本發(fā)明涉及一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭及其調(diào)焦方法。

背景技術(shù)：

隨著非制冷探測器技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟， 長波紅外非制冷光學(xué)系統(tǒng)在軍用和民用領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)榧t外鏡頭具有抗干擾性能好；晚間作用距離遠(yuǎn)；穿透煙塵、霧霾能力強(qiáng)；可全天候、全天時工作；具有多目標(biāo)全景觀察、追蹤和目標(biāo)識別能力及良好的抗目標(biāo)隱形的能力等優(yōu)點(diǎn)，所以對光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量提出了越來越高的要求。但由于紅外光學(xué)材料和機(jī)械材料存在一定的熱效應(yīng)，工作溫度的劇烈變化會對光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，例如引起焦距變化、像面漂移、成像質(zhì)量下降等。因此，為了適應(yīng)不同環(huán)境溫度，要求紅外鏡頭具有一定的溫度自適應(yīng)能力；另外，市面是大多數(shù)的鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜、所需的零部件較多，不僅增加了制造成本還使安裝變得復(fù)雜，人工成本大大提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭及其調(diào)焦方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭，包括主鏡筒、設(shè)置在主鏡筒內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方依次設(shè)的負(fù)透鏡A、正透鏡B、正透鏡C，主鏡筒前部套設(shè)有旋轉(zhuǎn)套筒，主鏡筒后部設(shè)置有后壓圈，主鏡筒外設(shè)置有外罩，外罩罩設(shè)于旋轉(zhuǎn)套筒、主鏡筒、后壓圈外，旋轉(zhuǎn)套筒后端外周側(cè)與外罩內(nèi)側(cè)面螺紋連接，外罩上穿設(shè)有對旋轉(zhuǎn)套筒進(jìn)行鎖緊的鎖緊釘，主鏡筒外周設(shè)置有外凸緣，外凸緣前側(cè)面與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有伸縮環(huán)，外凸緣后側(cè)設(shè)置有后擋圈，后擋圈設(shè)置在旋轉(zhuǎn)套筒后端，外凸緣與后擋圈之間設(shè)置有彈片，旋轉(zhuǎn)套筒周側(cè)設(shè)置有限位槽，限位槽內(nèi)設(shè)置有限位釘，限位釘固定在外罩上。

進(jìn)一步的，所述負(fù)透鏡A和正透鏡B之間的空氣間隔是12.06mm，所述正透鏡B和正透鏡C之間的空氣間隔是11.53mm。

進(jìn)一步的，所述負(fù)透鏡A、正透鏡B之間設(shè)置有AB隔圈，正透鏡B、正透鏡C之間設(shè)置有BC隔圈。

進(jìn)一步的，所述主鏡筒與旋轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有密封圈A，旋轉(zhuǎn)套筒與外罩之間設(shè)置有密封圈B。

一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭的調(diào)焦方法，旋松鎖緊釘，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)套筒，旋轉(zhuǎn)套筒經(jīng)伸縮環(huán)、后擋圈與主鏡筒外周的外凸緣相互作用，帶動主鏡筒前后移動，實(shí)現(xiàn)后截距的變化。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便，有高的成像分辨率、高穿透性，能夠捕捉細(xì)小溫度變化的物體，手動調(diào)焦方式簡便輕松，使客戶體驗(yàn)感大大提升。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的機(jī)型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

A-負(fù)透鏡A；B-正透鏡B；C-正透鏡C；D-像面；1-旋轉(zhuǎn)套筒；2-密封圈A；3-AB隔圈；4-限位釘；5-限位槽；6-伸縮環(huán)；7-BC隔圈；8-后擋圈；9-外罩；10-后壓圈；11-主鏡筒；12-彈片；13-外凸緣；14-鎖緊釘；15-密封圈B。

具體實(shí)施方式

如圖1~2所示，一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭，包括主鏡筒11、設(shè)置在主鏡筒內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿光線入射方依次設(shè)的負(fù)透鏡A、正透鏡B、正透鏡C，主鏡筒11前部套設(shè)有旋轉(zhuǎn)套筒1，主鏡筒11后部設(shè)置有后壓圈10，主鏡筒11外設(shè)置有外罩9，外罩9罩設(shè)于旋轉(zhuǎn)套筒1、主鏡筒11、后壓圈10外，旋轉(zhuǎn)套筒1后端外周側(cè)與外罩9內(nèi)側(cè)面螺紋連接，外罩9上穿設(shè)有對旋轉(zhuǎn)套筒1進(jìn)行鎖緊的鎖緊釘14，主鏡筒11外周設(shè)置有外凸緣13，外凸緣13前側(cè)面與旋轉(zhuǎn)套筒1之間設(shè)置有伸縮環(huán)6，外凸緣13后側(cè)設(shè)置有后擋圈8，后擋圈8設(shè)置在旋轉(zhuǎn)套筒1后端，外凸緣13與后擋圈8之間設(shè)置有彈片12，旋轉(zhuǎn)套筒1周側(cè)設(shè)置有限位槽5，限位槽5內(nèi)設(shè)置有限位釘4，限位釘4固定在外罩9上。

在本實(shí)施例中，所述負(fù)透鏡A和正透鏡B之間的空氣間隔是12.06mm，所述正透鏡B和正透鏡C之間的空氣間隔是11.53mm。

在本實(shí)施例中，所述負(fù)透鏡A、正透鏡B之間設(shè)置有AB隔圈3，正透鏡B、正透鏡C之間設(shè)置有BC隔圈7。

在本實(shí)施例中，所述主鏡筒11與旋轉(zhuǎn)套筒1之間設(shè)置有密封圈A2，旋轉(zhuǎn)套筒1與外罩9之間設(shè)置有密封圈B15。

一種短焦距機(jī)械被動無熱化鏡頭的調(diào)焦方法，旋松鎖緊釘14，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)套筒1，旋轉(zhuǎn)套筒1經(jīng)伸縮環(huán)6、后擋圈8與主鏡筒11外周的外凸緣13相互作用，帶動主鏡筒11前后移動，實(shí)現(xiàn)后截距的變化。

在本實(shí)施例中，由于設(shè)定了限位釘4，使得轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)套筒1的時候不會使旋轉(zhuǎn)套筒1整體脫離外罩9，實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行手動調(diào)焦方式，而且此種結(jié)構(gòu)的調(diào)焦形式更有利于客戶進(jìn)行調(diào)焦，大大提高用戶體驗(yàn)感。

在本實(shí)施例中，該鏡頭實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)如下：工作波段：8μm-12μm；焦距：f′=8mm；探測器：長波紅外非制冷型384×288，25μm；視場角：77°；相對孔徑D/ f′：1/1.0；光學(xué)體積：?44mm×38.57mm（直徑×長度）。

各鏡片參數(shù)如下：

在本實(shí)施例中，S1的間距是指S1與S2表面之間的中心距離，其他以此類推。

非球面具體面型方程如下：

Z=cr^2/(1+√[1-(1+k)c^2r^2)]+A0r^2+A1r^4+A2r^6+A3r^8+A4r^10

其中S5：c=1/R,R=30.014,k=0,A0=0,A1=-1.625E-005,A2=6.431E-0.09,A3=-2.0146E-010,

A4=3.5012E-013。

在本實(shí)施例中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用機(jī)械材料熱特性之間的差異，通過不同特性材料的組合來消除溫度的影響，在較大范圍內(nèi)保持像質(zhì)穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)溫度自適應(yīng)的機(jī)械無熱化，使紅外光學(xué)系統(tǒng)能夠在一個較大的溫度范圍內(nèi)保持良好的成像質(zhì)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專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。