長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭及其補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭及其補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、非制冷探測(cè)器技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟，長波紅外非制冷光學(xué)系統(tǒng)在軍事和民用領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。由于紅外光學(xué)材料和機(jī)械材料在溫度變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱形變，因此工作溫度的劇烈變化會(huì)引起光學(xué)系統(tǒng)的焦距變化、像面飄逸、成像質(zhì)量下降等影響。為了消除或降低溫度變化對(duì)光學(xué)系統(tǒng)成像的影響，必須采用相應(yīng)的補(bǔ)償技術(shù)，使光學(xué)系統(tǒng)在一個(gè)較大的溫差范圍內(nèi)保持焦距不變，確保成像質(zhì)量的良好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭及其補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線從左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的鏡片組前組A和光焦度為正的鏡片組后組B，所述前組A包括從左向右依次設(shè)置的月牙形透鏡A-1 ;所述后組B包括負(fù)月牙形透鏡B-1、月牙形透鏡B-2。
[0005]進(jìn)一步的，所述后組B中負(fù)月牙形透鏡B-1和月牙形透鏡B-2之間的空氣間隔為
2.9mm,所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.9_。
[0006]進(jìn)一步的，所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組、后組，所述前組包括前主筒，所述后組包括后主筒，所述月牙形透鏡A-1安裝在前主筒上，所述月牙形透鏡A-1經(jīng)前壓圈旋緊進(jìn)行固定，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2均安裝在后主筒上，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2之間設(shè)置有BC隔圈，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2經(jīng)后壓圈旋緊進(jìn)行固定。
[0007]進(jìn)一步的，所述前主筒與后主筒之間設(shè)置有用于定位保證距離的可通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組，所述伸縮機(jī)構(gòu)組包括伸縮套筒一、固定件、伸縮套筒二。
[0008]進(jìn)一步的，所述前主筒的外部還套設(shè)有外罩，所述外罩與前主筒之間設(shè)置有用于補(bǔ)償位移量的補(bǔ)償彈片，所述外罩經(jīng)密封圈進(jìn)行密封。
[0009]一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭的補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
(1)伸縮機(jī)構(gòu)組通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮，前組發(fā)生位移，后組的位置相對(duì)固定；
(2)前組發(fā)生位移后，補(bǔ)償彈片補(bǔ)償前組產(chǎn)生的位移量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)8?12μπι的寬光譜范圍進(jìn)行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦，這樣鏡頭在中長波范圍都能清晰成像；選用高折射、低色散的光學(xué)玻璃材料，通過設(shè)計(jì)和優(yōu)化，校正了光學(xué)鏡頭的各種像差，使鏡頭實(shí)現(xiàn)高分辨率、大相對(duì)孔徑、低畸變等優(yōu)點(diǎn)；畸變較小，在1%以下，相對(duì)于舊的結(jié)構(gòu)畸變有了更好的控制；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準(zhǔn)確，又盡量使鏡頭的結(jié)構(gòu)緊湊、美觀。通過材料的熱脹冷縮特性，實(shí)現(xiàn)了在不同溫度情況下鏡片之間的空氣距變化調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的成像性能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械被動(dòng)無熱化。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0012]圖1為該發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)示意圖；
圖2為該發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:
A-前組A ;B-后組B ;A-1月牙形透鏡A-1 ;B_1負(fù)月牙形透鏡B_1 ;B_2月牙形透鏡B-2 ；1-前主筒；2_后主筒；3_前壓圈；4-BC隔圈；5_后壓圈；6_伸縮套筒一 ；7_固定件；8_伸縮套筒二 ；9_外罩；10-補(bǔ)償彈片；11-密封圈。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1?2所示，一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線從左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的鏡片組前組A和光焦度為正的鏡片組后組B，所述前組A包括從左向右依次設(shè)置的月牙形透鏡A-1 ;所述后組B包括負(fù)月牙形透鏡B-1、月牙形透鏡B-2。
[0015]在本實(shí)施例中，所述后組B中負(fù)月牙形透鏡B-1和月牙形透鏡B-2之間的空氣間隔為2.9_，所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.9_。
