一种热成像电动镜头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种热成像电动镜头，镜头中的镜片包括由物方至像方依次设置的前固定组和调焦组；其中，所述前固定组具有正光焦度，包括从物方至像方依次设置第一透镜、孔径光阑和第二透镜；所述第一透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面均为球面；所述孔径光阑位于第一透镜和第二透镜之间，调焦过程中保持稳定；所述第二透镜为凸面朝向像方的凹凸形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射面；所述调焦组具有正光焦度，包括第三透镜，所述第三透镜具为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为非球面，所述调焦组可沿光轴往复移动。本申请适配小像元的探测器，实现电动调焦功能，体积小、重量轻、系统稳定，利于携带。利于携带。利于携带。

【技术实现步骤摘要】
一种热成像电动镜头


[0001]本技术属于光学
，具体涉及一种用于长波红外非制冷探测器的热成像电动镜头。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，红外成像技术已经广泛应用在国防、工业、医疗等领域。红外探测具有一定的穿透烟、雾、霾、雪等能力以及识别伪装的能力，不受战场强光、闪光干扰而致盲，可以实现远距离，全天候观察，尤其适用于夜间及不良气象条件下的目标探测。随着红外探测器的行业发展，出现了更小像元尺寸的探测器例如12μm，这种探测器具有更多的应用同时对分辨率要求更高。因此，为了适配更小像元尺寸的探测器，越来越需要一款高分辨率红外镜头来匹配，从而达到提高对细节分辨能力的目的，同时该镜头还要适应夜间及不良气象条件下的目标探测。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本技术旨在提供一种热成像电动镜头。
[0004]为了实现上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：
[0005]一种热成像电动镜头，镜头中的镜片包括由物方至像方依次设置的前固定组和调焦组；其中，所述前固定组具有正光焦度，包括从物方至像方依次设置第一透镜、孔径光阑和第二透镜；所述第一透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面均为球面；所述孔径光阑位于第一透镜和第二透镜之间，调焦过程中保持稳定；所述第二透镜为凸面朝向像方的凹凸形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射面；所述调焦组具有正光焦度，包括第三透镜，所述第三透镜具为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为非球面，所述调焦组可沿光轴往复移动。<br/>[0006]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头包括：主镜筒，所述主镜筒内部前端设有所述前固定组；调焦镜筒，位于所述主镜筒内部中后端，可在主镜筒内沿轴向运动，所述调焦镜筒内设有所述调焦组；调焦凸轮，环设在主镜筒外部、对应调焦镜筒的位置处，调焦凸轮上设有曲线形的凸轮槽，调焦凸轮上环设有齿轮结构；导向拨钉，一端位于凸轮槽内，中部穿过位于主镜筒上的直线槽，另一端和调焦镜筒固定连接；直流微电机，固定在所述主镜筒上，和齿轮结构配接并驱动齿轮结构转动，进而导向拨钉在凸轮槽和直线槽内移动带动调焦镜筒前后移动；电位器，固定在所述主镜筒上，和所述齿轮结构配接，用于反馈齿轮结构的转动信息。
[0007]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调焦组总移动行程为1.23mm。
[0008]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头满足如下参数：所述镜头的工作波段8～12μm，有效焦距EFL＝70mm，F数＝1.0，最小调焦距离50m，光学系统总长82.9mm，适配探测器分辨率640
×
512，像元大小12μm。
[0009]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头的视场角范围为：2w＝9
°
。
[0010]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：
[0011][0012]其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c表示表面的顶点曲率，k为圆锥系数，α2，α3，α4，α5，α6为高次非球面系数。
[0013]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头的镜片中的衍射面满足下列表达式：
[0014]Φ＝A1ρ2+A2ρ4+A3ρ6[0015]其中，Φ为衍射面的位相，ρ＝r/r
n
，r
n
是衍射面的规划半径，A1、A2、A3为衍射面的位相系数。
[0016]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头的全视场的平均MTF＞0.405@42lp/mm。
