f110mm光学被动无热化镜头制造技术

本发明专利技术涉及一种f110mm光学被动无热化镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正透镜A、负透镜B、正透镜C和负透镜D，所述正透镜A与负透镜B之间的空气间隔为35mm，所述负透镜B与正透镜C之间的空气间隔为24.7mm，所述正透镜C与负透镜D之间的空气间隔为3.29mm。该f110mm光学被动无热化镜头的光学系统结构简单，镜头结构装配紧凑，体积小携带方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种f110mm光学被动无热化镜头。
技术介绍
大多数光学镜头都工作在一定的环境温度范围内,随环境温度变化时光学元件的曲率、厚度和间隔将发生变化,同时光学元件的折射率也发生变化,加上镜筒的热胀冷缩,将导致系统性能的急剧降低。红外镜头相较可见光而言对温度更为敏感。为了适应特殊的环境要求，还要求镜头具有温度自适应能力。因此,在红外镜头设计中采用主动或被动方式来补偿温度变化造成的像面漂移。补偿的方式有机械、机电和光学。机械补偿会存在补偿效果不佳，结构体积偏大等问题；机电补偿需要通过电机来移动一组或多组镜片来实现，会存在机构复杂等问题；光学被动无热化补偿效果好，是最理想的一种温度补偿方式，但传统的光学被动无热化镜头结构复杂，镜头的装配结构长，体积大不方便携带。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上不足之处，提供了一种f110mm光学被动无热化镜头，不仅结构简单，而且便携高效。本专利技术的技术方案是，一种f110mm光学被动无热化镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正透镜A、负透镜B、正透镜C和负透镜D，所述正透镜A与负透镜B之间的空气间隔为35mm，所述负透镜B与正透镜C之间的空气间隔为24.7mm，所述正透镜C与负透镜D之间的空气间隔为3.29mm，所述正透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述正透镜C与负透镜D之间设有CD隔圈。进一步的，所述镜头的机械结构包括主镜筒，所述正透镜A安装在主镜筒的内前端，所述负透镜B安装在主镜筒的内中后部，所述正透镜C和负透镜D安装在主镜筒的内后端，所述主镜筒在正透镜A与负透镜B之间的筒身沿着正透镜A往负透镜B的方向开口逐渐变小。进一步的，所述正透镜A的前端经螺接入主镜筒的第一压圈进行固定，所述正透镜A与负透镜B之间设置有AB隔圈，所述AB隔圈的形状与正透镜A与负透镜B之间的主镜筒的筒身形状相适应，所述主镜筒的内部在负透镜B的后端面上设置有第一定位台阶，所述主镜筒的内部在负透镜D的后端面上设置有第二定位台阶，所述负透镜D的前端面经CD隔圈与正透镜C相邻，所述正透镜C的前端面经螺接入主镜筒的第二压圈进行固定。进一步的，所述AB隔圈与CD隔圈均为热膨胀系数为8×10-6/℃的隔圈材料，所述主镜筒的材料为铝合金，其膨胀系数为23×10-6/℃。进一步的，所述主镜筒的后端面上圆周均布有若干个连接螺纹孔。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：该f110mm光学被动无热化镜头的光学系统结构简单，镜头结构装配紧凑，体积小携带方便。附图说明下面结合附图对本专利技术专利进一步说明。图1为该专利技术实施例的光学系统示意图；图2为该专利技术实施例的机械结构示意图一；图3为该专利技术实施例的机械结构示意图二。图中：A-正透镜A；B-负透镜B；C-正透镜C；D-负透镜D；1-主镜筒；2-第一压圈；3-AB隔圈；4-第一定位台阶；5-第二定位台阶；6-CD隔圈；7-第二压圈；8-连接螺纹孔；9-让位槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1～3所示，一种f110mm光学被动无热化镜头，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正透镜A、负透镜B、正透镜C和负透镜D，所述正透镜A与负透镜B之间的空气间隔为35mm，所述负透镜B与正透镜C之间的空气间隔为24.7mm，所述正透镜C与负透镜D之间的空气间隔为3.29mm，所述正透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述正透镜C与负透镜D之间设有CD隔圈。