紧凑型中波红外连续变焦镜头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于实况跟踪和测量的紧凑型中波红外连续变焦镜头，属于镜头领域。
【背景技术】
[0002]红外成像系统有许多优良特点，如被动工作方式，不会被敌方电子干扰、隐蔽性好；图像直观，易于观察；精度高；低空探测性能好等，在预警、跟踪、地面防空和制导等多项领域中得到了广泛应用。近年来，随着红外光学技术的长足发展及其应用范围的不断扩展，对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。
[0003]红外连续变焦光学系统能在一定范围内可连续改变系统焦距，在改变视场的同时，像面稳定清晰，不会发生目标丢失的问题，所以可先通过大视场搜索目标，后切换至小视场，精确观察目标。越来越多的领域对红外连续变焦镜头的需求日益增强，主要包括前视侦查、瞄准系统、搜索与跟踪系统及民用安防系统等。
[0004]因此，研制紧凑型中波红外连续变焦镜头是本发明的研究目的。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种紧凑型中波红外连续变焦镜头，该镜头具有高成像质量、高空间分辨率、结构紧凑、变倍及补偿行程短、探测距离远、重量轻及耐振动和冲击的性會泛。
[0006]本发明的技术方案在于:一种紧凑型中波红外连续变焦镜头，镜头的光学系统包括沿光线自前往后入射方向依次设置的前固定组镜片、变倍组镜片、补偿组镜片及后固定组镜片，所述后固定组镜片的后侧斜置有用于光线转向下侧的第一反射镜，所述第一反射镜下侧设置有第一正透镜和负透镜，所述负透镜下侧斜置有用于光线拐向前侧的第二反射镜，所述第二反射镜的前侧还设置有第二正透镜。
[0007]进一步地，所述前固定组镜片与变倍组镜片之间的空气间隔为76.5-88.2mm ;变倍组镜片与补偿组镜片之间的空气间隔为5.26-32.7mm ;补偿组镜片与后固定组镜片之间的空气间隔为7.16-22.9mm ;后固定组镜片与第一反射镜之间的空气间隔为100.5mm ;第一反射镜与第一正透镜之间的空气间隔为53.5mm ;第一正透镜与负透镜之间的空气间隔为
1.85mm ;负透镜与第二反射镜之间的空气间隔为18mm ;第二反射镜与第二正透镜之间的空气间隔为18mm。
[0008]进一步地，所述第一反射镜与光线入射方向的夹角为45°，所述第二反射镜与光线入射方向的夹角为135°。
[0009]进一步地，所述镜头的结构包括用于固定前固定组镜片、变倍组镜片、补偿组镜片、后固定组镜片、第一反射镜、第一正透镜、负透镜、第二反射镜及第二正透镜的镜框，所述镜框上设置有电动变焦机构及电动调焦机构，所述镜框下侧固定有连接底板，所述连接底板上固定有连接于镜框的光线输出端上的红外探测器。
[0010]进一步地，所述镜框包括主镜座、后镜座和转折镜座，所述主镜座的前段内壁装配有用于安装前固定组镜片的前组镜座，主镜座的中段内壁装配有用于安装变倍组镜片的变倍镜座，主镜座的后段内壁装配有用于安装补偿组镜片的补偿镜座，所述主镜座的后端与后镜座相连接，所述后镜座的前段内壁装配有用于安装后固定组镜片的后固定组镜座，后镜座的后端与用于装配第一反射镜的第一反射镜座相连接，所述转折镜座连接于后镜座后端下部的光线输出通孔上，所述转折镜座的上段内壁设置有用于装配第一正透镜和负透镜的第一二次成像镜座，转折镜座上位于第一二次成像镜座的下侧设置有用于安装第二反射镜的第二反射镜座，转折镜座拐向前侧的端部内设置有用于装配第二正透镜的第二二次成像镜座，所述红外探测器与第二二次成像镜座的光线输出端相连接。
