一种可快速连接的红外广角镜头的制作方法

1.本技术涉及红外镜头技术领域，具体涉及一种结构简单、连接便捷、超广角、高成像质量的可快速连接的红外广角镜头。


背景技术：

2.红外热像仪是用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品，因此具有很高的军事应用价值和民用价值。在军事上，红外热像仪可应用于军事夜视侦察、武器瞄具、夜视导引、红外搜索和跟踪、卫星遥感等多个领域；在民用方面，红外热像仪可以用于材料缺陷的检测与评价、建筑节能评价、设备状态热诊断、生产过程监控、自动测试、减灾防灾等诸多方面。
3.红外热像镜头是红外热像仪等摄像设备上配备的必不可少的器件之一，但普通的红外镜头能观测的视场范围一般在35～50
°
之间，在需要搜索、跟踪目标时存在视角盲区和局限，目前一般搭配使用广角镜头来取长补短。但是，目前的广角镜头大都为普通的光学镜头，并没有考虑红外应用对球面像差等的严格要求，导致锐利度和对比的降低及光斑的产生而使得影像品质下降，不仅影响使用的舒适性，而且作为红外热像瞄准镜的广角镜头将严重影响射击精度。为此，现有技术中也有采用多个镜片来纠正球面像差的技术方案，虽然能够减小球面像差，但多个镜片又会导致成本高、调教复杂和重量较重、体积较大的问题，对于枪械瞄准镜及头盔瞄准镜来说携行和使用均不便。此外，还有通过采用一片或多片弯月透镜与其它透镜的组合方式，来减弱球面像差，虽然能够相对减少镜片数量，从而降低调教难度和重量及体积，但弯月透镜由于其特殊性，需要合适的光路设计才能满足作为红外热像镜头的基本要求；目前，现有满足要求的弯月透镜却需要三到四片透镜配合，从而削弱了其调教简单、重量轻、体积小的优势；而单纯的采用一片或两片弯月透镜虽然重量足够轻且体积紧凑，但光路设计仅能满足特定热像仪的使用要求。因此，如何合理的设计弯月透镜之间的光路，成为保证其基本功能并减轻镜头重量及体积的重要研究课题。
4.另外，红外热像镜头对于矿难救援、夜晚抢险、特种作战等紧急使用情况，常规的螺口连接结构不仅拆装不便且时间过长，过长的拆装时间可能会造成不可挽回的损失。为此，也有采用插口旋紧式的结构，虽然较螺口连接结构的拆装速度更快，但插进后还需旋转卡紧的连接时间仍然难以满足特殊使用的要求。现有技术中也有采用刚性紧配合的插接方式，但刚性紧配合需要配对使用，否则容易造成连接松动或难以插入连接，而且磕碰伤和变形等都会导致难以连接。当然，也有通过在刚性插接口或插接外圆上设置o形胶圈或橡胶环的形式，来克服纯刚性连接的不足，但由于o形胶圈及橡胶环的接触长度有限，在使用过程中容易产生晃动而影响红外热像仪的精度。而在前述紧急使用环境下，热像仪需要承受较大的振动冲击，前述镜头与热像仪的连接方式其可靠性不足，存在较大的安全隐患，且由于红外热像镜头的光学透镜为脆性材料，在使用过程中的磕碰及掉落都容易造成不可逆的损伤，既影响透镜的使用寿命，在潮湿环境下还容易导致镜头进水及透镜起雾，严重影响镜头的正常使用。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本技术提供了一种结构简单、连接便捷、超广角、高成像质量的可快速连接的红外广角镜头。
6.本技术是这样实现的：包括镜体、弯月透镜ⅰ、弯月透镜ⅱ、凸透镜、连接套，所述弯月透镜ⅰ、弯月透镜ⅱ及凸透镜依次间隔固定设置于镜体内，所述弯月透镜ⅰ及弯月透镜ⅱ为凸向物面的弯月型透镜，所述凸透镜为凸向像面的透镜，所述连接套固定设置于凸透镜一侧的镜体后端，所述连接套的内腔设置有与红外热成像装置的物镜外缘紧配合的橡胶圈。
7.本技术的有益效果：
8.1、本技术通过在镜体内依次合理配置弯月透镜ⅰ、弯月透镜ⅱ及凸透镜，利用弯月透镜球面像差小、轻薄、镜片少的特点，既能适应红外应用对球面像差的严格要求，而且可减轻镜头的重量和体积，又能提高视场角以弥补微小型红外热成像装置的不足，且在镜体后端设置紧配合的橡胶圈，便于根据需要快捷的实现与红外热成像装置的连接及拆卸。
9.2、本技术通过设置两级弯月正透镜，从而能够显著减小焦距并保持必要的球面像差，同时还能获得广角视场，而通过后置凸透镜能够使内聚的光路转化为平行光，以便后续的红外热成像装置正确成像，保证了最终的高成像质量。
10.3、本技术通过在镜体后端设置连接套，并在连接套的内腔设置紧配合的柔性橡胶圈，可实现与红外热成像装置的物镜快速拔插连接及拆卸，可显著提高连接及拆卸的速度，从而可满足紧急使用情况下的使用要求；特别是将橡胶圈设置为圆柱形或多棱柱形结构，使得橡胶圈与物镜形成大面积、长距离的带阻尼面连接，既可以有效提高连接的可靠性以避免使用中镜头晃动的问题，而且也能削弱乃至避免镜头与红外热成像装置之间因晃动而产生碰撞影响稳定性和精度。
