遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭及其制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭及其制作方法，包括光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片和后組鏡片，所述前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正，所述前組鏡片和后組鏡片均為月牙形透鏡。本裝置結構簡單，使用方便。
【專利說明】
遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭及其制作方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭及其制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的迅猛發展、非制冷探測器技術的不斷發展和日益成熟，長波紅外非制冷光學系統在軍事和民用領域均得到了廣發應用。由于紅外光學材料和機械材料在溫度變化時會產生熱形變，因此工作溫度的劇烈變化會引起光學系統的焦距變化、像面飄逸、成像質量下降等影響。為了消除或降低溫度變化對光學系統成像的影響，必須采用相應的補償技術，使光學系統在一個較大的溫差范圍內保持焦距不變，確保成像質量的良好。

【發明內容】

[0003]本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭及其制作方法，該非制冷長波紅外光學機械無熱化鏡頭具備大相對孔徑、IP67防水防塵、低畸變、無熱化補償等優點，通過機械無熱化的設計，并且利用材料的熱脹冷縮特性和補償彈片的應用，使得無熱化設計結構更加簡單，整體產品的結構更小，更清，在滿足用戶對產品成像性能的要求上，結構上也更方便客戶使用。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的一種技術方案是:一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，包括光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片和后組鏡片，所述前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正，所述前組鏡片和后組鏡片均為月牙形透鏡。
[0005]進一步的，所述前組鏡片和后組鏡片之間的空氣間隔為44.94mm。
[0006]進一步的，還包括機械系統，所述機械系統包括套筒，所述套筒內前部設置有用于安裝前組鏡片的前主筒，套筒內后部設置有用于安裝后組鏡片的后主筒，所述前、后主筒之間設置有用于保證前、后組鏡片距離的通過熱脹冷縮原理進行伸縮的伸縮組件。
[0007]進一步的，所述前主筒前部設置有旋緊固定前組鏡片的前壓圈，所述后主筒上設置有旋緊固定后組鏡片的后壓圈。
[0008]進一步的，所述伸縮組件包括相嵌套的內套筒和外套筒，所述內、外套筒之間設置有筒狀固定件，所述固定件內側壁前端設置有用于頂抵住內套筒前端部的環形內凸起，所述固定件外側壁后端設置有用于頂抵住外套筒后端部的環形外凸起;所述內套筒后端頂抵在后主筒上，所述外套筒的前端頂抵在套筒上。
[0009]進一步的，所述套筒后端設置有用于頂抵住后主筒的后擋圈，所述后主筒與后擋圈之間設置有補償彈片，該補償彈片用于補償前主筒因伸縮組件的熱脹冷縮而造成的位移量，所述后主筒與套筒之間的位置相對固定。
[0010]進一步的，所述套筒外部還套設有外罩，所述外罩上設置有用于套筒微調的調節螺釘，所述外罩后端設置有用于與攝像機配合的外螺紋，所述外罩前端設置有用于保護鏡片的前鏡蓋，所述外罩與套筒之間、套筒與前主筒之間均設置有O型圈。
[0011]為了解決上述技術問題，本發明的另一種技術方案是:一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭的制作方法，按以下步驟進行:
(1)光學系統制作:包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片和后組鏡片，前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正、均為月牙形透鏡、且兩者之間的空氣間隔為44.94mm;
