本發(fā)明涉及一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭及工作方法。

背景技術：

長波紅外非制冷光學系統(tǒng)在軍用和民用領域均得到了廣泛的應用，因為紅外鏡頭抗干擾性能好，晚間作用距離遠，穿透煙塵、霧霾能力強，可全天候、全天時工作，具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形的能力等優(yōu)點，所以對光學系統(tǒng)的成像質量提出了越來越高的要求。但由于紅外光學材料和機械材料存在一定的熱效應，工作溫度的劇烈變化會對光學系統(tǒng)產生嚴重的影響，例如引起焦距變化、像面漂移、成像質量下降等。因此，為了適應不同環(huán)境溫度，要求紅外鏡頭具有一定的溫度自適應能力；另外，市面上大多數的鏡頭結構復雜，加工難度和成本較高，因此也需要鏡頭具有結構簡便易加工性，而且市面上的多數鏡頭都難以根據不同物距輕松、快捷的調節(jié)后截距。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭及工作方法，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭，包括沿光線從左向右入射方向依次設的正光焦鏡片A、負光焦鏡片B以及正光焦鏡片C，所述正光焦鏡片A與負光焦鏡片B之間的空氣距離為5.41mm，所述負光焦鏡片B與正光焦鏡片C之間的空氣距離為13.52mm。

優(yōu)選的，所述正光焦鏡片A安裝在前鏡筒內并用前壓圈壓緊，所述負光焦鏡片B、BC隔圈、正光焦鏡片A按照先后順序安裝在后鏡筒內并用后壓圈壓緊。

優(yōu)選的，所述前鏡筒與后鏡筒外套設有套筒，所述套筒外套設有外罩，所述套筒與外罩螺紋連接，所述外罩與探測器螺紋連接。

優(yōu)選的，所述外罩外固定連接有撥桿，所述套筒與外罩之間設置有可拆卸的螺絲。

優(yōu)選的，所述前鏡筒與套筒之間、套筒與外罩之間均設置有O型密封圈。

優(yōu)選的，所述前鏡筒的一端經伸縮環(huán)頂在套筒的臺階面上，所述前鏡筒的另一端經彈片與后鏡筒彈性連接，所述前鏡筒與套筒滑動配合，所述后鏡筒與套筒經螺紋連接。

優(yōu)選的，所述伸縮環(huán)由塑料制成，所述彈片由金屬制成。

一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭的工作方法，包含上述所述的雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭，包含以下步驟：

（1）將所述正光焦鏡片A安裝在前鏡筒內，將所述負光焦鏡片B以及正光焦鏡片C安裝在后鏡筒內，將所述前鏡筒與后鏡筒安裝在套筒內連接形成一個整體，將所述套筒與外罩螺紋連接，將外罩與探測器螺紋連接；

（2）利用所述螺絲將套筒與外罩固定連接為一個整體，手握所述撥桿帶動外罩相對探測器轉動，使得所述前鏡筒與后鏡筒相對探測器發(fā)生位移，實現(xiàn)后截距的調整；

（3）拆除所述螺絲，手動旋轉所述套筒，使得所述前鏡筒與后鏡筒安裝在套筒內連接形成的一個整體相對于外罩與探測器發(fā)生位移，實現(xiàn)后截距的調整。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明可進行雙項手動調節(jié)方式進行手動調節(jié)焦距使成像更簡便輕松；

（2）本發(fā)明結構簡單，體積小，適合小型化的非制冷紅外光學系統(tǒng)使用；

（3）本發(fā)明具有高的成像分辨率、高穿透性，能夠捕捉細小溫度變化的物體；

（4）本發(fā)明結構緊湊，制作成本低廉，適宜規(guī)?；a；

（5）本發(fā)明在保證結構緊湊的前提下，采取一系列措施，提高了鏡頭耐振動、沖擊的能力；

（6）本發(fā)明合理分配光機焦度實現(xiàn)溫度大范圍的無熱化；

（7）本發(fā)明雙鏡筒帶密封圈設計具有良好的密封性能；在鏡頭結構設計中可以進行剛度計算，適當增加壁厚，提高固有頻率，提高鏡頭的抗振能力，保證系統(tǒng)的使用要求；保證鏡頭的密封性能。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的光路構造示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的機械構造示意圖。

