f5mm大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭及其補償調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及f5mm大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭及其補償調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外成像系統(tǒng)具有夜晚作用距離遠;抗干擾性能好；隱蔽性好；圖像直觀，易于觀察;環(huán)境適配性優(yōu)于可見光；穿透煙塵、霧霾能力強;可全天候、全天時工作;具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形能力等優(yōu)點。因此紅外成像技術(shù)成為當前設(shè)計研制跟蹤系統(tǒng)的一個熱點。與制冷型紅外探測器相比，非制冷紅外探測器的靈敏度較低，因而要求光學系統(tǒng)的相對孔徑盡可能大。此外，為了獲取大場景的紅外圖像還要求紅外光學系統(tǒng)具有大的視場。
[0003]由于紅外光學材料對溫度的變化敏感，工作溫度的變化會使光學材料的折射率、光學元件的尺寸和面形以及系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)等都發(fā)生相應(yīng)的變化，使得光學系統(tǒng)產(chǎn)生離焦和其它像差，引起光學系統(tǒng)成像質(zhì)量變差及系統(tǒng)性能降低。為了適應(yīng)特殊的應(yīng)用場合，還要求鏡頭能適應(yīng)惡劣環(huán)境，具有溫度自適應(yīng)能力，而目前市場上此類鏡頭種類較少，不能滿足市場的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)長波紅外非制冷型短焦距、大相對孔徑、大視場的f5mm大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭及其補償調(diào)節(jié)方法Ο
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一技術(shù)方案是:f5mm大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭，包括光學系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負透鏡A、光闌、正透鏡B、負透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括主鏡筒，所述主鏡筒上通過限位圈固連有用于定位保證距離的可通過熱脹冷縮的原理進行伸縮的伸縮機構(gòu)組。
[0006]進一步的，所述負透鏡A和光闌之間的空氣間隔是17mm。
[0007]進一步的，所述光闌和正透鏡B之間的空氣間隔是2.5mm。
[0008]進一步的，所述正透鏡B和負透鏡C之間的空氣間隔是9mm。
[0009]進一步的，所述負透鏡C和正透鏡D之間的空氣間隔是6mm。
[0010]進一步的，所述主鏡筒內(nèi)位于前端容置有正透鏡A，所述主鏡筒內(nèi)位于后端容置有正透鏡B、負透鏡C和正透鏡D，所述正透鏡B與負透鏡C之間設(shè)置有用于保證正透鏡B與負透鏡C之間的空氣間距的BC隔圈，所述負透鏡C與正透鏡D之間設(shè)置有用于保證負透鏡C與正透鏡D之間的空氣間距的⑶隔圈。
[0011]進一步的，所述主鏡筒的前端位于負透鏡A的旁側(cè)設(shè)置有用于安裝固定負透鏡A的前壓圈，所述主鏡筒的后端位于正透鏡D的旁側(cè)設(shè)置有用于安裝固定正透鏡D的后壓圈。
[0012]進一步的，所述主鏡筒的外周側(cè)套設(shè)有套筒，所述主鏡筒與套筒之間設(shè)置有用于補償位移量的補償彈片，所述套筒的外周側(cè)套設(shè)有外罩，所述套筒與主鏡筒之間設(shè)置有用于密封的0型密封圈II，所述套筒與外罩之間設(shè)置有用于密封的0型密封圈I。
[0013]進一步的，所述套筒上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)焦距的調(diào)節(jié)螺釘，所述伸縮機構(gòu)組包括由特殊材料制成的伸縮環(huán)，所述主鏡筒的一端延伸有凸緣，主鏡筒的另一端套設(shè)有用于卡和安裝伸縮環(huán)的限位圈。
[0014]大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭的補償調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
(1)受熱時，伸縮機構(gòu)組通過熱脹冷縮的原理開始伸縮，整組鏡頭同步發(fā)生位移；
(2)整組鏡頭發(fā)生位移后，通過主鏡筒與套筒之間的補償彈片補償調(diào)節(jié)伸縮機構(gòu)組熱脹冷縮產(chǎn)生的位移量。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(1)在光學設(shè)計中，采用反攝遠型物鏡結(jié)構(gòu)，使該大相對孔徑、大視場短焦系統(tǒng)具有良好的成像效果；(2)在光學設(shè)計中，合理分配各鏡片的光焦度，以保證光學系統(tǒng)像質(zhì)優(yōu)良；(3)在光學設(shè)計中，使用兩個偶次非球面來平衡系統(tǒng)的像差，使得光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成像質(zhì)量良好;(4)在光學設(shè)計中，通過整組透鏡移動實現(xiàn)高低溫及遠近距補償，以保證鏡頭在高溫和低溫環(huán)境下的使用要求；(5)主鏡筒采用一體化設(shè)計，具有良好的密封性能;在鏡頭結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以進行了剛度計算，適當增加壁厚，提高固有頻率，提高鏡頭的抗振能力，保證系統(tǒng)的使用要求；同時，各密封部位采用0型密封圈密封，保證鏡頭的密封性能。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的光學系統(tǒng)圖；
圖2為本發(fā)明實施例的構(gòu)造示意圖。
[0018]圖1中標記:A—負透鏡A，B—正透鏡B，C一負透鏡C，D—正透鏡D，E_光闌，F(xiàn)-像面；
圖2中標記:1-外罩，2-套筒，3-調(diào)節(jié)螺釘，4-0型密封圈I，5-限位圈，6-后壓圈，7-正透鏡D，8-CD隔圈，9-負透鏡C，10-BC隔圈，11-伸縮環(huán)，12-正透鏡B，13-主鏡筒，14-0型密封圈II，15-前壓圈，16-負透鏡A，17-補償彈片。
【具體實施方式】
[0019]為了讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0020]如圖1?2所示，f5mm大相對孔徑機械被動式無熱化鏡頭，包括光學系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負透鏡A、光闌、正透鏡B、負透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機械結(jié)構(gòu)包括主鏡筒13，所述主鏡筒13上通過限位圈5固連有用于定位保證距離的可通過熱脹冷縮的原理進行伸縮的伸縮機構(gòu)組。
[0021]在本實施例中，所述負透鏡A和光闌E之間的空氣間隔是17_。
[0022]在本實施例中，所述光闌E和正透鏡B之間的空氣間隔是2.5mm。
[0023]在本實施例中，所述正透鏡B和負透鏡C之間的空氣間隔是9mm。
[0024]在本實施例中，所述負透鏡C和正透鏡D之間的空氣間隔是6mm。
[0025]在本實施例中，所述主鏡筒13內(nèi)位于前端容置有正透鏡A，所述主鏡筒13內(nèi)位于后端容置有正透鏡B、負透鏡C和正透鏡D，所述正透鏡B與負透鏡C之間設(shè)置有用于保證正透鏡