CN107505685A - 电动调焦长波红外镜头及其工作方法 - Google Patents

电动调焦长波红外镜头及其工作方法 Download PDF

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张华�
肖维军
周阳
郑勇强
刘涛
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Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电动调焦长波红外镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片A与后组镜片B，所述前组镜片A为正月牙型透镜，所述后组镜片B为正月牙型透镜，所述前组镜片A与后组镜片B之间的空气间隔为66.69~70.39mm；本发明还涉及一种电动调焦长波红外镜头的工作方法。本发明结构设计简单、紧凑、合理，光学系统稳定，成像质量良好。

Description

电动调焦长波红外镜头及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种电动调焦长波红外镜头及其工作方法。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展、非制冷探测器的技术也日益成熟，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，因此工作环境的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稳定，确保成像质量的良好。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动调焦长波红外镜头及其工作方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电动调焦长波红外镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片A与后组镜片B，所述前组镜片A为正月牙型透镜，所述后组镜片B为正月牙型透镜，所述前组镜片A与后组镜片B之间的空气间隔为66.69~70.39mm。
优选的，所述前组镜片A设置在前组镜筒内、并利用前压圈压紧，所述后组镜片B设置在后组镜筒内、并利用后压圈压紧。
优选的，所述前组镜筒的后端外侧套设有转动套，所述后组镜筒穿设在前组镜筒的后端内侧，所述转动套、前组镜筒以及后组镜筒经凸轮导钉连接在一起，所述转动套上开设有用以与凸轮导钉相配合的曲线槽，所述前组镜筒上开设有用以与凸轮导顶相配合的直线槽，所述凸轮导钉的一端与后组镜筒固定连接，所述凸轮导钉的另一端经直线槽伸入曲线槽。
一种电动调焦长波红外镜头的工作方法，包括如上述所述的电动调焦长波红外镜头，光线依次经过前组镜片A与后组镜片B，在像面C上成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单、紧凑、合理，光学系统稳定，成像质量良好。
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为本发明实施例的光学模型图。
图2为本发明实施例的构造示意图。
图3为本发明实施例的构造示意图。
图中：
A-前组镜片A，B-后组镜片B，C-像面；
1-前组镜筒，2-前压圈，3-后组镜筒，4-后压圈，5-转动套，6-凸轮导钉，7-凸环，8-调焦电机，9-调节齿轮，10-电位器，11-极限位置触点开关A，12-极限位置触点开关B，13-定位螺钉。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~3所示，一种电动调焦长波红外镜头，包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片A与后组镜片B，所述前组镜片A为正月牙型透镜，所述后组镜片B为正月牙型透镜，所述前组镜片A与后组镜片B之间的空气间隔为66.69~70.39mm。
在本发明实施例中，所述前组镜片A设置在前组镜筒1内、并利用前压圈2压紧，所述后组镜片B设置在后组镜筒3内、并利用后压圈4压紧。
在本发明实施例中，所述前组镜筒1的后端外侧套设有转动套5，所述后组镜筒3穿设在前组镜筒1的后端内侧，所述转动套5、前组镜筒1以及后组镜筒3经凸轮导钉6连接在一起，所述转动套5上开设有用以与凸轮导钉6相配合的曲线槽，所述前组镜筒1上开设有用以与凸轮导顶相配合的直线槽，所述凸轮导钉6的一端与后组镜筒3固定连接，所述凸轮导钉6的另一端经直线槽伸入曲线槽。
在本发明实施例中，所述转动套5外套设有凸环7，所述凸环7的外周均布有齿槽，所述前组镜筒1上设置有调焦电机8，所述调焦电机8的输出轴上设置有调节齿轮9，所述调节齿轮9与凸环7相啮合。
在本发明实施例中，为了防止调焦结束后凸环7无故转动，所述调焦电机8旁侧设置有电位器10，所述电位器10安装在前组镜筒1上，用于焦距定位；所述电位器10的作用是在调节电压和电流的同时，输出一种脉冲电信号，到达预定位置时候，通过断电或改变电压大小，使得所述电位器10得到电信号，从而使所述电位器10上的定焦齿轮改变输出扭力配合调焦电机8上的调节齿轮9转动，起到定位的作用，例如当所述调焦电机8断电时，所述电位器10接收到电信号，及时增大扭力使所述调焦电机8立即停止，保持在预定位置。
在本发明实施例中，所述前组镜筒1上设置有极限位置触点开关A11、极限位置触点开关B12，所述极限位置触点开关A11、极限位置触点开关B12之间设置有定位螺钉13，所述定位螺钉13设置在转动套5上，当所述凸环7转动到两个极限位置时，需要通过所述定位螺钉13触碰触点开关来使调焦电机8停止工作。
在本发明实施例中，所述后组镜筒3的后端设置有转接圈，所述转接圈通过螺丝固定在后组镜筒3上，所述转接圈上设计了M45X1-6g的螺纹牙与摄像机配合。
在本发明实施例中，使用时，通过所述调焦电机8上的调节齿轮9经凸环7带动转动套5转动，所述凸轮导钉6沿着直线槽前后滑动，从而带动所述后组镜筒3前后移动实现调焦。
在本发明实施例中，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′=65mm；
2)相对孔径F：1.0；
3)视场角：2w≥11.3°；
4)分辨率：可与640×512 17μm探测器摄像机适配；
5)光路总长∑≤92.49mm，光学后截距l′≥11.53mm；
6)适用谱线范围：8μm~12μm。
在本发明实施例中，各镜片参数如下：
非球面具体面型方程如下：
在本发明实施例中，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；通过调焦电机8和电位器10的配合，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，以及不同物距下光学成像性能也明显提高。
在本发明实施例中，一种电动调焦长波红外镜头的工作方法，包括如上述所述的电动调焦长波红外镜头，光线依次经过前组镜片A与后组镜片B，在像面C上成像。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的电动调焦长波红外镜头及其工作方法。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 (4)

1.一种电动调焦长波红外镜头，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的前组镜片A与后组镜片B，所述前组镜片A为正月牙型透镜，所述后组镜片B为正月牙型透镜，所述前组镜片A与后组镜片B之间的空气间隔为66.69~70.39mm。
2.根据权利要求1所述的电动调焦长波红外镜头，其特征在于：所述前组镜片A设置在前组镜筒内、并利用前压圈压紧，所述后组镜片B设置在后组镜筒内、并利用后压圈压紧。
3.根据权利要求2所述的电动调焦长波红外镜头，其特征在于：所述前组镜筒的后端外侧套设有转动套，所述后组镜筒穿设在前组镜筒的后端内侧，所述转动套、前组镜筒以及后组镜筒经凸轮导钉连接在一起，所述转动套上开设有用以与凸轮导钉相配合的曲线槽，所述前组镜筒上开设有用以与凸轮导顶相配合的直线槽，所述凸轮导钉的一端与后组镜筒固定连接，所述凸轮导钉的另一端经直线槽伸入曲线槽。
4.一种电动调焦长波红外镜头的工作方法，其特征在于，包括如权利要求1所述的电动调焦长波红外镜头，光线依次经过前组镜片A与后组镜片B，在像面C上成像。
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