(2)機械系統制作:包括套筒，在套筒內前部設置用于安裝前組鏡片的前主筒，套筒內后部設置用于安裝后組鏡片的后主筒，并在前、后主筒之間設置用于保證前、后組鏡片距離的通過熱脹冷縮原理進行伸縮的伸縮組件，該伸縮組件包括相嵌套的內套筒和外套筒，內、外套筒之間設置筒狀固定件，固定件內側壁前端設置用于頂抵住內套筒前端部的環形內凸起，固定件外側壁后端設置用于頂抵住外套筒后端部的環形外凸起；內套筒后端頂抵在后主筒上，外套筒的前端頂抵在套筒上;筒后端設置用于頂抵住后主筒的后擋圈，后主筒與后擋圈之間設置有補償彈片，該補償彈片用于補償前主筒因伸縮組件的熱脹冷縮而造成的位移量，后主筒與套筒之間的位置相對固定。
[0012]進一步的，所述前主筒前部設置有旋緊固定前組鏡片的前壓圈，所述后主筒上設置有旋緊固定后組鏡片的后壓圈。
[0013]進一步的，所述套筒外部還套設有外罩，所述外罩上設置有用于套筒微調的調節螺釘，所述外罩后端設置有用于與攝像機配合的外螺紋，所述外罩前端設置有用于保護鏡片的前鏡蓋，所述外罩與套筒之間、套筒與前主筒之間均設置有O型圈。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:在光學設計時，對8?12μπι的寬光譜范圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦，這樣鏡頭在中長波范圍都能清晰成像;選用高折射、低色散的光學玻璃材料，通過設計和優化，校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭實現高分辨率、大相對孔徑、低畸變等優點；畸變較小，在1%以下，相對于舊的結構畸變有了更好的控制;在結構設計時，既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確，又盡量使鏡頭的結構緊湊、美觀;通過材料的熱脹冷縮特性，實現了在不同溫度情況下鏡片之間的空氣距變化調整光學系統的成像性能，實現機械被動無熱化。
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例中光學系統的構造示意圖。
[0017]圖2為本發明實施例的構造不意圖。
[0018]圖中:A-前組鏡片，B-后組鏡片，L-空氣間隔，1-外罩，11-0型圈，12-調節螺釘，13-外螺紋，14-前鏡蓋，2-套筒，3-前主筒，31-前壓圈，4-后主筒，41-后壓圈，5-外套筒，6-固定件，7-內套筒，8-補償彈片，9-后擋圈。
【具體實施方式】
[0019]實施例一:如圖1?2所示，一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，包括光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片A和后組鏡片B，所述前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正，所述前組鏡片和后組鏡片均為月牙形透鏡。
[0020]本實施例中，所述前組鏡片和后組鏡片之間的空氣間隔L為44.94_。
[0021 ]本實施例中，還包括機械系統，所述機械系統包括套筒2，所述套筒內前部設置有用于安裝前組鏡片的前主筒3，套筒內后部設置有用于安裝后組鏡片的后主筒4，所述前、后主筒之間設置有用于保證前、后組鏡片距離的通過熱脹冷縮原理進行伸縮的伸縮組件。
[0022]本實施例中，所述前主筒前部設置有旋緊固定前組鏡片的前壓圈31，所述后主筒上設置有旋緊固定后組鏡片的后壓圈41。
[0023]本實施例中，所述伸縮組件包括相嵌套的內套筒7和外套筒5，所述內、外套筒之間設置有筒狀固定件6，所述固定件內側壁前端設置有用于頂抵住內套筒前端部的環形內凸起，所述固定件外側壁后端設置有用于頂抵住外套筒后端部的環形外凸起;所述內套筒后端頂抵在后主筒上，所述外套筒的前端頂抵在套筒上。
[0024]本實施例中，所述套筒后端設置有用于頂抵住后主筒的后擋圈9，所述后主筒與后擋圈之間設置有補償彈片8，該補償彈片用于補償前主筒因伸縮組件的熱脹冷縮而造成的位移量，所述后主筒與套筒之間的位置相對固定。
[0025]本實施例中，所述套筒2外部還套設有外罩I，所述外罩上設置有用于套筒微調的調節螺釘12，所述外罩后端設置有用于與攝像機配合的外螺紋13，所述外罩前端設置有用于保護鏡片的前鏡蓋14，所述外罩與套筒之間、套筒與前主筒之間均設置有O型圈11。
[0026]在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統達到了如下的光學指標:
1)焦距:f/=50mm;
2)相對孔徑F:1.0;
3)視場角:2w彡16°;
4)分辨率:可與640X51217μπι探測器攝像機適配；
5)光路總長Σ<68.49mm，光學后截距I' ^ll.53mm；
6)適用譜線范圍:8μηι?12μηι;
