短焦距机械被动无热化镜头及其调焦方法与流程

本发明涉及一种短焦距机械被动无热化镜头及其调焦方法。

背景技术：

随着非制冷探测器技术的不断发展和日益成熟， 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；另外，市面是大多数的镜头的结构设计较为复杂、所需的零部件较多，不仅增加了制造成本还使安装变得复杂，人工成本大大提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种短焦距机械被动无热化镜头及其调焦方法。

本发明的技术方案是，一种短焦距机械被动无热化镜头，包括主镜筒、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方依次设的负透镜A、正透镜B、正透镜C，主镜筒前部套设有旋转套筒，主镜筒后部设置有后压圈，主镜筒外设置有外罩，外罩罩设于旋转套筒、主镜筒、后压圈外，旋转套筒后端外周侧与外罩内侧面螺纹连接，外罩上穿设有对旋转套筒进行锁紧的锁紧钉，主镜筒外周设置有外凸缘，外凸缘前侧面与旋转套筒之间设置有伸缩环，外凸缘后侧设置有后挡圈，后挡圈设置在旋转套筒后端，外凸缘与后挡圈之间设置有弹片，旋转套筒周侧设置有限位槽，限位槽内设置有限位钉，限位钉固定在外罩上。

进一步的，所述负透镜A和正透镜B之间的空气间隔是12.06mm，所述正透镜B和正透镜C之间的空气间隔是11.53mm。

进一步的，所述负透镜A、正透镜B之间设置有AB隔圈，正透镜B、正透镜C之间设置有BC隔圈。

进一步的，所述主镜筒与旋转套筒之间设置有密封圈A，旋转套筒与外罩之间设置有密封圈B。

一种短焦距机械被动无热化镜头的调焦方法，旋松锁紧钉，转动旋转套筒，旋转套筒经伸缩环、后挡圈与主镜筒外周的外凸缘相互作用，带动主镜筒前后移动，实现后截距的变化。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单紧凑，安装方便，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，手动调焦方式简便轻松，使客户体验感大大提升。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的阐述。

附图说明

图1为本发明的光学结构示意图；

图2为本发明的机型结构示意图。

图中：

A-负透镜A；B-正透镜B；C-正透镜C；D-像面；1-旋转套筒；2-密封圈A；3-AB隔圈；4-限位钉；5-限位槽；6-伸缩环；7-BC隔圈；8-后挡圈；9-外罩；10-后压圈；11-主镜筒；12-弹片；13-外凸缘；14-锁紧钉；15-密封圈B。

具体实施方式

如图1~2所示，一种短焦距机械被动无热化镜头，包括主镜筒11、设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方依次设的负透镜A、正透镜B、正透镜C，主镜筒11前部套设有旋转套筒1，主镜筒11后部设置有后压圈10，主镜筒11外设置有外罩9，外罩9罩设于旋转套筒1、主镜筒11、后压圈10外，旋转套筒1后端外周侧与外罩9内侧面螺纹连接，外罩9上穿设有对旋转套筒1进行锁紧的锁紧钉14，主镜筒11外周设置有外凸缘13，外凸缘13前侧面与旋转套筒1之间设置有伸缩环6，外凸缘13后侧设置有后挡圈8，后挡圈8设置在旋转套筒1后端，外凸缘13与后挡圈8之间设置有弹片12，旋转套筒1周侧设置有限位槽5，限位槽5内设置有限位钉4，限位钉4固定在外罩9上。

在本实施例中，所述负透镜A和正透镜B之间的空气间隔是12.06mm，所述正透镜B和正透镜C之间的空气间隔是11.53mm。

在本实施例中，所述负透镜A、正透镜B之间设置有AB隔圈3，正透镜B、正透镜C之间设置有BC隔圈7。

在本实施例中，所述主镜筒11与旋转套筒1之间设置有密封圈A2，旋转套筒1与外罩9之间设置有密封圈B15。

一种短焦距机械被动无热化镜头的调焦方法，旋松锁紧钉14，转动旋转套筒1，旋转套筒1经伸缩环6、后挡圈8与主镜筒11外周的外凸缘13相互作用，带动主镜筒11前后移动，实现后截距的变化。

在本实施例中，由于设定了限位钉4，使得转动旋转套筒1的时候不会使旋转套筒1整体脱离外罩9，实现在一定范围内进行手动调焦方式，而且此种结构的调焦形式更有利于客户进行调焦，大大提高用户体验感。

在本实施例中，该镜头实现的技术指标如下：工作波段：8μm-12μm；焦距：f′=8mm；探测器：长波红外非制冷型384×288，25μm；视场角：77°；相对孔径D/ f′：1/1.0；光学体积：∅44mm×38.57mm（直径×长度）。

各镜片参数如下：

在本实施例中，S1的间距是指S1与S2表面之间的中心距离，其他以此类推。

非球面具体面型方程如下：

Z=cr^2/(1+√[1-(1+k)c^2r^2)]+A0r^2+A1r^4+A2r^6+A3r^8+A4r^10

其中S5：c=1/R,R=30.014,k=0,A0=0,A1=-1.625E-005,A2=6.431E-0.09,A3=-2.0146E-010,

A4=3.5012E-013。

在本实施例中，在结构设计中利用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，实现温度自适应的机械无热化，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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。