[0011]进一步地，所述主镜座前段内还设置有前组镜座压圈，所述前组镜座内还设置有用于固定前固定组镜片的前组压圈，所述变倍镜座内还设置有用于固定变倍组镜片的变倍压圈，所述补偿镜座内还设置有用于固定补偿组镜片的补偿压圈，所述后固定组镜座内还设置有后组压圈，所述第一反射镜座内还设置有第一反射镜压圈，所述第一二次成像镜座还设置有第一正透镜压圈和负透镜隔圈，所述第二反射镜座内还设置有第二反射镜压圈，所述第二二次成像镜座内还设置有第二正透镜压圈。
[0012]进一步地，所述电动变焦机构包括设置于主镜座中段上侧的电机架，所述电机架上设置有电机，所述电机输出轴上的电机齿轮与设置于电机旁侧的电位器上的电位器齿轮精密啮合，所述电机齿轮还与设置于前组镜座上侧并经凸轮压圈锁紧的凸轮精密啮合，所述凸轮上设置有一对凸轮导钉，位于前侧的凸轮导钉与设置于变倍镜座上的变倍移动座相连接，所述前组镜座内还固定有导杆，所述导杆与变倍移动座滑动配合，位于后侧的凸轮导钉与设置于补偿镜座上的补偿移动座相连接，所述补偿移动座与导杆滑动配合，所述凸轮旋转到两端极限位置时经微动开关限位。
[0013]进一步地，所述电动调焦机构包括设置于转折镜座拐向前侧的端部下侧的第二电机架，所述第二电机架上设置有第二电机，所述第二电机的电机齿轮与套置于转折镜座拐向前侧的端部外周的调焦环精密啮合，所述调焦环上设置有调焦导钉，所述调焦导钉安装于内壁与第二二次成像镜座相连接的调焦座上，所述调焦环旋转到两端极限位置时经第二微动开关限位。
[0014]进一步地，所述红外探测器经探测器架与连接底板刚性连接。
[0015]与现有技术相比较，本发明具有以下优点:(1)在光学系统中，合理分配各组的光焦度；共采用三个非球面校正像差，采用反射镜折叠光路，使镜头达到高成像质量、结构紧凑、变倍补偿行程短等优点；(2)在光学设计中，通过后二次成像组中的第二正透镜移动实现温度补偿和远近距补偿，来保证镜头在高温和低温环境下的使用要求；(3)在光学设计中，通过优化调整系统的冷反射像，使镜面反射“鬼像”及冷反射“黑斑”远离探测器像面；
(4)在光学设计中，通过对凸轮曲线的优化设计，有效地控制了变焦过程中的光轴漂移，在全焦距段范围内成像质量优良；(5)在保证结构紧凑的前提下，采取一系列措施，提高了镜头耐振动、冲击的能力。
【附图说明】
图1为本发明变焦镜头中的光学系统结构示意图； 图2为本发明的变焦镜头的结构示意图；
图3为本发明变焦镜头中的电动变焦机构的左侧视图；
图4为本发明的图3的H-H剖视图；
图5为本发明变焦镜头中的电动调焦机构的左侧；
图6为本发明的图5的1-Ι剖视图；
图中前组镜座压圈2-前组镜座3-前组压圈5-主镜座6-变倍镜座7-变倍压圈9-电动变焦机构91-导杆压板93-电位器齿轮94-电机架95-电机齿轮96-电位器97-电机98-凸轮99-凸轮导钉910-凸轮压圈911-导杆912-补偿移动座914-变倍镜座915-变倍移动座916-微动开关座917-微动开关10-补偿镜座12-补偿压圈13-后镜座14-后固定组镜座15-后组压圈17-第一反射镜座18-第一反射镜压圈20-转折镜座22-第一正透镜压圈24-负透镜隔圈26-第二反射镜座28-第二反射镜压圈29-电动调焦机构291-微动开关座292-调焦环压圈293-调焦环 294-调焦环导钉295-调焦座 296-微动开关297-电机298-电机架299-电机齿轮30-第二二次成像镜座32-第二正透镜压圈33-探测器架34-红外探测器35-连接底板A-前固定组镜片A1-空气间隔B-变倍组镜片B1-空气间隔C-补偿组镜片C1-空气间隔 D-后固定组镜片D1-空气间隔E1-第一正透镜E11-空气间隔E2-负透镜E21-空气间隔E3-第二正透镜E31-空气间隔F1-第一反射镜F11-空气间隔F12-夹角F2-第二反射镜F21-空气间隔F22-夹角G-成像平面。
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