长波红外光学机械混合无热化镜头及其装配方法组成比例

技术编号:10733905 阅读:79 留言:0更新日期:2014-12-10 10:50
本发明专利技术公开了一种长波红外光学机械混合无热化镜头及其装配方法,该镜头主要由光学系统和伸缩机构组成;光学系统,包括第一透镜(901)和第二透镜(902);伸缩机构,包括伸缩筒(710)、挡圈(707)、第一外镜筒(701)、第二外镜筒(708)和弹性部件(706);其中:第一透镜(901)和第二透镜(902)安装在内镜筒(702)中;内镜筒(702)外部套设有伸缩筒(710),内镜筒(702)上固设有挡圈(707);伸缩筒(710)的端面与挡圈(707)的端面相接触,挡圈(707)的另一端设有一个弹性部件(706);伸缩筒(710)的前、后半部分别套设有第一外镜筒(701)和第二外镜筒(708)。采用本发明专利技术,能够降低镜头的复杂程度,并降低整个光学系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种,该镜头主要由光学系统和伸缩机构组成;光学系统,包括第一透镜(901)和第二透镜(902);伸缩机构,包括伸缩筒(710)、挡圈(707)、第一外镜筒(701)、第二外镜筒(708)和弹性部件(706);其中:第一透镜(901)和第二透镜(902)安装在内镜筒(702)中;内镜筒(702)外部套设有伸缩筒(710),内镜筒(702)上固设有挡圈(707);伸缩筒(710)的端面与挡圈(707)的端面相接触,挡圈(707)的另一端设有一个弹性部件(706);伸缩筒(710)的前、后半部分别套设有第一外镜筒(701)和第二外镜筒(708)。采用本专利技术,能够降低镜头的复杂程度,并降低整个光学系统的成本。【专利说明】
本专利技术涉及一种红外被动式无热化镜头,尤其涉及一种。
技术介绍
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,同时,也对光学系统的成像质量提出了越来越高的要求。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。为了消除或降低温度的变化对光学系统成像质量的影响,必须采用相应的补偿技术,使光学系统在一个较大的温差范围内保持焦距基本不变,从而确保成像质量良好。 目前,在红外光学系统的补偿技术中,大致可分为:机械无热化、光学无热化和光学机械混合无热化技术。所述机械无热化技术,本质上是通过某种机构移动一片或者多片透镜补偿像面的漂移,根据实现位移机构的不同又可分为电子主动式和机械被动式。所述光学无热化技术,是利用光学材料的热特性之间的差异,通过不同特性材料的合理组合来消除温度的影响。所述光学机械混合无热化技术,即通过机械和光学的组合方式来实现光学系统的无热化。 现有采用光学机械混合无热化技术的红外光学系统,在镜头设计过程中既要考虑光学材料的热特性,还得考虑通过机械补偿的方式实现整个光学系统达到无热化,因此,设计的镜头结构较为复杂,并且增加了整个光学系统的制造成本。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的主要目的在于提供一种,以降低镜头的复杂程度,并且降低整个光学系统的成本。 为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的: —种长波红外光学机械混合无热化镜头,该镜头包括光学系统和伸缩机构;所述光学系统,包括第一透镜901和第二透镜902 ;所述伸缩机构,包括伸缩筒710、挡圈707、第一外镜筒701、第二外镜筒708和弹性部件706 ;其中:所述第一透镜901和第二透镜902安装在内镜筒702中;所述内镜筒702外部套设有伸缩筒710,内镜筒702上固设有挡圈707 ;伸缩筒710的端面与所述挡圈707的端面相接触,所述挡圈707的另一端设有一个弹性部件706 ;所述伸缩筒710的前、后半部分别套设有第一外镜筒701和第二外镜筒708。 其中:红外入射光依次通过第一透镜901、第二透镜902后会聚到达成像面100。 安装在内镜筒702中第一透镜901和第二透镜902分别通过第一压圈703和第二压圈704固定;所述第一透镜901和第二透镜902为硫系玻璃。 所述第一透镜901的凸面SI为球面或非球面、凹面S2为非球面或球面;所述第二透镜902的凸面S3、凹面S4均为非球面或球面结构;其中的一个凹面非球面中带有衍射面。 所述弹性部件706为波形垫圈,所述弹性部件706始终处于受压负载状态。 