一种双视场电动调焦红外镜头、成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双视场电动调焦红外镜头、成像装置。所述镜头包括镜筒以及在镜筒内沿光轴传输方向依次同轴设置的前固定组、视场切换镜、后固定组；所述前固定组为弯月正透镜A；所述视场切换镜为弯月负透镜B；所述后固定组由依次设置的弯月正透镜C和弯月正透镜D组成；所述弯月负透镜B通过固定在镜筒上的驱动件的作用下，在所述弯月正透镜A和弯月正透镜C之间移动从而实现短焦70mm视场和长焦140mm视场的切换。本发明专利技术镜头结构简洁、紧凑、镜片数量少、像面稳定性好；视场切换方便，平稳、快捷。在工作温度为

【技术实现步骤摘要】
一种双视场电动调焦红外镜头、成像装置


[0001]本专利技术属于光学镜头
，涉及一种双视场电动调焦红外镜头、成像装置。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，红外成像技术已广泛应用在国防、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。红外调焦镜头能够对焦距进行调节，以满足探测器的成像需要，故应用较为广泛。
[0003]在复杂环境下，焦距会受多种因素影响，进而导致成像不清晰，影响探测器的正常工作。例如，温度不仅会对光学材料的折射率造成影响也会对镜筒材料造成热胀冷缩，致使光焦度变化和最佳像面发生偏移，降低光学成像质量，图像模糊不清，对比度下降，最终影响镜头的成像性能。这就使得需要对温度进行补偿，温度补偿的方式通常采用光学补偿方式或机械补偿方式。
[0004]光学系统设计中，连续变焦系统虽然可实现在变焦过程中持续对目标进行清晰成像，但系统结构复杂、加工和装配难度较大，导致系统透过率和成像质量下降，影响成像效果。另外，当系统用于测量时，视轴晃动会导致系统测量误差变大。而双视场光学系统结构简单，兼具短焦距视场的覆盖率广，长焦距视场分辨率高的特点，两者协同可实现对目标的大视场搜索以及小视场跟踪与测量。
[0005]在双视场光学系统结构设计中，通常镜片数量多，体积大，成本高，并且为了进一步补偿温度和距离的影响，除了设置用于视场切换的调节镜片，还需额外设置用于温度及距离补偿的调节镜片，如此进一步使得双视场光学系统结构复杂。或者运用了衍射技术，降低了系统的透过率。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中上述问题，本专利技术提出了一种双视场电动调焦红外镜头，能满足F70
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140MM大小视场的切换，同时结构简洁、调节方便，体积较小、成本低。具体技术方案如下。
[0007]提供一种双视场电动调焦红外镜头，所述镜头包括镜筒以及在镜筒内沿光轴传输方向依次同轴设置的前固定组、视场切换镜、后固定组；所述前固定组为弯月正透镜A；所述视场切换镜为弯月负透镜B；所述后固定组由依次设置的弯月正透镜C和弯月正透镜D组成；所述弯月负透镜B通过固定在镜筒上的驱动件的作用下，在所述弯月正透镜A和弯月正透镜C之间移动从而实现短焦70mm视场和长焦140mm视场的切换；所述弯月正透镜A与弯月负透镜B之间的空气间隔调节范围为26.75mm
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43.75mm；所述弯月负透镜B与弯月正透镜C之间的空气间隔调节范围为4mm
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21mm；所述弯月正透镜C与弯月正透镜D之间的空气间隔为13.43mm。
[0008]优选地，所述弯月正透镜A的中心厚度为13.04mm；所述弯月负透镜B的中心厚度为
4mm；所述弯月正透镜C的中心厚度为7.92mm；所述弯月正透镜D的中心厚度为3.52mm。
[0009]优选地，所述弯月正透镜A、弯月正透镜C的材质为硅；所述弯月负透镜B、弯月正透镜D的材质为锗单晶。
[0010]优选地，所述弯月正透镜A的物侧面拟合曲率半径为76.27mm，像侧面拟合曲率半径为97.49mm；所述弯月负透镜B的物侧面拟合曲率半径为462.53mm，像侧面拟合曲率半径为65.43mm；所述弯月正透镜C的物侧面拟合曲率半径为47.06mm，像侧面拟合曲率半径为91.48mm；所述弯月正透镜D的物侧面拟合曲率半径为47.89mm，像侧面拟合曲率半径为49.03mm。
[0011]优选地，所述弯月负透镜B的物侧面和弯月正透镜D的像侧面为非球面，并满足非球面公式：其中，Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c=1/R；R为镜面的近轴曲率拟合半径；k为圆锥系数；A，B，C，D，E为高次非球面系数。
[0012]优选地，所述镜筒包括主镜筒、转筒、移动镜筒和固定组筒；所述转筒套设于主镜筒的外周面，所述移动镜筒置于所述主镜筒内、并与所述主镜筒沿轴向滑动连接，所述固定组筒套设于移动镜筒内，并与主镜筒固定连接；所述驱动件与主镜筒固定连接，驱动件的驱动轴与转筒连接，驱动转筒转动；所述移动镜筒通过连接件随转筒的转动而沿轴向运动；所述弯月正透镜A设置在主镜筒的内腔前部，所述弯月负透镜B设置在移动镜筒内，所述弯月正透镜C与弯月正透镜D设置在固定组筒内。