[0016]在本實(shí)施例中，所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組、后組，所述前組包括前主筒1，所述后組包括后主筒2，所述月牙形透鏡A-1安裝在前主筒上，所述月牙形透鏡A-1經(jīng)前壓圈3旋緊進(jìn)行固定，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2均安裝在后主筒上，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2之間設(shè)置有BC隔圈4，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2經(jīng)后壓圈5旋緊進(jìn)行固定。
[0017]在本實(shí)施例中，所述前主筒與后主筒之間設(shè)置有用于定位保證距離的可通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組，所述伸縮機(jī)構(gòu)組包括伸縮套筒一 6、固定件7、伸縮套筒二 8。
[0018]在本實(shí)施例中，所述前主筒的外部還套設(shè)有外罩9，所述外罩與前主筒之間設(shè)置有用于補(bǔ)償位移量的補(bǔ)償彈片10，所述外罩經(jīng)密封圈11進(jìn)行密封，外罩設(shè)計(jì)了 M34X0.75-6g的螺紋牙和攝像機(jī)配合。
[0019]一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭的補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
(1)伸縮機(jī)構(gòu)組通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮，前組發(fā)生位移，后組的位置相對(duì)固定；
(2)前組發(fā)生位移后，補(bǔ)償彈片補(bǔ)償前組產(chǎn)生的位移量。
[0020]在本實(shí)施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo):
1)焦距:f'=13mm ;
2)相對(duì)孔徑F:1.1 ; 3)視場(chǎng)角:2w彡56°;
4)分辨率:可與640*51217 μ m探測(cè)器攝像機(jī)適配；
5)光路總長Σ^ 26.8mm,光學(xué)后截距1' ^ 17.5mm ；
6)適用譜線范圍:8μ m~12 μ m ；
上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線從左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的鏡片組前組A和光焦度為正的鏡片組后組B，所述前組A包括從左向右依次設(shè)置的月牙形透鏡A-1 ;所述后組B包括負(fù)月牙形透鏡B-1、月牙形透鏡B-2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述后組B中負(fù)月牙形透鏡B-1和月牙形透鏡B-2之間的空氣間隔為2.9mm,所述前組A和后組B之間的空氣間隔為4.9mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括前組、后組，所述前組包括前主筒，所述后組包括后主筒，所述月牙形透鏡A-1安裝在前主筒上，所述月牙形透鏡A-1經(jīng)前壓圈旋緊進(jìn)行固定，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2均安裝在后主筒上，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2之間設(shè)置有BC隔圈，所述負(fù)月牙形透鏡B-1與月牙形透鏡B-2經(jīng)后壓圈旋緊進(jìn)行固定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述前主筒與后主筒之間設(shè)置有用于定位保證距離的可通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組，所述伸縮機(jī)構(gòu)組包括伸縮套筒一、固定件、伸縮套筒二。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述前主筒的外部還套設(shè)有外罩，所述外罩與前主筒之間設(shè)置有用于補(bǔ)償位移量的補(bǔ)償彈片，所述外罩經(jīng)密封圈進(jìn)行密封。6.—種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭的補(bǔ)償調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)伸縮機(jī)構(gòu)組通過熱脹冷縮的原理進(jìn)行伸縮，前組發(fā)生位移，后組的位置相對(duì)固定； (2)前組發(fā)生位移后，補(bǔ)償彈片補(bǔ)償前組產(chǎn)生的位移量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線從左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負(fù)的鏡片組前組A和光焦度為正的鏡片組后組B，所述前組A包括從左向右依次設(shè)置的月牙形透鏡A-1；所述后組B包括負(fù)月牙形透鏡B-1、月牙形透鏡B-2。該長波紅外機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭具備大相對(duì)孔徑、IP67防水防塵、低畸變、無熱化補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)；利用材料的熱脹冷縮特性和補(bǔ)償彈片的應(yīng)用，使得無熱化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，整體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更小，重量更輕，光軸穩(wěn)定成像更清晰，可靠性高，在滿足用戶對(duì)產(chǎn)品成像性能的要求上，結(jié)構(gòu)上也更方便客戶使用。
【IPC分類】G02B7/02
【公開號(hào)】CN105388577
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510984662
【發(fā)明人】劉濤, 鄭勇強(qiáng), 周陽
【申請(qǐng)人】福建福光股份有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日