所述镜头前端设置有密封圈,具体为:第一密封圈705设置于第二外镜筒708外部,第二密封圈709设置于第二外镜筒708与第一外镜筒701之间的连接处,第三密封圈711设置于第一压圈703、内镜筒702与第一透镜901的结合处,第四密封圈712设置于第一外镜筒701与内镜筒702之间。 所述的内镜筒702、挡圈707、第一外镜筒701、第二外镜筒708、第一压圈703、第二压圈704的材料为铝合金、镁合金或不锈钢;伸缩筒710的材料为聚甲醛、ABS或尼龙。 所述伸缩筒710的膨胀系数大于第一外镜筒701、第二外镜筒708的膨胀系数。 所述镜头的固定焦距在1mm到100mm,光圈F.NO在0.8到1.5之间。 一种长波红外光学机械混合无热化镜头的装配方法,包括如下步骤: A、将伸缩筒710套入内镜筒702,再将挡圈707通过螺纹旋紧在内镜筒702上; B、将弹性部件706套入内镜筒702,直至靠在挡圈707的端面上; C、将安装有第一密封圈705和第二密封圈709的第二外镜筒708套在伸缩筒710上,再将安装有第四密封圈712的第一外镜筒701套入内镜筒702并通过螺纹和第二外镜筒708旋紧; D、将第二透镜902安装在内镜筒702内并通过第二压圈704将其固定; E、将第一透镜901和第三密封圈711安装在内镜筒702上并通过第一压圈703将其固定。 本专利技术提供的,具有以下优点: 该无热化镜头只需两片透镜,结合光学和机械的补偿方式实现宽温度范围内的无热化功能。较现有的无热化方案具有以下优势:与多种光学材料配比实现光学无热化方案相比,具有镜头镜片数量少,使用单种光学材料,镜头结构简单的优点。与采用机械无热化方案相比,本专利技术由于在光学系统的设计中利用了衍射光学元件具有反向色散、反向光热膨胀系数的特点,通过折、衍射零件光焦度的合理分配和匹配,大大降低了由温度差引起的离焦量,从而也大大减小了补偿结构的补偿量,所以补偿结构上比机械被动式无热化更加简单可靠,同时也没有电子主动式机械无热化的电子元器件。 本专利技术米用的镜片材料为一种硫系玻璃,在材料成本上硫系玻璃具有明显的优势,而且硫系玻璃在大批量生产时可进行精密模压,可以大大降低加工成本,具有广阔的市场前景。 本专利技术采用光学无热化和机械无热化相结合的方式,保证了整个光学系统在外界温度一定范围内变化时,光学系统整体焦距不变或者变化很小,从而保持良好的成像质量,同时改善了镜头的复杂程度,降低了整个光学系统成本。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例的长波红外光学机械混合无热化镜头剖面结构示意图; 图2为图1所示无热化镜头的伸缩筒立体结构示意图; 图3为图1所示无热化镜头的第一透镜901非球面加衍射面示意图; 图4为本专利技术的无热化镜头在-40°C时的MTF曲线图; 图5为本专利技术的无热化镜头在20°C时的MTF曲线图; 图6为本专利技术的无热化镜头在80°C时的MTF曲线图。 【主要部件符号说明】 100:成像面 701:第一外镜筒 702:内镜筒 703:第一压圈 704:第二压圈 705:第一密封圈 706:弹性部件 707:挡圈 708:第二外镜筒 709:第二密封圈 710:伸缩筒 711:第三密封圈 712:第四密封圈 901:第一透镜 902:第二透镜 S1:第一透镜901的凸面 S2:第一透镜901的凹面 S3:第二透镜902的凸面 S4:第二透镜902的凹面 L1:伸缩筒710的长度 L2:第二外镜筒708与伸缩筒710的侧靠面到S4中心点的长度。 【具体实施方式】 下面结合附图本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种长波红外光学机械混合无热化镜头,其特征在于,该镜头包括光学系统和伸缩机构;所述光学系统,包括第一透镜(901)和第二透镜(902);所述伸缩机构,包括伸缩筒(710)、挡圈(707)、第一外镜筒(701)、第二外镜筒(708)和弹性部件(706);其中:所述第一透镜(901)和第二透镜(902)安装在内镜筒(702)中;所述内镜筒(702)外部套设有伸缩筒(710),内镜筒(702)上固设有挡圈(707);伸缩筒(710)的端面与所述挡圈(707)的端面相接触,所述挡圈(707)的另一端设有一个弹性部件(706);所述伸缩筒(710)的前、后半部分别套设有第一外镜筒(701)和第二外镜筒(708)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王昌龙沈洪朱光春姚钧
申请(专利权)人:宁波舜宇红外技术有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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