[0013]优选地，所述驱动件的驱动轴设有第一齿轮，所述转筒的外周面设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮；所述连接件为销钉，所述主镜筒和所述转筒的侧壁分别设有能够容纳所述销钉滑动的直滑道和螺旋滑道；所述销钉与移动镜筒的外周面连接，并依次穿过所述直滑道和螺旋滑道。
[0014]优选地，在所述弯月正透镜A的物侧，所述主镜筒的内周面设有第一压圈，所述弯月正透镜A与主镜筒之间设有O型圈；在所述弯月负透镜B的物侧，所述移动镜筒与弯月负透镜B之间设有第二压圈；在所述弯月正透镜C的物侧，所述固定组筒与弯月正透镜C之间设有第三压圈；在所述弯月正透镜D的物侧，所述固定组筒与弯月正透镜D之间设有第四压圈。
[0015]本专利技术的另一目的在于，提供一种成像装置，包括上述双视场电动调焦红外镜头和用于接收所述双视场电动调焦红外镜头所成像的探测器。
[0016]优选地，所述探测器为像元数640
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512、像元大小12μm的制冷型探测器；所述成像装置还包括保护用锗窗口、冷屏；所述双视场电动调焦红外镜头、保护用锗窗口、冷屏以及所述探测器的焦平面阵列沿光轴传输方向依次设置。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术镜头结构简洁、紧凑、镜片数量少、像面稳定性好；实现了仅调节一块镜片的方式，就能完成对温度补偿和距离的调焦，同时实现了焦距70mm和焦距140mm的两档切换，视场切换方便，平稳、快捷；在工作温度为
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40℃至60℃，均具有良好的成像效果。本专利技术的镜头可匹配像元数为640
×
512，像元大小12μm的探测器。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为实施例1中双视场电动调焦红外镜头的镜片组成图；图2为实施例1中双视场电动调焦红外镜头的镜头剖面图；图3为实施例1中双视场电动调焦红外镜头的镜头立体剖面图。
[0020]图4为实施例1中双视场电动调焦红外镜头的镜头外观图。
[0021]附图标记：1、主镜筒；2、第一压圈；3、O型圈；4、弯月正透镜A；5、第二压圈；6、弯月负透镜B；7、第三压圈；8、弯月正透镜C；9、第四压圈；10、弯月正透镜D；11、第一齿轮；12、驱动件；13、转筒；14、移动镜筒；15、销钉；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双视场电动调焦红外镜头，其特征在于，所述镜头包括镜筒以及在镜筒内沿光轴传输方向依次同轴设置的前固定组、视场切换镜、后固定组；所述前固定组为弯月正透镜A；所述视场切换镜为弯月负透镜B；所述后固定组由依次设置的弯月正透镜C和弯月正透镜D组成；所述弯月负透镜B通过固定在镜筒上的驱动件的作用下，在所述弯月正透镜A和弯月正透镜C之间移动从而实现短焦70mm视场和长焦140mm视场的切换；所述弯月正透镜A与弯月负透镜B之间的空气间隔调节范围为26.75mm
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43.75mm；所述弯月负透镜B与弯月正透镜C之间的空气间隔调节范围为4mm
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21mm；所述弯月正透镜C与弯月正透镜D之间的空气间隔为13.43mm。2.根据权利要求1所述的双视场电动调焦红外镜头，其特征在于，所述弯月正透镜A的中心厚度为13.04mm；所述弯月负透镜B的中心厚度为4mm；所述弯月正透镜C的中心厚度为7.92mm；所述弯月正透镜D的中心厚度为3.52mm。3.根据权利要求1所述的双视场电动调焦红外镜头，其特征在于，所述弯月正透镜A、弯月正透镜C的材质为硅；所述弯月负透镜B、弯月正透镜D的材质为锗单晶。4.根据权利要求1所述的双视场电动调焦红外镜头，其特征在于，所述弯月正透镜A的物侧面拟合曲率半径为76.27mm，像侧面拟合曲率半径为97.49mm；所述弯月负透镜B的物侧面拟合曲率半径为462.53mm，像侧面拟合曲率半径为65.43mm；所述弯月正透镜C的物侧面拟合曲率半径为47.06mm，像侧面拟合曲率半径为91.48mm；所述弯月正透镜D的物侧面拟合曲率半径为47.89mm，像侧面拟合曲率半径为49.03mm。5.根据权利要求1所述的双视场电动调焦红外镜头，其特征在于，所述弯月负透镜B的物侧面和弯月正透镜D的像侧面为非球面，并满足非球面公式：其中，Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c=1/R；R为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自强，霍亚敏，
申请(专利权)人：安徽光智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：