CN206710690U - 一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头，包括套筒以及设置在套筒内的光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正光焦镜片A、正光焦镜片B，所述套筒的内部同轴套设有主镜筒，所述正光焦镜片A安装于主镜筒的前端并经前压圈进行定位，所述正光焦镜片B安装于主镜筒的后端并经后压圈进行定位，所述主镜筒与套筒之间设置有伸缩环，所述伸缩环的前端顶接有螺接在套筒前端的前挡圈，所述伸缩环的后端顶接有螺接在主镜筒后端的后挡圈一，所述套筒的后端螺接有后挡圈二，所述后挡圈一与后挡圈二之间设置有弹片，所述正光焦镜片A与正光焦镜片B之间的空气间隔是45.3mm，结构简单。

Description

一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头

技术领域

本实用新型涉及一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头，属于镜头领域。

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。然而，市面上大多数的镜头结构复杂，加工难度和成本较高，透雾性差、分辨率低、镜头结构长度长、体积大，因此也需要镜头具有结构简便易加工性，而且市面上的多数镜头都难以根据不同物距轻松、快捷的调节后截距。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种结构设计合理的大口径机械被动无热化红外长焦镜头。

本实用新型的技术方案是，一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头，包括套筒以及设置在套筒内的光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正光焦镜片A、正光焦镜片B，所述套筒的内部同轴套设有主镜筒，所述正光焦镜片A安装于主镜筒的前端并经前压圈进行定位，所述正光焦镜片B安装于主镜筒的后端并经后压圈进行定位，所述主镜筒与套筒之间设置有伸缩环，所述伸缩环的前端顶接有螺接在套筒前端的前挡圈，所述伸缩环的后端顶接有螺接在主镜筒后端的后挡圈一，所述套筒的后端螺接有后挡圈二，所述后挡圈一与后挡圈二之间设置有弹片，所述正光焦镜片A与正光焦镜片B之间的空气间隔是45.3mm。

进一步的，所述套筒的外周部同轴套设有外罩，所述外罩的前端与套筒之间设置有密封圈，所述外罩的后端与套筒螺接并经限位螺钉、锁紧钉进行紧定限位。

进一步的，所述套筒、外罩、伸缩环、主镜筒的筒身横截面沿着光线从左向右入射方向依次减小。

进一步的，所述外罩的后端部螺接有探测器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）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；

（2）结构简单紧凑，体积小便于携带，制作成本低廉，适宜规模化生产；

（3）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。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。

图1为该实用新型实施例的结构示意图；

图中：

A-正光焦镜片A；B-正光焦镜片B；1-套筒；2-主镜筒；3-前压圈；4-后压圈；5-伸缩环；6-前挡圈；7-后挡圈一；8-后挡圈二；9-弹片；10-外罩；11-密封圈；12-限位螺钉；13-锁紧钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图所示，一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头，包括套筒1以及设置在套筒内的光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正光焦镜片A、正光焦镜片B，所述套筒的内部同轴套设有主镜筒2，所述正光焦镜片A安装于主镜筒的前端并经前压圈3进行定位，所述正光焦镜片B安装于主镜筒的后端并经后压圈4进行定位，所述主镜筒与套筒之间设置有伸缩环5，所述伸缩环的前端顶接有螺接在套筒前端的前挡圈6，所述伸缩环的后端顶接有螺接在主镜筒后端的后挡圈一7，所述套筒的后端螺接有后挡圈二8，所述后挡圈一与后挡圈二之间设置有弹片9，所述正光焦镜片A与正光焦镜片B之间的空气间隔是45.3mm。

在本实施例中，所述套筒的外周部同轴套设有外罩10，所述外罩的前端与套筒之间设置有密封圈11，所述外罩的后端与套筒螺接并经限位螺钉12、锁紧钉13进行紧定限位。

在本实施例中，所述套筒、外罩、伸缩环、主镜筒的筒身横截面沿着光线从左向右入射方向依次减小。

在本实施例中，所述外罩的后端部螺接有探测器。

一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头的使用方法，包含以下步骤：当环境温度升高时，由于正光焦镜片A、正光焦镜片B同时发生膨胀导致原先的焦面向前发生偏移导致模糊，此时伸缩环膨胀推动主镜筒压缩弹片使正光焦镜片A、正光焦镜片B同步后移，与探测器之间的空气距变小，弥补原先向前偏移的焦面。

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）工作波段：8μm-12μm；

（2）焦距：f′=50mm；

（3）探测器：长波红外非制冷型640×512，17μm；

（4）视场角：31°；

（5）相对孔径D/ f′：1/1.0；

（6）光学体积：∅72mm×62.25mm（直径×长度）。

以下表格的数据，将说明本实用新型实施例的光学参数。

表一：各镜片参数：

非球面具体面型方程如下：

Z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c=1/R,R=23.535,k=0,A0=0,A1=-6.645E-008,A2=1.219E-009,A3=-5.345E-010, A4=1.337E-013。

本实用新型在机械结构和光学结构设计中，合理分配光焦度，实现温度自适应的机械被动无热化特点。可以与长波红外非制冷型640×480，17μm探测器适配，执行实况记录和安防监控任务；合理分配光焦度，在不同温度下光学材料发生热胀冷缩，使得镜片曲率发生变化像面漂移，光学、机械混合式被动式无热化利用光学机械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；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；通过旋动套筒轻松实现后截距的调焦，实现无穷远到0.5m物距的大范围物距调节，实现任意物距成像清晰；结构简单，体积小，适合小型化的非制冷红外光学系统使用；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；结构紧凑，制作成本低廉，适宜规模化生产；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；采用简洁设计实现镜头机械无热化的调节，进一步保证在不同环境下镜头成像的稳定性；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。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大口径机械被动无热化红外长焦镜头，其特征在于：包括套筒以及设置在套筒内的光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正光焦镜片A、正光焦镜片B，所述套筒的内部同轴套设有主镜筒，所述正光焦镜片A安装于主镜筒的前端并经前压圈进行定位，所述正光焦镜片B安装于主镜筒的后端并经后压圈进行定位，所述主镜筒与套筒之间设置有伸缩环，所述伸缩环的前端顶接有螺接在套筒前端的前挡圈，所述伸缩环的后端顶接有螺接在主镜筒后端的后挡圈一，所述套筒的后端螺接有后挡圈二，所述后挡圈一与后挡圈二之间设置有弹片，所述正光焦镜片A与正光焦镜片B之间的空气间隔是45.3mm。

2.根据权利要求1所述的大口径机械被动无热化红外长焦镜头，其特征在于：所述套筒的外周部同轴套设有外罩，所述外罩的前端与套筒之间设置有密封圈，所述外罩的后端与套筒螺接并经限位螺钉、锁紧钉进行紧定限位。

3.根据权利要求2所述的大口径机械被动无热化红外长焦镜头，其特征在于：所述套筒、外罩、伸缩环、主镜筒的筒身横截面沿着光线从左向右入射方向依次减小。

4.根据权利要求2所述的大口径机械被动无热化红外长焦镜头，其特征在于：所述外罩的后端部螺接有探测器。