一种f50mm高透过率光学无热化镜头及其装配方法与流程

本发明涉及一种f50mm高透过率光学无热化镜头及其装配方法。

背景技术：

自上个世纪九十年代起，非制冷型红外热像仪已迅速进入应用市场，与制冷式红外热像仪相比，非制冷红外热像仪具有可靠性高、成本低、功耗小、重量轻、小型化、启动快、使用方便灵活等优点。与可见光安防镜头相比，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，不受战场强光、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。而且非制冷红外焦平面阵列技术已由小规模发展到中、大规模，像素也由50μm缩小到了17μm，甚至12μm，它的分辨率和灵敏度显著提高了。所以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。

由于非制冷式红外探测器的感辐射灵敏度较低，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。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构简单，易组装，成像质量高的f50mm高透过率光学无热化镜头及其装配方法。

本发明采用以下方案实现：一种f50mm高透过率光学无热化镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线自前向后入射方向依次设置的负月牙透镜a、正月牙透镜b和负月牙透镜c，负月牙透镜a和正月牙透镜b之间的空气间隔为1.15mm，正月牙透镜b和负月牙透镜c之间的空气间隔为37.17mm；负月牙透镜a前镜面的曲率半径为43.25mm，后镜面的曲率半径为37.2mm，厚度为5mm；正月牙透镜b前镜面的曲率半径为36.5mm，后镜面的曲率半径为53.41mm，厚度为6.8mm；负月牙透镜c前镜面的曲率半径为40.27mm，后镜面的曲率半径为38.96mm，厚度为7.1mm。

进一步的，所述负月牙透镜a的材质为锗，所述正月牙透镜b的材质为硫系玻璃，所述负月牙透镜c的材质为锗。

进一步的，所述镜头的机械结构包括内部安装有负月牙透镜a、正月牙透镜b和负月牙透镜c的主镜筒，所述主镜筒内周部设置有顶着正月牙透镜b后镜面外缘部的阶台，负月牙透镜a和正月牙透镜b设置有隔圈，所述主镜筒内设置有压着负月牙透镜a前镜面外缘部的第一压圈，所述主镜筒后端设置有顶着负月牙透镜c后镜面外缘部的凸环，所述主镜筒内设置有压着负月牙透镜c前镜面外缘部的第二压圈。

进一步的，所述第一压圈和第二压圈外周部设置有外螺纹部，所述主镜筒内设置有两段分别用以螺纹连接第一压圈和第二压圈的内螺纹部。

一种如上所述f50mm高透过率光学无热化镜头的装配方法，先将负月牙透镜c从主镜筒前端装入至主镜筒后端并顶着主镜筒后端的凸环，再用第二压圈压紧固定；然后将正月牙透镜b、隔圈、负月牙透镜a按顺序从主镜筒前端装入，正月牙透镜b后端顶着主镜筒内的阶台，随后用第一压圈压紧固定住负月牙透镜a。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明f50mm高透过率光学无热化镜头结构简单、整体体积小、携带方便、易装配，高透过率，在光学设计中，具备光学无热化效果，可以与长波红外非制冷640×512，17μm探测器适配，进行实况记录和监控任务，制作成本低廉，易组装，适合规模化生产。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的光学系统示意图；

图2是本发明实施例机械结构剖面图；

图中标号说明：1-第一压圈，2-隔圈，3-主镜筒，4-第二压圈，5-负月牙透镜a，6-正月牙透镜b，7-负月牙透镜c。

具体实施方式

如图1~2所示，一种f50mm高透过率光学无热化镜头，所述镜头的光学系统包括沿光线自前向后入射方向依次设置的负月牙透镜a、正月牙透镜b和负月牙透镜c，负月牙透镜a和正月牙透镜b之间的空气间隔为1.15mm，正月牙透镜b和负月牙透镜c之间的空气间隔为37.17mm；负月牙透镜a前镜面的曲率半径为43.25mm，后镜面的曲率半径为37.2mm，厚度为5mm；正月牙透镜b前镜面的曲率半径为36.5mm，后镜面的曲率半径为53.41mm，厚度为6.8mm；负月牙透镜c前镜面的曲率半径为40.27mm，后镜面的曲率半径为38.96mm，厚度为7.1mm；该f50mm高透过率光学无热化镜头结构以简单便捷为主，装配简单，容易量化，且不易出错，适合规模化生产；具有光学无热化，在-40℃~+80℃的工作环境下，镜头本身可自我调整，克服温度对光学材料的折射率造成影响，致使光焦度变化和最佳像面发生偏移，从而保证成像质量。

由上述镜片组构成的光学系统达到了如下的光学指标：

1、工作波段：8μm-12μm；

2、焦距：f′=50mm；

3、探测器：长波红外非制冷型640×512，17μm；

4、视场角：12.2°×9.8°；

5、相对孔径d/f′：1/1。

在本实施例中，所述负月牙透镜a的材质为锗，所述正月牙透镜b的材质为硫系玻璃，所述负月牙透镜c的材质为锗。

在本实施例中，所述镜头的机械结构包括内部安装有负月牙透镜a、正月牙透镜b和负月牙透镜c的主镜筒，所述主镜筒内周部设置有顶着正月牙透镜b后镜面外缘部的阶台，负月牙透镜a和正月牙透镜b设置有隔圈，所述主镜筒内设置有压着负月牙透镜a前镜面外缘部的第一压圈，所述主镜筒后端设置有顶着负月牙透镜c后镜面外缘部的凸环，所述主镜筒内设置有压着负月牙透镜c前镜面外缘部的第二压圈。

在本实施例中，所述第一压圈和第二压圈外周部设置有外螺纹部，所述主镜筒内设置有两段分别用以螺纹连接第一压圈和第二压圈的内螺纹部；在保证结构简单的前提下，采取一系列措施，提高镜头耐振动，冲击的能力，采取光学无热化的光学设计，实现镜头高透过率，保证镜头的成像质量。

本发明具结构简单、镜头整体体积小、携带方便、易装配，高透过率且具备光学无热化效果。可以与长波红外非制冷640×512，17μm探测器适配，进行实况记录和监控任务；制作成本低廉，并且结构超简化，易装配，适合规模化生产。

一种如上所述f50mm高透过率光学无热化镜头的装配方法，先将负月牙透镜c从主镜筒前端装入至主镜筒后端并顶着主镜筒后端的凸环，再用第二压圈压紧固定；然后将正月牙透镜b、隔圈、负月牙透镜a按顺序从主镜筒前端装入，正月牙透镜b后端顶着主镜筒内的阶台，随后用第一压圈压紧固定住负月牙透镜a；这样装配有利于保证负月牙透镜a和正月牙透镜b之间的空气间隔，提高装配良品率，降低装配要求，主镜筒上所有的螺纹配合处均点注虫胶，此方法有助于提高光学镜头部分的耐振动和耐冲击性能，提高整体镜头的抗震性能。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。