[0017]根据本申请实施例提供的技术方案，S1镀有类金刚石碳膜，S2、S4～S7镀有增透膜；其中，S1为第一透镜朝向物方的表面，S2为第一透镜朝向像方的表面，S4为第二透镜朝向物方的表面，S5为第二透镜朝向像方的表面，S6为第三透镜朝向物方的表面，S7为第三透镜朝向像方的表面。
[0018]本技术具有如下有益效果：
[0019]本申请提供的电动镜头，只采用三个镜片实现热成像，体积小、重量轻、系统更稳定，利于携带，方便在设备上安装及使用。本申请适配12μm像元的探测器，实现了适配更小像元的探测器，分辨率更高，并且经过测试后，成像质量非常高，对细节分辨率高，适用夜间和不良气象条件下的目标探测。
[0020]本申请通过直流微电机和电位器组合实现精密调节调焦组的前后移动，实现电动调焦功能，调焦方便精准，易于量产，在不良环境下，电机转动顺滑无卡滞。
[0021]同时本申请主镜筒壳体适应镜片大小并进行适当造型，使镜头整体看起来更具美观性和实用性。
附图说明
[0022]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0023]图1为本技术实施方式所述的电动镜头的光学系统图；
[0024]图2为本技术实施方式所述的电动镜头剖面结构示意图；
[0025]图3为本技术实施方式所述的电动镜头外部结构示意图；
[0026]图4为本技术实施方式所述的电动镜头的点列图；
[0027]图5为本技术实施方式所述的电动镜头的光学传递函数图；
[0028]图6为本技术实施方式所述的电动镜头的场曲畸变图。
[0029]附图标记说明：
[0030]100、物面；101、探测器保护窗口；102、像面；
[0031]L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；
[0032]S1、第一透镜朝向物方的表面；S2、第一透镜朝向像方的表面；
[0033]S3、孔径光阑；
[0034]S4、第二透镜朝向物方的表面；S5、第二透镜朝向像方的表面；
[0035]S6、第三透镜朝向物方的表面，S7、第三透镜朝向像方的表面；
[0036]1、主镜筒；2、调焦镜筒；3、调焦凸轮；31、凸轮槽；32、齿轮结构；4、导向拨钉；5、第一压圈；6、第二压圈；7、第三压圈；8、直流微电机；81、第一小齿轮；9、电位器；91、第二小齿轮。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。
[0038]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0039]本申请所述的实施例为应用在长波非制冷型、分辨率为640*512、像元尺寸12μm的凝视型焦平面探测器。
[0040]本申请所述的从前到后的方向，指的是从物方到像方的方向。
[0041]一种热成像电动镜头，镜头中的镜片包括由物方至像方依次设置的前固定组和调焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热成像电动镜头，其特征在于，镜头中的镜片包括由物方至像方依次设置的前固定组和调焦组；其中，所述前固定组具有正光焦度，包括从物方至像方依次设置第一透镜(L1)、孔径光阑(S3)和第二透镜(L2)；所述第一透镜(L1)为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面均为球面；所述孔径光阑(S3)位于第一透镜(L1)和第二透镜(L2)之间，调焦过程中保持稳定；所述第二透镜(L2)为凸面朝向像方的凹凸形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射面；所述调焦组具有正光焦度，包括第三透镜(L3)，所述第三透镜(L3)具为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为非球面，所述调焦组可沿光轴往复移动。2.根据权利要求1所述的一种热成像电动镜头，其特征在于，所述镜头包括：主镜筒(1)，所述主镜筒(1)内部前端设有所述前固定组；调焦镜筒(2)，位于所述主镜筒(1)内部中后端，可在主镜筒(1)内沿轴向运动，所述调焦镜筒(2)内设有所述调焦组；调焦凸轮(3)，环设在主镜筒(1)外部、对应调焦镜筒(2)的位置处，调焦凸轮(3)上设有曲线形的凸轮槽(31)，调焦凸轮(3)上环设有齿轮结构(32)；导向拨钉(4)，一端位于凸轮槽(31)内，中部穿过位于主镜筒(1)上的直线槽，另一端和调焦镜筒(2)固定连接；直流微电机(8)，固定在所述主镜筒(1)上，和齿轮结构(32)配接并驱动齿轮结构(32)转动，进而导向拨钉(4)在凸轮槽(31)和直线槽内移动带动调焦镜筒(2)前后移动；电位器(9)，固定在所述主镜筒(1)上，和所述齿轮结构(32)配接，用于反馈齿轮结构(32)的转动信息。3.根据权利要求1所述的一种热成像电动镜头，其特征在于，所述调焦组总移动行程为1.23mm。4.根据权利要求1所述的一种热成像电动镜头，其特征在于，所述镜头满足如下参数：所述镜头的工作波段8～12μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志楠，
申请(专利权)人：三河市蓝思泰克光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：