CN106094174A - 远红外长波远摄高透雾性无热化镜头及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头及其制作方法，包括光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片和后组镜片，所述前组镜片和后组镜片的光焦度均为正，所述前组镜片和后组镜片均为月牙形透镜。本装置结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头及其制作方法。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展、非制冷探测器技术的不断发展和日益成熟，长波红外非制冷光学系统在军事和民用领域均得到了广发应用。由于红外光学材料和机械材料在温度变化时会产生热形变，因此工作温度的剧烈变化会引起光学系统的焦距变化、像面飘逸、成像质量下降等影响。为了消除或降低温度变化对光学系统成像的影响，必须采用相应的补偿技术，使光学系统在一个较大的温差范围内保持焦距不变，确保成像质量的良好。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头及其制作方法，该非制冷长波红外光学机械无热化镜头具备大相对孔径、IP67防水防尘、低畸变、无热化补偿等优点，通过机械无热化的设计，并且利用材料的热胀冷缩特性和补偿弹片的应用，使得无热化设计结构更加简单，整体产品的结构更小，更清，在满足用户对产品成像性能的要求上，结构上也更方便客户使用。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，包括光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片和后组镜片，所述前组镜片和后组镜片的光焦度均为正，所述前组镜片和后组镜片均为月牙形透镜。
进一步的，所述前组镜片和后组镜片之间的空气间隔为44.94mm。
进一步的，还包括机械系统，所述机械系统包括套筒，所述套筒内前部设置有用于安装前组镜片的前主筒，套筒内后部设置有用于安装后组镜片的后主筒，所述前、后主筒之间设置有用于保证前、后组镜片距离的通过热胀冷缩原理进行伸缩的伸缩组件。
进一步的，所述前主筒前部设置有旋紧固定前组镜片的前压圈，所述后主筒上设置有旋紧固定后组镜片的后压圈。
进一步的，所述伸缩组件包括相嵌套的内套筒和外套筒，所述内、外套筒之间设置有筒状固定件，所述固定件内侧壁前端设置有用于顶抵住内套筒前端部的环形内凸起，所述固定件外侧壁后端设置有用于顶抵住外套筒后端部的环形外凸起；所述内套筒后端顶抵在后主筒上，所述外套筒的前端顶抵在套筒上。
进一步的，所述套筒后端设置有用于顶抵住后主筒的后挡圈，所述后主筒与后挡圈之间设置有补偿弹片，该补偿弹片用于补偿前主筒因伸缩组件的热胀冷缩而造成的位移量，所述后主筒与套筒之间的位置相对固定。
进一步的，所述套筒外部还套设有外罩，所述外罩上设置有用于套筒微调的调节螺钉，所述外罩后端设置有用于与摄像机配合的外螺纹，所述外罩前端设置有用于保护镜片的前镜盖，所述外罩与套筒之间、套筒与前主筒之间均设置有O型圈。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头的制作方法，按以下步骤进行：
（1）光学系统制作：包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片和后组镜片，前组镜片和后组镜片的光焦度均为正、均为月牙形透镜、且两者之间的空气间隔为44.94mm；
（2）机械系统制作：包括套筒，在套筒内前部设置用于安装前组镜片的前主筒，套筒内后部设置用于安装后组镜片的后主筒，并在前、后主筒之间设置用于保证前、后组镜片距离的通过热胀冷缩原理进行伸缩的伸缩组件，该伸缩组件包括相嵌套的内套筒和外套筒，内、外套筒之间设置筒状固定件，固定件内侧壁前端设置用于顶抵住内套筒前端部的环形内凸起，固定件外侧壁后端设置用于顶抵住外套筒后端部的环形外凸起；内套筒后端顶抵在后主筒上，外套筒的前端顶抵在套筒上；筒后端设置用于顶抵住后主筒的后挡圈，后主筒与后挡圈之间设置有补偿弹片，该补偿弹片用于补偿前主筒因伸缩组件的热胀冷缩而造成的位移量，后主筒与套筒之间的位置相对固定。
