本發明涉及一種精準電動調焦式非制冷長波紅外鏡頭及其制作方法。
背景技術：
：隨著科學技術的迅猛發展、非制冷探測器技術的不斷發展和日益成熟，因長波紅外非制冷光學系統有許多優良特點，如被圖像直觀，易于觀察；精度高等，在軍事和民用領域均得到了廣發應用。近年來，隨著紅外光學技術的長遠發展及其應用范圍的不斷擴展，對紅外光學系統的需求日益增強。紅外電動調焦光學系統在能夠連續調焦，在改變視場的同時，像面能夠保持穩定清晰，不會產生像面飄逸。技術實現要素：本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種精準電動調焦式非制冷長波紅外鏡頭及其制作方法，具有探測距離遠，IP67防水防塵、低畸變、耐振動和沖擊等優點。為了解決上述技術問題，本發明的一種技術方案是：一種精準電動調焦式非制冷長波紅外鏡頭，包括機械組件和光學系統，所述機械組件包括主鏡座和調焦鏡筒，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的具有正光焦度的前固定組鏡片和調焦組鏡片，所述前固定組鏡片和調焦組鏡片均為凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡，前固定組鏡片設置在主鏡座內，調焦組鏡片設置在調焦鏡筒內。進一步的，所述前固定組鏡片與調焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。進一步的，所述調焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側壁后端部的外鏡筒、套設在主鏡座內后端的用于安裝調焦組鏡片的內鏡筒，所述主鏡座外側壁后端設置有調焦電機，所述外鏡筒外側壁設置有調焦齒輪，所述調焦電機的輸出端設置有與調焦齒輪相嚙合的驅動齒輪，所述外鏡筒通過一調焦導釘驅動內鏡筒沿主鏡座軸向移動。進一步的，所述主鏡座外側壁后端部還分別設置有布置在外鏡筒兩端的微動限位行程開關。進一步的，所述主鏡座內設置有固定前固定組鏡片的前組壓圈，所述內鏡筒內設置有固定調焦鏡組的后組壓圈。進一步的，所述主鏡座前端還設置有前鏡蓋。為了解決上述技術問題，本發明的另一種技術方案是：一種精準電動調焦式非制冷長波紅外鏡頭的制作方法，按以下步驟進行：在主鏡座后端安裝調焦鏡筒，然后在主鏡座內安裝前固定組鏡片，在調焦鏡筒內安裝調焦組鏡片，前固定組鏡片和調焦組鏡片均為凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡，前固定組鏡片與調焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。進一步的，所述調焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側壁后端部的外鏡筒、套設在主鏡座內后端的用于安裝調焦組鏡片的內鏡筒，所述主鏡座外側壁后端設置有調焦電機，所述外鏡筒外側壁設置有調焦齒輪，所述調焦電機的輸出端設置有與調焦齒輪相嚙合的驅動齒輪，所述外鏡筒通過一調焦導釘驅動內鏡筒沿主鏡座軸向移動。進一步的，所述主鏡座外側壁后端部還分別設置有布置在外鏡筒兩端的微動限位行程開關。進一步的，所述主鏡座內設置有固定前固定組鏡片的前組壓圈，所述內鏡筒內設置有固定調焦鏡組的后組壓圈。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：（1）在光學設計時，在光學系統中，合理分配各組的光焦度，對8～12μm的寬光譜范圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦，這樣鏡頭在中長波范圍都能清晰成像；（2）選用高折射、低色散的光學玻璃材料，通過設計和優化，校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭實現高分辨率、大相對孔徑、低畸變等優點；畸變較小，在1%以下，相對于舊的結構畸變有了更好的控制；（3）在光學設計中，通過對凸輪曲線的優化設計，有效地控制了調焦過程中的光軸漂移，在全焦距段范圍內成像質量優良；（4）在保證結緊湊的前提下，采取一系列措施，提高了鏡頭耐振動、沖擊的能力；（5）在溫度效應設計方面，工作溫度設定是-40℃~+80℃,主鏡座采用與前固定組鏡片玻璃材料相近的合金鋼，以保證鏡座在工作溫度環境下不受材料熱脹冷縮的應力影響。下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。附圖說明圖1為本發明實施例中光學系統的構造示意圖。圖2為本發明實施例的構造示意主視圖。圖3為本發明實施例的構造示意側視圖。圖4為本發明實施例的立體圖。圖中：1-前固定組鏡片，2-調焦組鏡片，3-主鏡座，31-前組壓圈，32-前鏡蓋，4-外鏡筒，41-調焦齒輪，42-調焦導釘，5-內鏡筒，51-后組壓圈，6-調焦電機，61-驅動齒輪，7-行程開關。具體實施方式實施例一：如圖1~4所示，一種精準電動調焦式非制冷長波紅外鏡頭，包括機械組件和光學系統，所述機械組件包括主鏡座3和調焦鏡筒，所述光學系統包括沿光線入射方向依次設置的具有正光焦度的前固定組鏡片1和調焦組鏡片2，所述前固定組鏡片1和調焦組鏡片2均為凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡，前固定組鏡片設置在主鏡座3內，調焦組鏡片設置在調焦鏡筒內。本實施例中，所述前固定組鏡片與調焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。本實施例中，所述調焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側壁后端部的外鏡筒4、套設在主鏡座內后端的用于安裝調焦組鏡片的內鏡筒5，所述主鏡座外側壁后端設置有調焦電機6，所述外鏡筒外側壁設置有調焦齒輪41，所述調焦電機的輸出端設置有與調焦齒輪相嚙合的驅動齒輪61，所述外鏡筒通過一調焦導釘42驅動內鏡筒沿主鏡座軸向移動。該調焦導釘穿過主鏡座側壁連接內、外鏡筒，主鏡座側壁上開設有讓調焦導釘移動的行程槽。本實施例中，所述主鏡座外側壁后端部還分別設置有布置在外鏡筒兩端的微動限位行程開關7。本實施例中，所述主鏡座內設置有固定前固定組鏡片的前組壓圈31，所述內鏡筒內設置有固定調焦鏡組的后組壓圈51。本實施例中，所述主鏡座前端還設置有前鏡蓋32。在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統達到了如下的光學指標：1)焦距f′:100mm；2)相對孔徑F：1.0；3)視場角：6.2°x4.98°；4)分辨率：可與640×51217μm探測器攝像機適配；5)光路總長∑≤131mm，光學后截距l′≥14.65mm；6)適用譜線范圍：8μm~12μm。以下表一列出各鏡片的參數：表一表面曲率半徑（mm）間距（mm）玻璃材料備注折射率S198.378.37鍺前固定組鏡片4.004S2136.25102.33鍺4.004S3非球面4.06鍺調焦組鏡片4.004S428.9214.67鍺4.004其中，S1為前固定組鏡片1朝向入射光線的一面，S2為前固定組鏡片1背向入射光線的一面；同樣，S3、S4調焦組鏡片2前后兩個面；曲率半徑是指每個表面的曲率半徑，間距是相鄰兩表面間的間距，舉例說明，S1的間距是指S1與S2表面之間的中心間距，其它依此類推。非球面具體面型方程如下：其中，Z為非球面沿光軸方向在高度為r的位置時，距非球面頂點的距離矢高；C=1/R，R表示鏡面的近軸曲率半徑R=-81.192；K為圓錐系數；A、B、C、D為高次非球面系數。相關參數如表二所示：表二、非球面數據非球面KABCDS20-1.448391E-006-3.0213821E-010-2.739455E-012-5.2525635E-015使用時，焦距定死，通過調焦電機微調調焦組鏡片使圖像清晰。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。當前第1頁1 2 3