本發(fā)明涉及一種精準(zhǔn)電動(dòng)調(diào)焦式非制冷長(zhǎng)波紅外鏡頭及其制作方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、非制冷探測(cè)器技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟，因長(zhǎng)波紅外非制冷光學(xué)系統(tǒng)有許多優(yōu)良特點(diǎn)，如被圖像直觀，易于觀察；精度高等，在軍事和民用領(lǐng)域均得到了廣發(fā)應(yīng)用。近年來(lái)，隨著紅外光學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)的需求日益增強(qiáng)。紅外電動(dòng)調(diào)焦光學(xué)系統(tǒng)在能夠連續(xù)調(diào)焦，在改變視場(chǎng)的同時(shí)，像面能夠保持穩(wěn)定清晰，不會(huì)產(chǎn)生像面飄逸。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種精準(zhǔn)電動(dòng)調(diào)焦式非制冷長(zhǎng)波紅外鏡頭及其制作方法，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)，IP67防水防塵、低畸變、耐振動(dòng)和沖擊等優(yōu)點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是：一種精準(zhǔn)電動(dòng)調(diào)焦式非制冷長(zhǎng)波紅外鏡頭，包括機(jī)械組件和光學(xué)系統(tǒng)，所述機(jī)械組件包括主鏡座和調(diào)焦鏡筒，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方向依次設(shè)置的具有正光焦度的前固定組鏡片和調(diào)焦組鏡片，所述前固定組鏡片和調(diào)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(shè)置在主鏡座內(nèi)，調(diào)焦組鏡片設(shè)置在調(diào)焦鏡筒內(nèi)。進(jìn)一步的，所述前固定組鏡片與調(diào)焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。進(jìn)一步的，所述調(diào)焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側(cè)壁后端部的外鏡筒、套設(shè)在主鏡座內(nèi)后端的用于安裝調(diào)焦組鏡片的內(nèi)鏡筒，所述主鏡座外側(cè)壁后端設(shè)置有調(diào)焦電機(jī)，所述外鏡筒外側(cè)壁設(shè)置有調(diào)焦齒輪，所述調(diào)焦電機(jī)的輸出端設(shè)置有與調(diào)焦齒輪相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪，所述外鏡筒通過(guò)一調(diào)焦導(dǎo)釘驅(qū)動(dòng)內(nèi)鏡筒沿主鏡座軸向移動(dòng)。進(jìn)一步的，所述主鏡座外側(cè)壁后端部還分別設(shè)置有布置在外鏡筒兩端的微動(dòng)限位行程開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步的，所述主鏡座內(nèi)設(shè)置有固定前固定組鏡片的前組壓圈，所述內(nèi)鏡筒內(nèi)設(shè)置有固定調(diào)焦鏡組的后組壓圈。進(jìn)一步的，所述主鏡座前端還設(shè)置有前鏡蓋。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是：一種精準(zhǔn)電動(dòng)調(diào)焦式非制冷長(zhǎng)波紅外鏡頭的制作方法，按以下步驟進(jìn)行：在主鏡座后端安裝調(diào)焦鏡筒，然后在主鏡座內(nèi)安裝前固定組鏡片，在調(diào)焦鏡筒內(nèi)安裝調(diào)焦組鏡片，前固定組鏡片和調(diào)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(diào)焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。進(jìn)一步的，所述調(diào)焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側(cè)壁后端部的外鏡筒、套設(shè)在主鏡座內(nèi)后端的用于安裝調(diào)焦組鏡片的內(nèi)鏡筒，所述主鏡座外側(cè)壁后端設(shè)置有調(diào)焦電機(jī)，所述外鏡筒外側(cè)壁設(shè)置有調(diào)焦齒輪，所述調(diào)焦電機(jī)的輸出端設(shè)置有與調(diào)焦齒輪相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪，所述外鏡筒通過(guò)一調(diào)焦導(dǎo)釘驅(qū)動(dòng)內(nèi)鏡筒沿主鏡座軸向移動(dòng)。進(jìn)一步的，所述主鏡座外側(cè)壁后端部還分別設(shè)置有布置在外鏡筒兩端的微動(dòng)限位行程開(kāi)關(guān)。