长焦距光学被动式无热化红外镜头的制作方法

本发明涉及一种长焦距光学被动式无热化红外镜头。

背景技术：

红外光学系统在温度变化影响下，所有光学材料的折射率、各光学元件的曲率和间隔都会随之变化，导致成像质量系统产生热离焦，成像质量下降。光学系统的无热化技术是通过一定的补偿技术，使光学系统在一个较大的温度范围内保持焦距不变或变化很小，从而保证光学系统在该温度范围内都有较好的像质。

目前无热化技术可分为机电主动式、机械被动式和光学被动式三大类。机电主动式是利用测温技术与伺服技术调焦实现的，主动式补偿需要运动和反馈部件，不利于系统的轻量化和小型化；机械被动式是利用机械材料的热胀冷缩来补偿温度变化产生的焦移量，其可靠性差、系统体积偏大；光学被动式是利用不同光学材料之间热特性的差异，通过选择光学材料并合理地分配光焦度，使光学系统产生的像面离焦与镜筒机械结构热胀冷缩产生的像面离焦相抵消，从而保证光学系统成像位置的稳定，具有可靠性高、结构简单、质量轻，环境稳定性高、成本低等优点。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种长焦距光学被动式无热化红外镜头，不仅结构设计合理，而且高效便捷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种长焦距光学被动式无热化红外镜头，包括沿光线入射方向依次设置有正透镜a、负透镜b以及正透镜c，所述正透镜a与负透镜b之间的空气间隔是0.3mm，所述负透镜b与正透镜c之间的空气间隔是52mm。

优选的，还包括主镜筒，所述正透镜a、负透镜b以及正透镜c沿光线入射方向依次设置在主镜筒内，所述正透镜a与负透镜b之间设置有ab隔圈，所述负透镜b与正透镜c之间设置有bc隔圈，所述正透镜a经a片压圈压紧在主镜筒上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明具备光学被动式无热化和高透过率等特点；

（2）在光学设计中，合理选择光学材料，以保证光学系统在不同温度范围内像质优良；

（3）在光学设计中，使用偶次非球面来平衡系统像差，使得光学系统的结构更简化，成像质量更好；

（4）主镜筒一体化设计，具有良好的力学性能，在镜头结构设计中可以进行了刚度计算，适当增加壁厚，提高固有频率，提高镜头的抗振能力，保证系统的使用要求。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的光学系统示意图。

图2为本发明实施例的光学镜头构造示意图。

图中：a-正透镜a，b-负透镜b，c-正透镜c，1-主镜筒，2-ab隔圈，3-bc隔圈，4-a片压圈。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~2所示，一种长焦距光学被动式无热化红外镜头，包括沿光线入射方向依次设置有正透镜a、负透镜b以及正透镜c，所述正透镜a与负透镜b之间的空气间隔是0.3mm，所述负透镜b与正透镜c之间的空气间隔是52mm。

在本发明实施例中，还包括主镜筒1，所述正透镜a、负透镜b以及正透镜c沿光线入射方向依次设置在主镜筒1内，所述正透镜a与负透镜b之间设置有ab隔圈2，所述负透镜b与正透镜c之间设置有bc隔圈3，所述正透镜a经a片压圈4压紧在主镜筒1上,上述各个光学元件的连接螺钉与螺纹处均点注虫胶，保证各个光学元件直接联接的牢靠性，提高镜头整体的耐振动与冲击性能。

在本发明实施例中，由所述正透镜a、负透镜b以及正透镜c构成的光学系统达到了如下的技术指标：

在本发明实施例中，光学元件参数如下表。

表1：光学元件参数表。

表2：非球面数据表。

非球面表达式为：

其中：z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，代表非球面系数。

在非球面数据中，代表“”，例如代表。

在本发明实施例中，在光学设计中采用三种红外材料，包括锗、硒化锌以及硫系材料，在光学设计中通过三种红外材料相互配合，并合理分配光焦度，实现光学被动无热化设计，通过非球面的引入可以有效提高系统的成像质量。

在本发明实施例中，所述主镜筒1采用一体化设计，通过保证机械的同轴度从而达到光学的同轴度要求，保证加工、装调方便性，在结构设计中可以进行了刚度计算，适当增加壁厚，提高固有频率，从而提高抗振性能。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的长焦距光学被动式无热化红外镜头。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。