11.4、本技术在镜体前端设置中部开设透光孔的物镜盖，既能减少收纳时灰尘、水汽污染弯月透镜ⅰ表面，也能减少弯月透镜ⅰ划伤几率，特别是中部的透光孔利用光圈越大景深越浅的光学原理，采用缩小红外热成像装置物镜光圈的原理，使热像仪物镜光圈在安装物镜盖后能够快速缩小光圈，从而获得更深的景深，使得近距离及远距离物体对焦都相对清晰，即当使用者在野外使用热像仪不需要获得近距离视野时可取下物镜盖，而需要获得近距离视野时则只需要盖上物镜盖，便可快速获得近处及远处所有视野，无需使用者对焦以获得不同距离下焦距，就可以快速有效的同时观察分辨近距离及远距离所有画面。
12.综上所述，本技术具有结构简单、连接便捷、超广角、高成像质量的特点。
附图说明
13.图1为本技术外形结构示意图；
14.图2为图3之a-a向剖视图之一；
15.图3为图1之右视图；
16.图4为图3之a-a向剖视图之二；
17.图5为图4之局部放大图；
18.图中：1-镜体，2-弯月透镜ⅰ，3-弯月透镜ⅱ，4-凸透镜，5-连接套，6-橡胶圈，7-压圈ⅰ，8-弹性圈ⅰ，9-压圈ⅱ，10-弹性圈ⅱ，11-压圈ⅲ，12-弹性圈ⅲ，13-消光螺纹，14-减振
抗冲击胶，15-连接环，16-物镜盖，161-透光孔。
具体实施方式
19.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下接合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
20.如图1至5所示，本技术包括镜体1、弯月透镜ⅰ2、弯月透镜ⅱ3、凸透镜4、连接套5，所述弯月透镜ⅰ2、弯月透镜ⅱ3及凸透镜4依次间隔固定设置于镜体1内，所述弯月透镜ⅰ2及弯月透镜ⅱ3为凸向物面的弯月型透镜，所述凸透镜4为凸向像面的透镜，所述连接套5固定设置于凸透镜4一侧的镜体1后端，所述连接套5的内腔设置有与红外热成像装置的物镜外缘紧配合的橡胶圈6。
21.所述凸透镜4为弯月透镜、平凸透镜或双凸透镜，所述弯月透镜ⅱ3与凸透镜4的间距远大于弯月透镜ⅰ2与弯月透镜ⅱ3的间距。
22.所述弯月透镜ⅰ2和/或弯月透镜ⅱ3为锗玻璃。
23.所述弯月透镜ⅰ2及弯月透镜ⅱ3分别为弯月正透镜，所述凸透镜4为正透镜。
24.所述橡胶圈6为圆柱形或多棱柱形结构且内孔的外侧设置有导向圆角，所述连接套5的内腔依次设置有至少两台同轴呈台阶孔结构的橡胶圈6。
25.所述圆柱形结构的橡胶圈6内孔上周向间隔设置有若干条沿轴向延伸的“v”形、“c”形或“凵”形的凹槽。
26.所述弯月透镜ⅰ2用压圈ⅰ7通过弹性圈ⅰ8固定在靠物面一端的镜体1内，所述弯月透镜ⅱ3用压圈ⅱ9通过弹性圈ⅱ10固定在靠物面一端的镜体1内，所述凸透镜4用压圈ⅲ11通过弹性圈ⅲ12固定在靠像面一端的镜体1内。
27.所述弹性圈ⅰ8、弹性圈ⅱ10和/或弹性圈ⅲ12为o形密封圈或环形密封圈。
28.所述压圈ⅰ7及压圈ⅱ9的内表面和弯月透镜ⅱ3与凸透镜4之间的镜体1内表面设置有消光螺纹13。
29.所述弯月透镜ⅰ2、弯月透镜ⅱ3及凸透镜4与镜体1之间填充有减振抗冲击胶14。
30.所述减振抗冲击胶14为现有光学镜头中可起到减振抗冲击的任意材料的胶。
31.所述镜体1中部固定有连接环15，所述连接环15连接有可盖在镜体1前端的物镜盖16，所述物镜盖16的盖面中部上开设有用于缩小物镜光圈的透光孔161。
32.所述物镜盖16为软质的橡胶盖。
33.本技术工作原理和工作过程：
34.如图1至5所示，使用时，将本镜头的连接套5插在红外热成像装置物镜上，即可完成连接，然后可根据需要取下或保持镜体1前端的物镜盖16：当保持物镜盖16时，红外热成像装置的物镜仅能通过物镜盖16上的透光孔161捕捉光线，使得红外热成像装置的目镜端获得近距离视野；当取下物镜盖16后，红外热成像装置的物镜直接通过本镜头捕捉光线，使得目镜端获得远距离的视野。使用完成后，根据需要可直接拔下本镜头，即可使镜头与红外热成像装置分离，以便收纳及携行。
35.以上所述仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，
都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。