本發(fā)明涉及光學領域，尤其涉及一種15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭及其安裝方法。

背景技術：

隨著非制冷探測器技術的不斷發(fā)展和日益成熟， 長波紅外非制冷光學系統(tǒng)在軍用和民用領域均得到了廣泛的應用，因為紅外鏡頭具有抗干擾性能好；晚間作用距離遠；穿透煙塵、霧霾能力強；可全天候、全天時工作；具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形的能力等優(yōu)點，所以對光學系統(tǒng)的成像質量提出了越來越高的要求。但由于紅外光學材料和機械材料存在一定的熱效應，工作溫度的劇烈變化會對光學系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的影響，例如引起焦距變化、像面漂移、成像質量下降等。因此，為了適應不同環(huán)境溫度，要求紅外鏡頭具有一定的溫度自適應能力；而且在長時間持續(xù)不斷的監(jiān)控左右下，更要求紅外鏡頭具有大范圍的適應不同天氣氣候情況等特點，因此在長時間的監(jiān)測情況下還要鏡頭具有分辨率高、透霧性強、畸變率低，結構簡便，強度可靠、穩(wěn)定性強等特點。然而，市面上大多數(shù)的鏡頭結構復雜，加工難度和成本較高，透霧性差、分辨率低，尤其在夜間監(jiān)測的時候由于環(huán)境溫度基本接近，所以難以區(qū)分所監(jiān)測的事物的形態(tài)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭及其安裝方法，安裝方便，實現(xiàn)根據(jù)溫度變化，實現(xiàn)主鏡筒和外罩之間的位移補償。

本發(fā)明解決技術問題所采用的方案是: 一種15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭，其特征在于：所述鏡頭的光學系統(tǒng)包括沿光線入射方向自左向右依次間隔設置的負光焦度鏡片A、負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C，其中所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B之間的空氣間隔是9.87mm，所述負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C之間的空氣間隔是3.28mm。

進一步的，所述鏡頭的主體結構包括一主鏡筒，所述負光焦度鏡片A、負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C對應設置于主鏡筒內(nèi)。

進一步的，所述鏡頭的主體結構還包括設置于負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B之間的AB隔圈和設置于負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C之間的BC隔圈，所述AB隔圈和BC隔圈分別固定于所述主鏡筒內(nèi)，并且所述AB隔圈兩端部的左右兩側分別設有與所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B兩端部相抵接的第一定位槽；所述BC隔圈兩端部的左右兩側分別設有與所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B兩端部相抵接的第二定位槽。

進一步的，所述主鏡筒的外側緊密套設有一外罩，所述外罩的左右端部處分別套接有與主鏡筒外側配合的前擋圈和后壓圈，所述前擋圈外側與外罩內(nèi)側經(jīng)螺紋連接，所述后壓圈呈L型，與主鏡頭右端的階梯形臺階配合螺紋連接，并且所述后壓圈還與正光焦度鏡片C的端部相頂接。

進一步的，所述主鏡筒外側與前壓圈內(nèi)側相接合位置處還沿周向開設有一環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)配合套設有一密封圈。

進一步的，所述主鏡筒中部還向外延伸有一凸環(huán)，所述凸環(huán)外側與外罩內(nèi)側相抵接，所述凸環(huán)與前擋圈之間形成一容腔，所述容腔內(nèi)設有一將容腔分隔成內(nèi)容腔和外容腔的固定件，所述固定件的左端向內(nèi)延伸至主鏡筒外側形成一第一擋塊；所述固定件的右端向外延伸至外罩內(nèi)側形成第二擋塊，所述內(nèi)容腔內(nèi)設有一第一伸縮環(huán)，所述外容腔內(nèi)設有第二伸縮環(huán)。

進一步的，所述固定件的左右兩端分別與前擋圈和凸環(huán)之間留有第一間隙和第二間隙。

進一步的，所述凸環(huán)右側還向右延伸有一延伸部，所述延伸部的右側與外罩內(nèi)側之間經(jīng)一彈片相抵接。

本發(fā)明還提供一種如上述所述的15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭的安裝方法，包括以下步驟：