进一步的，所述前主筒前部设置有旋紧固定前组镜片的前压圈，所述后主筒上设置有旋紧固定后组镜片的后压圈。
进一步的，所述套筒外部还套设有外罩，所述外罩上设置有用于套筒微调的调节螺钉，所述外罩后端设置有用于与摄像机配合的外螺纹，所述外罩前端设置有用于保护镜片的前镜盖，所述外罩与套筒之间、套筒与前主筒之间均设置有O型圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在光学设计时，对8～12μm的宽光谱范围进行像差校正和平衡，使镜头在宽光谱范围都具有优良的像质，实现了宽光谱共焦，这样镜头在中长波范围都能清晰成像；选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过设计和优化，校正了光学镜头的各种像差，使镜头实现高分辨率、大相对孔径、低畸变等优点；畸变较小，在1%以下，相对于旧的结构畸变有了更好的控制；在结构设计时，既保证镜头的同心度、精度和轴向位置的准确, 又尽量使镜头的结构紧凑、美观；通过材料的热胀冷缩特性，实现了在不同温度情况下镜片之间的空气距变化调整光学系统的成像性能，实现机械被动无热化。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例中光学系统的构造示意图。
图2为本发明实施例的构造示意图。
图中：A-前组镜片，B-后组镜片，L-空气间隔，1-外罩，11-O型圈，12-调节螺钉，13-外螺纹，14-前镜盖，2-套筒，3-前主筒，31-前压圈，4-后主筒，41-后压圈，5-外套筒，6-固定件，7-内套筒，8-补偿弹片，9-后挡圈。
具体实施方式
实施例一：如图1~2所示，一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，包括光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片A和后组镜片B，所述前组镜片和后组镜片的光焦度均为正，所述前组镜片和后组镜片均为月牙形透镜。
本实施例中，所述前组镜片和后组镜片之间的空气间隔L为44.94mm。
本实施例中，还包括机械系统，所述机械系统包括套筒2，所述套筒内前部设置有用于安装前组镜片的前主筒3，套筒内后部设置有用于安装后组镜片的后主筒4，所述前、后主筒之间设置有用于保证前、后组镜片距离的通过热胀冷缩原理进行伸缩的伸缩组件。
本实施例中，所述前主筒前部设置有旋紧固定前组镜片的前压圈31，所述后主筒上设置有旋紧固定后组镜片的后压圈41。
本实施例中，所述伸缩组件包括相嵌套的内套筒7和外套筒5，所述内、外套筒之间设置有筒状固定件6，所述固定件内侧壁前端设置有用于顶抵住内套筒前端部的环形内凸起，所述固定件外侧壁后端设置有用于顶抵住外套筒后端部的环形外凸起；所述内套筒后端顶抵在后主筒上，所述外套筒的前端顶抵在套筒上。
本实施例中，所述套筒后端设置有用于顶抵住后主筒的后挡圈9，所述后主筒与后挡圈之间设置有补偿弹片8，该补偿弹片用于补偿前主筒因伸缩组件的热胀冷缩而造成的位移量，所述后主筒与套筒之间的位置相对固定。
本实施例中，所述套筒2外部还套设有外罩1，所述外罩上设置有用于套筒微调的调节螺钉12，所述外罩后端设置有用于与摄像机配合的外螺纹13，所述外罩前端设置有用于保护镜片的前镜盖14，所述外罩与套筒之间、套筒与前主筒之间均设置有O型圈11。
在本实施例中，由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：
1) 焦距：f′=50mm；
2) 相对孔径F：1.0；
3) 视场角：2w≥16°；
4) 分辨率：可与640×512 17μm探测器摄像机适配；
5) 光路总长∑≤68.49mm，光学后截距l′≥11.53mm；
6) 适用谱线范围：8μm~12μm；
在本实施例中，补偿调节包括以下步骤：
（1）伸缩组件通过热胀冷缩的原理进行伸缩，前主筒、后主筒与套筒之间的位置相对移动；
（2）前主筒发生位移后，补偿弹片补偿前主筒产生的位移量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：包括光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片和后组镜片，所述前组镜片和后组镜片的光焦度均为正，所述前组镜片和后组镜片均为月牙形透镜。