在本实施例中，所述镜头的机械结构包括主镜筒1，所述正透镜A安装在主镜筒的内前端，所述负透镜B安装在主镜筒的内中后部，所述正透镜C和负透镜D安装在主镜筒的内后端，所述主镜筒在正透镜A与负透镜B之间的筒身沿着正透镜A往负透镜B的方向开口逐渐变小。在本实施例中，所述正透镜A的前端经螺接入主镜筒的第一压圈2进行固定，所述正透镜A与负透镜B之间设置有AB隔圈3，所述AB隔圈的形状与正透镜A与负透镜B之间的主镜筒的筒身形状相适应，所述主镜筒的内部在负透镜B的后端面上设置有第一定位台阶4，所述主镜筒的内部在负透镜D的后端面上设置有第二定位台阶5，所述负透镜D的前端面经CD隔圈6与正透镜C相邻，所述正透镜C的前端面经螺接入主镜筒的第二压圈7进行固定。在本实施例中，在光学设计中合理分配光焦度，由于正透镜A和负透镜B的空气间隔对无热化效果影响较大，所述AB隔圈与CD隔圈均为热膨胀系数为8×10-6/℃的隔圈材料，所述主镜筒的材料为铝合金，其膨胀系数为23×10-6/℃，通过材料配合及非球面校正像差，实现高低温自适应的光学被动无热化技术。在本实施例中，所述主镜筒的后端面上圆周均布有若干个连接螺纹孔8。在本实施例中，所述主镜筒的前端设有两个让位槽9。在本实施例中，由上述镜片构成的光学系统达到了如下的技术指标：（1）工作波段：8μm-12μm；（2）焦距：f′=110mm；（3）探测器：长波红外非制冷型640×512，20μm；（4）视场角：6.66°×5.33°；（5）相对孔径D/f′：1/1.2；（6）光学体积：100mm×92mm×92mm（长×宽×高）。以下表格的数据，将说明本专利技术实施例的光学参数。表一：光学元件参数表表二：非球面数据非球面表达式为：Z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，...代表非球面系数，曲率半径是指每个表面的曲率半径，间距是相邻两表面间的间距，举例说明，S1、S2分别是正透镜A远离与邻近负透镜B的表面，S1的间距是指S1与S2表面之间的中心间距，其它依此类推。在非球面数据中，E-n代表“”，例如8.87E-008代表。在光学设计中，合理选取光学材料，通过材料配合消色差和消热差，提高镜头光学成像性能，并降低系统成本；在光学设计中，采用非球面设计，校正系统像差，并实现光学结构简单紧凑；在镜头结构设计中可以进行刚度计算，适当增加壁厚，提高固有频率，提高镜头的抗振能力，保证系统的使用要求；在光学设计中，合理分配光焦度，匹配铝合金镜筒材料及低膨胀系数的隔圈材料，以补偿温度变化引起的像面漂移，实现温度自适应的光学被动式无热化特点，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；结构紧凑、具有在-40℃～+60℃温度范围内实现温度自适应的光学被动式无热化特点、高透过率、低成本。上列较佳实施例，对本专利技术的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种f110mm光学被动无热化镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正透镜A、负透镜B、正透镜C和负透镜D，所述正透镜A与负透镜B之间的空气间隔为35mm，所述负透镜B与正透镜C之间的空气间隔为24.7mm，所述正透镜C与负透镜D之间的空气间隔为3.29mm，所述正透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述正透镜C与负透镜D之间设有CD隔圈。

【技术特征摘要】
1.一种f110mm光学被动无热化镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有正透镜A、负透镜B、正透镜C和负透镜D，所述正透镜A与负透镜B之间的空气间隔为35mm，所述负透镜B与正透镜C之间的空气间隔为24.7mm，所述正透镜C与负透镜D之间的空气间隔为3.29mm，所述正透镜A与负透镜B之间设有AB隔圈，所述正透镜C与负透镜D之间设有CD隔圈。2.根据权利要求1所述的f110mm光学被动无热化镜头，其特征在于：所述镜头的机械结构包括主镜筒，所述正透镜A安装在主镜筒的内前端，所述负透镜B安装在主镜筒的内中后部，所述正透镜C和负透镜D安装在主镜筒的内后端，所述主镜筒在正透镜A与负透镜B之间的筒身沿着正透镜A往负透镜B的方向开口逐渐变小。3.根据权利要求2所述的f110mm光学被...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑顺昌，陈潇，魏岩丽，屈立辉，杨仕勇，
申请(专利权)人：福建福光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35