴到位两个工作位置分别设有移入传感器和移出传感器，所述的径向插入式多视场切换装置包括安装支架，在该安装支架上固定有延伸方向与光轴垂直的直线导向机构，所述的视场切换透镜单元通过该直线导向机构导向安装在安装支架上，在安装支架上沿所述直线导向机构的延伸方向位于所述移入传感器和移出传感器之间还间隔设有移入减速传感器和移出减速传感器，所述移入减速传感器和移出减速传感器的输出端与所述控制器连接用于根据检测到的视场切换透镜单元移动位置控制电机减速运行。

所述的直线导向机构包括固定在安装支架上部的导向轴及滑动套装在导向轴上的直线轴承，在安装支架下部轴向限位的转动装配有轴线与导向轴平行的丝杠螺母传动机构，该丝杠螺母传动机构的一端与所述电机传动连接，所述视场切换透镜单元的上端与所述直线轴承固定连接，其下端与所述丝杠螺母传动机构中的螺母固定连接。