在本實施例中，補償調節包括以下步驟:
(1)伸縮組件通過熱脹冷縮的原理進行伸縮，前主筒、后主筒與套筒之間的位置相對移動；
(2)前主筒發生位移后，補償彈片補償前主筒產生的位移量。
[0027]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:包括光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片和后組鏡片，所述前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正，所述前組鏡片和后組鏡片均為月牙形透鏡。2.根據權利要求1所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:所述前組鏡片和后組鏡片之間的空氣間隔為44.94mm。3.根據權利要求2所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:還包括機械系統，所述機械系統包括套筒，所述套筒內前部設置有用于安裝前組鏡片的前主筒，套筒內后部設置有用于安裝后組鏡片的后主筒，所述前、后主筒之間設置有用于保證前、后組鏡片距離的通過熱脹冷縮原理進行伸縮的伸縮組件。4.根據權利要求3所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:所述前主筒前部設置有旋緊固定前組鏡片的前壓圈，所述后主筒上設置有旋緊固定后組鏡片的后壓圈。5.根據權利要求3所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:所述伸縮組件包括相嵌套的內套筒和外套筒，所述內、外套筒之間設置有筒狀固定件，所述固定件內側壁前端設置有用于頂抵住內套筒前端部的環形內凸起，所述固定件外側壁后端設置有用于頂抵住外套筒后端部的環形外凸起;所述內套筒后端頂抵在后主筒上，所述外套筒的前端頂抵在套筒上。6.根據權利要求5所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:所述套筒后端設置有用于頂抵住后主筒的后擋圈，所述后主筒與后擋圈之間設置有補償彈片，該補償彈片用于補償前主筒因伸縮組件的熱脹冷縮而造成的位移量，所述后主筒與套筒之間的位置相對固定。7.根據權利要求6所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭，其特征在于:所述套筒外部還套設有外罩，所述外罩上設置有用于套筒微調的調節螺釘，所述外罩后端設置有用于與攝像機配合的外螺紋，所述外罩前端設置有用于保護鏡片的前鏡蓋，所述外罩與套筒之間、套筒與前主筒之間均設置有O型圈。8.—種遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭的制作方法，其特征在于，按以下步驟進行: (1)光學系統制作:包括沿光線入射方向依次設置的前組鏡片和后組鏡片，前組鏡片和后組鏡片的光焦度均為正、均為月牙形透鏡、且兩者之間的空氣間隔為44.94mm; (2)機械系統制作:包括套筒，在套筒內前部設置用于安裝前組鏡片的前主筒，套筒內后部設置用于安裝后組鏡片的后主筒，并在前、后主筒之間設置用于保證前、后組鏡片距離的通過熱脹冷縮原理進行伸縮的伸縮組件，該伸縮組件包括相嵌套的內套筒和外套筒，內、外套筒之間設置筒狀固定件，固定件內側壁前端設置用于頂抵住內套筒前端部的環形內凸起，固定件外側壁后端設置用于頂抵住外套筒后端部的環形外凸起；內套筒后端頂抵在后主筒上，外套筒的前端頂抵在套筒上;筒后端設置用于頂抵住后主筒的后擋圈，后主筒與后擋圈之間設置有補償彈片，該補償彈片用于補償前主筒因伸縮組件的熱脹冷縮而造成的位移量，后主筒與套筒之間的位置相對固定。9.根據權利要求8所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭的制作方法，其特征在于:所述前主筒前部設置有旋緊固定前組鏡片的前壓圈，所述后主筒上設置有旋緊固定后組鏡片的后壓圈。10.根據權利要求6所述的遠紅外長波遠攝高透霧性無熱化鏡頭的制作方法，其特征在于:所述套筒外部還套設有外罩，所述外罩上設置有用于套筒微調的調節螺釘，所述外罩后端設置有用于與攝像機配合的外螺紋，所述外罩前端設置有用于保護鏡片的前鏡蓋，所述外罩與套筒之間、套筒與前主筒之間均設置有O型圈。
【文檔編號】G02B13/14GK106094174SQ201610722607
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月26日
【發明人】魏澤嵐, 何武強, 鄭勇強, 陳瀟
【申請人】福建福光天瞳光學有限公司