步驟S1：將負光焦度鏡片A、AB隔圈、負光焦度鏡片B、BC隔圈和正光焦度鏡片C沿光路的入射方向自左向右依次間隔內(nèi)設于主鏡筒內(nèi)，并且與主鏡筒內(nèi)壁緊密抵合；

步驟S2：將彈片設置于延伸部的右側壁上，并且將前擋圈和后壓圈與主鏡筒的左右兩端配合連接，將固定件設置于前擋圈與凸環(huán)之間，將第一伸縮環(huán)和第二伸縮環(huán)分別設置于固定件的內(nèi)外兩側，使得第一伸縮環(huán)在第一擋塊和凸環(huán)之間移動，第二伸縮環(huán)在前擋圈和第二擋塊之間移動；

步驟S3：將外罩套設與主鏡筒外側，并且外罩內(nèi)側與前擋圈和后壓圈配合連接；

鏡頭在使用過程中，第一伸縮環(huán)和第二伸縮環(huán)隨時溫度變化在內(nèi)容腔和外容腔內(nèi)進行熱脹冷縮，主鏡筒相對外罩位移發(fā)生變化，同時通過彈片補償主鏡筒相對外罩產(chǎn)生的位移變化。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有以下有益效果：鏡頭經(jīng)過一次安裝完成后，通過第一伸縮環(huán)和第二伸縮環(huán)隨時溫度變化在內(nèi)容腔和外容腔內(nèi)進行熱脹冷縮，主鏡筒相對外罩位移發(fā)生變化，同時通過彈片補償主鏡筒相對外罩產(chǎn)生的位移變化，不需要進行二次調(diào)整，使用更便捷；通過AB隔圈、BC隔圈、前擋圈和后壓圈與主鏡筒配合，結構緊湊，鏡頭抗振動的沖擊的能力強；所述主鏡筒采用2024鋁合金材質，不但提升了鏡頭的結構強度，更進一步減重，實現(xiàn)輕量化。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明專利進一步說明。

圖1為本發(fā)明實施例的鏡頭的光學系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的鏡頭的主體結構示意圖。

圖中：

1-外罩；2-第二伸縮環(huán)；3-固定件；30-第一擋塊；31-第二擋塊；4-第一伸縮環(huán)；5-主鏡筒；6-后壓圈；7-前擋圈；8-密封圈；9-AB隔圈；10-BC隔圈；11-彈片；12-容腔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

如圖1～2所示，本實施例的一種一種15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭，其特征在于：所述鏡頭的光學系統(tǒng)包括沿光線入射方向自左向右依次間隔設置的負光焦度鏡片A、負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C，其中所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B之間的空氣間隔是9.87mm，所述負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C之間的空氣間隔是3.28mm。

從上述可知，本發(fā)明的有益效果在于：由上述鏡片組成的光學系統(tǒng)可以達到如下的技術指標：

（1）工作波段：8μm-12μm；

（2）焦距：f′=15mm；

（3）探測器：長波紅外非制冷型640×480，17μm；

（4）視場角FOV：49°；

（5）相對孔徑D/ f′：1/1.0；

（6）光學體積：?48mm×29.64mm（直徑×長度）。

( 7 )各鏡片參數(shù)：

其中，曲率半徑是指每個表面的曲率半徑，間距是指兩相鄰表面間的距離，舉例說明，S1、S2是分別是鏡片A遠離和鄰近鏡片B的表面，S1的間距是指S1與S2表面之間的中心間距，其它依此類推。

在本實施例中，所述鏡頭的主體結構包括一主鏡筒5，所述負光焦度鏡片A、負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C對應設置于主鏡筒5內(nèi)。

在本實施例中，所述鏡頭的主體結構還包括設置于負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B之間的AB隔圈9和設置于負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C之間的BC隔圈10，所述AB隔圈9和BC隔圈10分別固定于所述主鏡筒5內(nèi)，并且所述AB隔圈9兩端部的左右兩側分別設有與所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B兩端部相抵接的第一定位槽；所述BC隔圈10兩端部的左右兩側分別設有與所述負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B兩端部相抵接的第二定位槽。通過第一定位槽限定負光焦度鏡片A和負光焦度鏡片B的位置，同時通過第二定位槽限定負光焦度鏡片B和正光焦度鏡片C之間的位置，保證鏡頭的抗振動和沖擊的能力。