進(jìn)一步的，所述主鏡座內(nèi)設(shè)置有固定前固定組鏡片的前組壓圈，所述內(nèi)鏡筒內(nèi)設(shè)置有固定調(diào)焦鏡組的后組壓圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，在光學(xué)系統(tǒng)中，合理分配各組的光焦度，對(duì)8～12μm的寬光譜范圍進(jìn)行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦，這樣鏡頭在中長(zhǎng)波范圍都能清晰成像；（2）選用高折射、低色散的光學(xué)玻璃材料，通過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，校正了光學(xué)鏡頭的各種像差，使鏡頭實(shí)現(xiàn)高分辨率、大相對(duì)孔徑、低畸變等優(yōu)點(diǎn)；畸變較小，在1%以下，相對(duì)于舊的結(jié)構(gòu)畸變有了更好的控制；（3）在光學(xué)設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地控制了調(diào)焦過(guò)程中的光軸漂移，在全焦距段范圍內(nèi)成像質(zhì)量?jī)?yōu)良；（4）在保證結(jié)緊湊的前提下，采取一系列措施，提高了鏡頭耐振動(dòng)、沖擊的能力；（5）在溫度效應(yīng)設(shè)計(jì)方面，工作溫度設(shè)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(huán)境下不受材料熱脹冷縮的應(yīng)力影響。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例中光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意主視圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意側(cè)視圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的立體圖。圖中：1-前固定組鏡片，2-調(diào)焦組鏡片，3-主鏡座，31-前組壓圈，32-前鏡蓋，4-外鏡筒，41-調(diào)焦齒輪，42-調(diào)焦導(dǎo)釘，5-內(nèi)鏡筒，51-后組壓圈，6-調(diào)焦電機(jī)，61-驅(qū)動(dòng)齒輪，7-行程開(kāi)關(guān)。具體實(shí)施方式實(shí)施例一：如圖1~4所示，一種精準(zhǔn)電動(dòng)調(diào)焦式非制冷長(zhǎng)波紅外鏡頭，包括機(jī)械組件和光學(xué)系統(tǒng)，所述機(jī)械組件包括主鏡座3和調(diào)焦鏡筒，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方向依次設(shè)置的具有正光焦度的前固定組鏡片1和調(diào)焦組鏡片2，所述前固定組鏡片1和調(diào)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(shè)置在主鏡座3內(nèi)，調(diào)焦組鏡片設(shè)置在調(diào)焦鏡筒內(nèi)。本實(shí)施例中，所述前固定組鏡片與調(diào)焦組鏡片之間的空氣距是102.33mm。本實(shí)施例中，所述調(diào)焦鏡筒包括螺接在主鏡座外側(cè)壁后端部的外鏡筒4、套設(shè)在主鏡座內(nèi)后端的用于安裝調(diào)焦組鏡片的內(nèi)鏡筒5，所述主鏡座外側(cè)壁后端設(shè)置有調(diào)焦電機(jī)6，所述外鏡筒外側(cè)壁設(shè)置有調(diào)焦齒輪41，所述調(diào)焦電機(jī)的輸出端設(shè)置有與調(diào)焦齒輪相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪61，所述外鏡筒通過(guò)一調(diào)焦導(dǎo)釘42驅(qū)動(dòng)內(nèi)鏡筒沿主鏡座軸向移動(dòng)。該調(diào)焦導(dǎo)釘穿過(guò)主鏡座側(cè)壁連接內(nèi)、外鏡筒，主鏡座側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有讓調(diào)焦導(dǎo)釘移動(dòng)的行程槽。本實(shí)施例中，所述主鏡座外側(cè)壁后端部還分別設(shè)置有布置在外鏡筒兩端的微動(dòng)限位行程開(kāi)關(guān)7。本實(shí)施例中，所述主鏡座內(nèi)設(shè)置有固定前固定組鏡片的前組壓圈31，所述內(nèi)鏡筒內(nèi)設(shè)置有固定調(diào)焦鏡組的后組壓圈51。本實(shí)施例中，所述主鏡座前端還設(shè)置有前鏡蓋32。在本實(shí)施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo)：1)焦距f′:100mm；2)相對(duì)孔徑F：1.0；3)視場(chǎng)角：6.2°x4.98°；4)分辨率：可與640×51217μm探測(cè)器攝像機(jī)適配；5)光路總長(zhǎng)∑≤131mm，光學(xué)后截距l(xiāng)′≥14.65mm；6)適用譜線范圍：8μm~12μm。以下表一列出各鏡片的參數(shù)：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(diào)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(diào)焦組鏡片2前后兩個(gè)面；曲率半徑是指每個(gè)表面的曲率半徑，間距是相鄰兩表面間的間距，舉例說(shuō)明，S1的間距是指S1與S2表面之間的中心間距，其它依此類(lèi)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(shí)，距非球面頂點(diǎn)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(shù)；A、B、C、D為高次非球面系數(shù)。相關(guān)參數(shù)如表二所示：表二、非球面數(shù)據(jù)非球面KABCDS20-1.448391E-006-3.0213821E-010-2.739455E-012-5.2525635E-015使用時(shí)，焦距定死，通過(guò)調(diào)焦電機(jī)微調(diào)調(diào)焦組鏡片使圖像清晰。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3