f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，包括光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)透鏡A、光闌、正透鏡B、負(fù)透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機(jī)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(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組。本實(shí)用新型具備大相對(duì)孔徑、大視場(chǎng)、機(jī)械被動(dòng)式無熱化和高透過率等特點(diǎn)；在光學(xué)設(shè)計(jì)中，選取合理的光學(xué)結(jié)構(gòu),合理分配光焦度，依靠不同膨脹系數(shù)的鏡筒材料組合帶動(dòng)整組透鏡移動(dòng)以補(bǔ)償像面漂移，實(shí)現(xiàn)溫度自適應(yīng)的機(jī)械被動(dòng)式無熱化特點(diǎn)。
【專利說明】
f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外成像系統(tǒng)具有夜晚作用距離遠(yuǎn);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(qiáng);可全天候、全天時(shí)工作;具有多目標(biāo)全景觀察、追蹤和目標(biāo)識(shí)別能力及良好的抗目標(biāo)隱形能力等優(yōu)點(diǎn)。因此紅外成像技術(shù)成為當(dāng)前設(shè)計(jì)研制跟蹤系統(tǒng)的一個(gè)熱點(diǎn)。與制冷型紅外探測(cè)器相比，非制冷紅外探測(cè)器的靈敏度較低，因而要求光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑盡可能大。此外，為了獲取大場(chǎng)景的紅外圖像還要求紅外光學(xué)系統(tǒng)具有大的視場(chǎng)。
[0003]由于紅外光學(xué)材料對(duì)溫度的變化敏感，工作溫度的變化會(huì)使光學(xué)材料的折射率、光學(xué)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(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生離焦和其它像差，引起光學(xué)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(chǎng)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(chǎng)上此類鏡頭種類較少，不能滿足市場(chǎng)的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波紅外非制冷型短焦距、大相對(duì)孔徑、大視場(chǎng)的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一技術(shù)方案是:f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，包括光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)透鏡A、光闌、正透鏡B、負(fù)透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機(jī)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(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組。
[0006]進(jìn)一步的，所述負(fù)透鏡A和光闌之間的空氣間隔是17mm。
[0007]進(jìn)一步的，所述光闌和正透鏡B之間的空氣間隔是2.5mm。
[0008]進(jìn)一步的，所述正透鏡B和負(fù)透鏡C之間的空氣間隔是9mm。
[0009]進(jìn)一步的，所述負(fù)透鏡C和正透鏡D之間的空氣間隔是6mm。
[0010]進(jìn)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(fù)透鏡C和正透鏡D，所述正透鏡B與負(fù)透鏡C之間設(shè)置有用于保證正透鏡B與負(fù)透鏡C之間的空氣間距的BC隔圈，所述負(fù)透鏡C與正透鏡D之間設(shè)置有用于保證負(fù)透鏡C與正透鏡D之間的空氣間距的⑶隔圈。
[0011]進(jìn)一步的，所述主鏡筒的前端位于負(fù)透鏡A的旁側(cè)設(shè)置有用于安裝固定負(fù)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(jìn)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(bǔ)償位移量的補(bǔ)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O型密封圈II，所述套筒與外罩之間設(shè)置有用于密封的O型密封圈I。
[0013]進(jìn)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(jī)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]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)在光學(xué)設(shè)計(jì)中，采用反攝遠(yuǎn)型物鏡結(jié)構(gòu)，使該大相對(duì)孔徑、大視場(chǎng)短焦系統(tǒng)具有良好的成像效果；(2)在光學(xué)設(shè)計(jì)中，合理分配各鏡片的光焦度，以保證光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)優(yōu)良；(3)在光學(xué)設(shè)計(jì)中，使用兩個(gè)偶次非球面來平衡系統(tǒng)的像差，使得光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成像質(zhì)量良好;(4)在光學(xué)設(shè)計(jì)中，通過整組透鏡移動(dòng)實(shí)現(xiàn)高低溫及遠(yuǎn)近距補(bǔ)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(jì)，具有良好的密封性能;在鏡頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行了剛度計(jì)算，適當(dāng)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(shí)，各密封部位采用O型密封圈密封，保證鏡頭的密封性能。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的構(gòu)造不意圖。
[0018]圖1中標(biāo)記:A—負(fù)透鏡A，B—正透鏡B，C一負(fù)透鏡C，D—正透鏡D，E-光闌，F(xiàn)-像面；
[0019]圖2中標(biāo)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(fù)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(fù)透鏡A，17-補(bǔ)償彈片。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0021]如圖1?2所示，f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，包括光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)透鏡A、光闌、正透鏡B、負(fù)透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機(jī)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(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組。