在本實施例中，所述主鏡筒5的外側緊密套設有一外罩1，所述外罩1的左右端部處分別套接有與主鏡筒5外側配合的前擋圈7和后壓圈6，所述前擋圈7外側與外罩1內(nèi)側經(jīng)螺紋連接，所述后壓圈6呈L型，與主鏡頭右端的階梯形臺階配合螺紋連接，并且所述后壓圈6還與正光焦度鏡片C的端部相頂接。所述外罩1通過前擋圈7和后壓圈6與主鏡筒5緊密配合。

在本實施例中，所述主鏡筒5外側與前壓圈內(nèi)側相接合位置處還沿周向開設有一環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)配合套設有一密封圈8。通過密封圈8增加主鏡筒5與外罩1之間的密封性，保證鏡頭的密封性能。

在本實施例中，所述主鏡筒5中部還向外延伸有一凸環(huán)，所述凸環(huán)外側與外罩1內(nèi)側相抵接，所述凸環(huán)與前擋圈7之間形成一容腔12，所述容腔12內(nèi)設有一將容腔12分隔成內(nèi)容腔12和外容腔12的固定件3，所述固定件3的左端向內(nèi)延伸至主鏡筒5外側形成一第一擋塊30；所述固定件3的右端向外延伸至外罩1內(nèi)側形成第二擋塊31，所述內(nèi)容腔12內(nèi)設有一第一伸縮環(huán)4，所述外容腔12內(nèi)設有第二伸縮環(huán)2。前擋圈7、主鏡筒5、凸環(huán)和外罩1之間圍合成所述容腔12，通過固定件3經(jīng)容腔12分隔成內(nèi)容腔12和外容腔12，其中第一伸縮環(huán)4在第一擋塊30和凸環(huán)之間熱脹冷縮，第二伸縮環(huán)2在第二擋塊31和前擋圈7之間熱脹冷縮，保證當外界溫度變化時，通過第一伸縮環(huán)4和第二伸縮環(huán)2使得主鏡筒5相對外罩1位移發(fā)生變化。

在本實施例中，所述固定件3的左右兩端分別與前擋圈7和凸環(huán)之間留有第一間隙和第二間隙。

在本實施例中，所述凸環(huán)右側還向右延伸有一延伸部，所述延伸部的右側與外罩1內(nèi)側之間經(jīng)一彈片11相抵接。通過彈片11補償主鏡筒5相對外罩1產(chǎn)生的位移變化

本發(fā)明還提供一種如上述所述的15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭的安裝方法，包括以下步驟：

步驟S1：將負光焦度鏡片A、AB隔圈9、負光焦度鏡片B、BC隔圈10和正光焦度鏡片C沿光路的入射方向自左向右依次間隔內(nèi)設于主鏡筒5內(nèi)，并且與主鏡筒5內(nèi)壁緊密抵合；

步驟S2：將彈片11設置于延伸部的右側壁上，并且將前擋圈7和后壓圈6與主鏡筒5的左右兩端配合連接，將固定件3設置于前擋圈7與凸環(huán)之間，將第一伸縮環(huán)4和第二伸縮環(huán)2分別設置于固定件3的內(nèi)外兩側，使得第一伸縮環(huán)4在第一擋塊30和凸環(huán)之間移動，第二伸縮環(huán)2在前擋圈7和第二擋塊31之間移動；

步驟S3：將外罩1套設與主鏡筒5外側，并且外罩1內(nèi)側與前擋圈7和后壓圈6配合連接；

鏡頭在使用過程中，第一伸縮環(huán)4和第二伸縮環(huán)2隨時溫度變化在內(nèi)容腔12和外容腔12內(nèi)進行熱脹冷縮，主鏡筒5相對外罩1位移發(fā)生變化，同時通過彈片11補償主鏡筒5相對外罩1產(chǎn)生的位移變化。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種15mm固定結構式無熱化紅外鏡頭及其安裝方法，結構緊湊，安裝方便，可以實現(xiàn)溫度自適應變化，保證鏡頭的成像質量。

上列較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。