2.根据权利要求1所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：所述前组镜片和后组镜片之间的空气间隔为44.94mm。
3.根据权利要求2所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：还包括机械系统，所述机械系统包括套筒，所述套筒内前部设置有用于安装前组镜片的前主筒，套筒内后部设置有用于安装后组镜片的后主筒，所述前、后主筒之间设置有用于保证前、后组镜片距离的通过热胀冷缩原理进行伸缩的伸缩组件。
4.根据权利要求3所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：所述前主筒前部设置有旋紧固定前组镜片的前压圈，所述后主筒上设置有旋紧固定后组镜片的后压圈。
5.根据权利要求3所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：所述伸缩组件包括相嵌套的内套筒和外套筒，所述内、外套筒之间设置有筒状固定件，所述固定件内侧壁前端设置有用于顶抵住内套筒前端部的环形内凸起，所述固定件外侧壁后端设置有用于顶抵住外套筒后端部的环形外凸起；所述内套筒后端顶抵在后主筒上，所述外套筒的前端顶抵在套筒上。
6.根据权利要求5所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：所述套筒后端设置有用于顶抵住后主筒的后挡圈，所述后主筒与后挡圈之间设置有补偿弹片，该补偿弹片用于补偿前主筒因伸缩组件的热胀冷缩而造成的位移量，所述后主筒与套筒之间的位置相对固定。
7.根据权利要求6所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头，其特征在于：所述套筒外部还套设有外罩，所述外罩上设置有用于套筒微调的调节螺钉，所述外罩后端设置有用于与摄像机配合的外螺纹，所述外罩前端设置有用于保护镜片的前镜盖，所述外罩与套筒之间、套筒与前主筒之间均设置有O型圈。
8.一种远红外长波远摄高透雾性无热化镜头的制作方法，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）光学系统制作：包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片和后组镜片，前组镜片和后组镜片的光焦度均为正、均为月牙形透镜、且两者之间的空气间隔为44.94mm；
（2）机械系统制作：包括套筒，在套筒内前部设置用于安装前组镜片的前主筒，套筒内后部设置用于安装后组镜片的后主筒，并在前、后主筒之间设置用于保证前、后组镜片距离的通过热胀冷缩原理进行伸缩的伸缩组件，该伸缩组件包括相嵌套的内套筒和外套筒，内、外套筒之间设置筒状固定件，固定件内侧壁前端设置用于顶抵住内套筒前端部的环形内凸起，固定件外侧壁后端设置用于顶抵住外套筒后端部的环形外凸起；内套筒后端顶抵在后主筒上，外套筒的前端顶抵在套筒上；筒后端设置用于顶抵住后主筒的后挡圈，后主筒与后挡圈之间设置有补偿弹片，该补偿弹片用于补偿前主筒因伸缩组件的热胀冷缩而造成的位移量，后主筒与套筒之间的位置相对固定。
9.根据权利要求8所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头的制作方法，其特征在于：所述前主筒前部设置有旋紧固定前组镜片的前压圈，所述后主筒上设置有旋紧固定后组镜片的后压圈。
10.根据权利要求6所述的远红外长波远摄高透雾性无热化镜头的制作方法，其特征在于：所述套筒外部还套设有外罩，所述外罩上设置有用于套筒微调的调节螺钉，所述外罩后端设置有用于与摄像机配合的外螺纹，所述外罩前端设置有用于保护镜片的前镜盖，所述外罩与套筒之间、套筒与前主筒之间均设置有O型圈。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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