[0022]在本實(shí)施例中，所述負(fù)透鏡A和光闌E之間的空氣間隔是17_。
[0023]在本實(shí)施例中，所述光闌E和正透鏡B之間的空氣間隔是2.5mm。
[0024]在本實(shí)施例中，所述正透鏡B和負(fù)透鏡C之間的空氣間隔是9mm。
[0025]在本實(shí)施例中，所述負(fù)透鏡C和正透鏡D之間的空氣間隔是6mm。
[0026]在本實(shí)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(fù)透鏡C和正透鏡D，所述正透鏡B與負(fù)透鏡C之間設(shè)置有用于保證正透鏡B與負(fù)透鏡C之間的空氣間距的BC隔圈10，所述負(fù)透鏡C與正透鏡D之間設(shè)置有用于保證負(fù)透鏡C與正透鏡D之間的空氣間距的⑶隔圈8。
[0027]在本實(shí)施例中，所述主鏡筒13的前端位于負(fù)透鏡A的旁側(cè)設(shè)置有用于安裝固定負(fù)透鏡A的前壓圈15，所述主鏡筒13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6。
[0028]在本實(shí)施例中，所述主鏡筒13的外周側(cè)套設(shè)有套筒2，所述主鏡筒13與套筒2之間設(shè)置有用于補(bǔ)償位移量的補(bǔ)償彈片17，所述套筒2的外周側(cè)套設(shè)有外罩1，所述套筒2與主鏡筒13之間設(shè)置有用于密封的O型密封圈II 14，所述套筒2與外罩I之間設(shè)置有用于密封的O型密封圈I 4。
[0029]在本實(shí)施例中，所述套筒2上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)焦距的調(diào)節(jié)螺釘3，所述伸縮機(jī)構(gòu)組包括由特殊材料制成的伸縮環(huán)U，所述主鏡筒13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)11的限位圈5。
[0030]在本實(shí)施例中，鏡頭受熱時(shí)，伸縮機(jī)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;整組鏡頭發(fā)生位移后，通過主鏡筒13與套筒2之間的補(bǔ)償彈片17補(bǔ)償調(diào)節(jié)伸縮機(jī)構(gòu)組熱脹冷縮產(chǎn)生的位移量。
[0031]在本實(shí)施例中，在光學(xué)設(shè)計(jì)中合理分配光焦度，使得整組透鏡移動(dòng)較小的距離實(shí)現(xiàn)高低溫及遠(yuǎn)近距補(bǔ)償;在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過不同熱膨脹系數(shù)的多層鏡筒結(jié)構(gòu)相互配合，帶動(dòng)整組透鏡移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高低溫自適應(yīng)無熱化技術(shù)，根據(jù)光學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算，該f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，整組透鏡移動(dòng)量為-0.lmm/+0.07mm,整組透鏡遠(yuǎn)離探測(cè)器為負(fù)，靠近探測(cè)器為正。
[0032]在本實(shí)施例中，所述鏡頭的結(jié)構(gòu)主鏡筒13采用一體化設(shè)計(jì)，所述主鏡筒13具有良好的密封性能與強(qiáng)度，保證加工、裝調(diào)方便性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行了剛度計(jì)算，適當(dāng)增加壁厚，提尚固有頻率，從而提尚抗振性能。
[0033]在本實(shí)施例中，在本實(shí)施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的技術(shù)指標(biāo):(I)工作波段:8μπι-12μπι; (2)焦距:f =5_; (3)探測(cè)器:長(zhǎng)波紅外非制冷型384 X 288，25μπι;(4)視場(chǎng)角:90° X 71.8° ; (5)相對(duì)孔徑D/ f7:1/1; (6)光學(xué)體積:53mm X 25.6mm X25.6mm(長(zhǎng) X 寬 X 高)。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.f 5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:包括光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)透鏡A、光闌、正透鏡B、負(fù)透鏡C和正透鏡D，所述鏡頭的機(jī)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(jìn)行伸縮的伸縮機(jī)構(gòu)組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述負(fù)透鏡A和光闌之間的空氣間隔是17mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述光闌和正透鏡B之間的空氣間隔是2.5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述正透鏡B和負(fù)透鏡C之間的空氣間隔是9mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述負(fù)透鏡C和正透鏡D之間的空氣間隔是6mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于: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(fù)透鏡C和正透鏡D，所述正透鏡B與負(fù)透鏡C之間設(shè)置有用于保證正透鏡B與負(fù)透鏡C之間的空氣間距的BC隔圈，所述負(fù)透鏡C與正透鏡D之間設(shè)置有用于保證負(fù)透鏡C與正透鏡D之間的空氣間距的⑶隔圈。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于:所述主鏡筒的前端位于負(fù)透鏡A的旁側(cè)設(shè)置有用于安裝固定負(fù)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。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于: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(bǔ)償位移量的補(bǔ)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O型密封圈II，所述套筒與外罩之間設(shè)置有用于密封的O型密封圈I。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的f5mm大相對(duì)孔徑機(jī)械被動(dòng)式無熱化鏡頭，其特征在于: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(jī)構(gòu)組包括伸縮環(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。
【文檔編號(hào)】G02B7/04GK205507188SQ201620088674
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】劉濤, 肖維軍, 鄭勇強(qiáng), 陳麗娜
【申請(qǐng)人】福建福光股份有限公司