CN106443982A - 一种标准型光学无热化镜头及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种标准型光学无热化镜头及其制作方法，包括主镜筒，所述主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A、负透镜B和正透镜C，所述正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，所述负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。本装置采用主镜筒一体化设计，实现了结构极其轻巧，安装简单方便，大大降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种标准型光学无热化镜头及其制作方法。
背景技术
长波红外非制冷光学系统在军用和民用领域均得到了广泛的应用，因为红外镜头具有抗干扰性能好；晚间作用距离远；穿透烟尘、雾霾能力强；可全天候、全天时工作；具有多目标全景观察、追踪和目标识别能力及良好的抗目标隐形的能力等优点，所以对光学系统的成像质量提出了越来越高的要求。但由于红外光学材料和机械材料存在一定的热效应，工作温度的剧烈变化会对光学系统产生严重的影响，例如引起焦距变化、像面漂移、成像质量下降等。因此，为了适应不同环境温度，要求红外镜头具有一定的温度自适应能力；另外，市面上大多数的镜头结构复杂，加工难度和成本较高，因此也需要镜头具有结构简便易加工性、实用型强，无需人为多次调整使其在-40℃—80℃温度下保持焦面稳定。
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标准型光学无热化镜头及其制作方法，采用主镜筒一体化设计，实现了结构极其轻巧，安装简单方便，大大降低了成本。
为了解决上述技术问题，本发明的一种技术方案是：一种标准型光学无热化镜头，包括主镜筒，所述主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A、负透镜B和正透镜C，所述正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，所述负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。
进一步的，所述正透镜A、负透镜B和正透镜C均采用硫系玻璃。
进一步的，所述主镜筒前端设置有压紧正透镜A的前压圈和密封圈，所述正透镜A和负透镜B之间设置有AB隔圈，所述负透镜B和正透镜C之间设置有BC隔圈。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种标准型光学无热化镜头的制作方法，按以下步骤进行：在主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A、负透镜B和正透镜C，正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。
进一步的，所述正透镜A、负透镜B和正透镜C均采用硫系玻璃。
进一步的，所述主镜筒前端设置有压紧正透镜A的前压圈和密封圈，所述正透镜A和负透镜B之间设置有AB隔圈，所述负透镜B和正透镜C之间设置有BC隔圈。
本发明在于为了避免通过多次调节后截距来适应温度变化对镜头成像的影响，通过光学镜片间根据环境温度自行调整自身折射率使镜头实现无热化，大大提高镜头的实用性。在f25mm无热化镜头的光学结构设计过程中，合理分配光焦度，在不同温度下光学材料发生热胀冷缩，使得镜片曲率随不同环境温度始终让像面保持温度，不会随温度变化使像面发生漂移。光学无热化利用光学材料热特性之间的差异，通过不同特性镜片材料的组合来消除温度的影响，在较大范围内保持像质稳定，实现温度自适应的无热化，使红外光学系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量；另外市面是大多数的镜头的结构设计较为复杂、所需的零部件较多，不仅增加了制造成本还使安装变得复杂，人工成本大大提高，本次设计采用主镜筒一体化设计，实现了结构极其轻巧，安装简单方便，大大降低了成本。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）固定式结构设计，无需根据不同温度调整后截距使画面保持清晰；（2）光学无热化设计，大大降低了温度对镜头成像的影响，使其在-40℃—60℃较大范围内保持像面稳定，成像质量高；（3）具有高的成像分辨率、高穿透性，能够捕捉细小温度变化的物体；（4）结构紧凑，制作成本低廉，适宜规模化生产；（5）在保证结构紧凑的前提下，采取一系列措施，提高了镜头耐振动、冲击的能力；在镜头结构设计中可以进行刚度计算，适当增加壁厚，提高固有频率，提高镜头的抗振能力，保证系统的使用要求；保证镜头的密封性能。
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为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-主镜筒，2-前压圈，3-正透镜A，4-AB隔圈，5-负透镜B，6-BC隔圈，7-正透镜C。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，种标准型光学无热化镜头，包括主镜筒1，所述主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A（3）、负透镜B（5）和正透镜C（7），所述正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，所述负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。
本实施例中，所述正透镜A、负透镜B和正透镜C均采用硫系玻璃。
本实施例中，所述主镜筒前端设置有压紧正透镜A的前压圈2和密封圈，所述正透镜A和负透镜B之间设置有AB隔圈4，所述负透镜B和正透镜C之间设置有BC隔圈6。
（1）工作波段：8μm-12μm；
（2）焦距：f′=25mm；
（3）探测器：长波红外非制冷型384×288，25μm；
（4）视场角：21.8x16.4°；
（5）相对孔径D/ f′：1/1.0；
（6）光学体积：∅36mm×30.3mm（直径×长度）。
（7）各镜片参数：
其中，S1为正透镜A朝向入射光线的一面，S2为正透镜A背向入射光线的一面；同样，S3、S4负透镜B前后两个面；S5、S6为正透镜C的前后两个面；曲率半径是指每个表面的曲率半径，间距是相邻两表面间的间距，举例说明，S1的间距是指S1与S2表面之间的中心间距，其它依此类推。
本实施例， 在镜头设计中光学被动式无热化利用光学材料热特性之间的差异，通过不同特性材料的组合来消除温度的影响，在较大范围内保持像质稳定，实现温度自适应的无热化，使红外光学系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量。
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 (6)
1.一种标准型光学无热化镜头，其特征在于：包括主镜筒，所述主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A、负透镜B和正透镜C，所述正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，所述负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。
2.根据权利要求1所述的标准型光学无热化镜头，其特征在于：所述正透镜A、负透镜B和正透镜C均采用硫系玻璃。
3.根据权利要求1所述的标准型光学无热化镜头，其特征在于：所述主镜筒前端设置有压紧正透镜A的前压圈和密封圈，所述正透镜A和负透镜B之间设置有AB隔圈，所述负透镜B和正透镜C之间设置有BC隔圈。
4.一种标准型光学无热化镜头的制作方法，其特征在于，按以下步骤进行：在主镜筒内沿光线入射方向依次设置有正透镜A、负透镜B和正透镜C，正透镜A和负透镜B之间的空气距为0.95mm，负透镜B和正透镜C之间的空气距为15.09mm。
5.根据权利要求4所述的标准型光学无热化镜头的制作方法，其特征在于：所述正透镜A、负透镜B和正透镜C均采用硫系玻璃。
6.根据权利要求4所述的标准型光学无热化镜头的制作方法，其特征在于：所述主镜筒前端设置有压紧正透镜A的前压圈和密封圈，所述正透镜A和负透镜B之间设置有AB隔圈，所述负透镜B和正透镜C之间设置有BC隔圈。
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