本發明涉及鏡頭領域,尤其是整組調焦式光學被動無熱化長波紅外安防鏡頭。
背景技術:
長波紅外非制冷光學系統在軍用和民用領域均得到了廣泛的應用,因為紅外鏡頭具有抗干擾性能好;晚間作用距離遠;穿透煙塵、霧霾能力強;可全天候、全天時工作;具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形的能力等優點,所以對光學系統的成像質量提出了越來越高的要求。但由于紅外光學材料和機械材料存在一定的熱效應,工作溫度的劇烈變化會對光學系統產生嚴重的影響,例如引起焦距變化、像面漂移、成像質量下降等。因此,為了適應不同環境溫度,要求紅外鏡頭具有一定的溫度自適應能力;另外,市面上大多數的鏡頭結構復雜,加工難度和成本較高,因此也需要鏡頭具有結構簡便易加工性、實用型強,無需人為多次調整使其在-30℃—80℃溫度下保持焦面穩定,如何以簡易的鏡頭結構實現長波紅外非制冷光學系統,是一個研究方向。
技術實現要素:
本發明提出整組調焦式光學被動無熱化長波紅外安防鏡頭,能以簡易的鏡頭結構實現長波紅外非制冷光學系統。
本發明采用以下技術方案。
整組調焦式光學被動無熱化長波紅外安防鏡頭,所述鏡頭包括主鏡筒、外罩和透鏡組;所述透鏡組固定于主鏡筒內,所述主鏡筒以軸向可位移方式與外罩連接;所述透鏡組在光線入射方向上依次設置負透鏡A、負透鏡B和正透鏡C;所述負透鏡A以鍺系玻璃成型,所述負透鏡B和正透鏡C以硫系玻璃成型;負透鏡A和負透鏡B之間的空氣距為4.69mm;負透鏡B和正透鏡C之間的空氣距為0.7mm;當主鏡筒與外罩間產生軸向相對移動時,鏡頭的后截距發生改變。
所述主鏡筒內豎直向固定AB隔圈、BC隔圈和后壓圈,所述負透鏡A被AB隔圈壓置固定于主鏡筒內,負透鏡B被BC隔圈壓置固定于AB隔圈處,正透鏡C被后壓圈壓置固定于BC隔圈處。
所述外罩處設有鎖緊釘和定位釘,當鎖緊釘鎖緊時,主鏡筒被鎖定于外罩處不能移動。
所述鏡頭的工作波段為8μm-12μm;鏡頭焦距為15mm;鏡頭視場角為24.6°×18.6°;鏡頭相對孔徑為1/1.0。
所述鏡頭直徑為36mm,鏡頭長度為29.6mm。
所述外罩與主鏡筒相背離的一端與像面元件相鄰,所述像面元件為長波紅外非制冷型384×288的17μm的探測器。
當所述主鏡筒旋轉時,主鏡筒與外罩間產生軸向相對移動。
本發明中,所述鏡頭包括主鏡筒、外罩和透鏡組;所述透鏡組固定于主鏡筒內,所述主鏡筒以軸向可位移方式與外罩連接;當主鏡筒與外罩間產生軸向相對移動時,鏡頭的后截距發生改變;該設計采用主鏡筒一體化結構設計,能以手調主鏡筒實現整組后截距的調整使畫面保持清晰,結構簡單易于實現和使用。
本發明中,所述透鏡組在光線入射方向上依次設置負透鏡A、負透鏡B和正透鏡C;所述負透鏡A以鍺系玻璃成型,所述負透鏡B和正透鏡C以硫系玻璃成型;負透鏡A和負透鏡B之間的空氣距為4.69mm;負透鏡B和正透鏡C之間的空氣距為0.7mm;該結構為光學無熱化設計,大大降低了溫度對鏡頭成像的影響,使其在-30℃—80℃較大范圍內保持像面穩定,成像質量高,具有高的成像分辨率、高穿透性,能夠捕捉細小溫度變化的物體。
本發明中,所述鏡頭包括主鏡筒、外罩和透鏡組;所述透鏡組固定于主鏡筒內,所述主鏡筒以軸向可位移方式與外罩連接;所述主鏡筒內豎直向固定AB隔圈、BC隔圈和后壓圈,所述負透鏡A被AB隔圈壓置固定于主鏡筒內,負透鏡B被BC隔圈壓置固定于AB隔圈處,正透鏡C被后壓圈壓置固定于BC隔圈處;該設計結構緊湊,制作成本低廉,適宜規模化生產;在保證結構緊湊的前提下提高了鏡頭耐振動、沖擊的能力;而且可以實際工作場景進行剛度計算,適當增加壁厚,強化鏡頭各部件配合穩定性以提高鏡頭的抗振能力,保證系統的使用要求;保證鏡頭的密封性能。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步詳細的說明:
附圖1是本發明的光路及裝配結構示意圖;
圖中:1-主鏡筒;2-鎖緊釘;3-外罩;4-定位釘;5-AB隔圈;6-BC隔圈;7-后壓圈;8-負透鏡A;9-負透鏡B;10-正透鏡C;11-像面元件。
具體實施方式
如圖1所示,整組調焦式光學被動無熱化長波紅外安防鏡頭,所述鏡頭包括主鏡筒1、外罩3和透鏡組;所述透鏡組固定于主鏡筒1內,所述主鏡筒1以軸向可位移方式與外罩3連接;所述透鏡組在光線入射方向上依次設置負透鏡A8、負透鏡B9和正透鏡C10;所述負透鏡A8以鍺系玻璃成型,所述負透鏡B9和正透鏡C10以硫系玻璃成型;負透鏡A8和負透鏡B9之間的空氣距為4.69mm;負透鏡B9和正透鏡C10之間的空氣距為0.7mm;當主鏡筒1與外罩3間產生軸向相對移動時,鏡頭的后截距發生改變。
所述主鏡筒1內豎直向固定AB隔圈5、BC隔圈6和后壓圈7,所述負透鏡A8被AB隔圈5壓置固定于主鏡筒1內,負透鏡B9被BC隔圈6壓置固定于AB隔圈5處,正透鏡C10被后壓圈7壓置固定于BC隔圈6處。
所述外罩處設有鎖緊釘2和定位釘4,當鎖緊釘2鎖緊時,主鏡筒1被鎖定于外罩3處不能移動。
所述鏡頭的工作波段為8μm-12μm;鏡頭焦距為15mm;鏡頭視場角為24.6°×18.6°;鏡頭相對孔徑為1/1.0。
所述鏡頭直徑為36mm,鏡頭長度為29.6mm。
所述外罩3與主鏡筒1相背離的一端與像面元件11相鄰,所述像面元件11為長波紅外非制冷型384×288的17μm的探測器。
當所述主鏡筒旋轉時,主鏡筒與外罩間產生軸向相對移動。
設本例光路內光線所經過的鏡片表面依次為S1、S2、S3、S4、S5、S6,鏡片表面的規格如下表,其中間距是指該鏡片表面與光線方向的下一表面的距離;
設鏡片表面的光軸方向的位變為Z,光軸的高為Y,曲率半徑為r,則本例的非球面鏡片表面的面型方程為:
Z=cr^2/(1+√[1-(1+k)c^2r^2)]+A0r^2+A1r^4+A2r^6+A3r^8+A4r^10;
對于本例的鏡片表面S5,上述方程各參數為
c=1/R,
R=52,
k=0,
A0=0,
A1=-3.425E-005,
A2=6.431E-0.08,
A3=3.2146E-010,
A4=-1.7022E-012。