圖中：A-正光焦鏡片A，B-負光焦鏡片B，C-正光焦鏡片C；1-前鏡筒，2-前壓圈，3-BC隔圈，4-后鏡筒，5-后壓圈，6-套筒，7-外罩，8-撥桿，9-螺絲，10-O型密封圈，11-伸縮環(huán)，12-彈片。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1~2所示，一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭，包括沿光線從左向右入射方向依次設的正光焦鏡片A、負光焦鏡片B以及正光焦鏡片C，所述正光焦鏡片A與負光焦鏡片B之間的空氣距離為5.41mm，所述負光焦鏡片B與正光焦鏡片C之間的空氣距離為13.52mm。

在本發(fā)明實施例中，所述正光焦鏡片A安裝在前鏡筒1內并用前壓圈2壓緊，所述負光焦鏡片B、BC隔圈3、正光焦鏡片A按照先后順序安裝在后鏡筒4內并用后壓圈5壓緊。

在本發(fā)明實施例中，所述前鏡筒1與后鏡筒4外套設有套筒6，所述套筒6外套設有外罩7，所述套筒6與外罩7螺紋連接，所述外罩7與探測器（附圖中未畫出）螺紋連接。

在本發(fā)明實施例中，所述外罩7外固定連接有撥桿8，所述套筒6與外罩7之間設置有可拆卸的螺絲9。

在本發(fā)明實施例中，所述前鏡筒1與套筒6之間、套筒6與外罩7之間均設置有O型密封圈10。

在本發(fā)明實施例中，所述前鏡筒1的一端經伸縮環(huán)11頂在套筒6的臺階面上，所述前鏡筒1的另一端經彈片12與后鏡筒4彈性連接，所述前鏡筒1與套筒6滑動配合，所述后鏡筒4與套筒6經螺紋連接；當環(huán)境溫度升高時，由于正光焦鏡片A、負光焦鏡片B以及正光焦鏡片C同時發(fā)生膨脹導致原先的焦面向前發(fā)生偏移導致模糊，此時所述伸縮環(huán)11膨脹推動前鏡筒1壓縮彈片12使正光焦鏡片A與負光焦鏡片B的空氣距變小，來彌補原先向前偏移的焦面使其恢復到常溫狀態(tài)下清晰畫面。

在本發(fā)明實施例中，所述伸縮環(huán)11由塑料制成，所述彈片12由金屬制成，所述伸縮環(huán)11的膨脹系數大，所述彈片的膨脹系數小，所述彈片12優(yōu)選彈簧，但不局限于此。

在本發(fā)明實施例中，一種雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭的工作方法，包含上述所述的雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭，包含以下步驟：

（1）將所述正光焦鏡片A安裝在前鏡筒1內，將所述負光焦鏡片B以及正光焦鏡片C安裝在后鏡筒4內，將所述前鏡筒1與后鏡筒4安裝在套筒6內連接形成一個整體，將所述套筒6與外罩7螺紋連接，將外罩7與探測器螺紋連接；

（2）利用所述螺絲9將套筒6與外罩7固定連接為一個整體，手握所述撥桿8帶動外罩7相對探測器轉動，也就是前鏡筒1、后鏡筒4、套筒6以及外罩7整體相對探測器轉動，使得所述前鏡筒1與后鏡筒4的整體相對探測器發(fā)生位移，實現(xiàn)后截距的調整；

（3）拆除所述螺絲9，手動旋轉所述套筒6，使得所述前鏡筒1與后鏡筒4安裝在套筒6內連接形成的一個整體相對于外罩7與探測器發(fā)生位移，實現(xiàn)后截距的調整。

在本發(fā)明實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統(tǒng)達到了如下的技術指標：

（1）工作波段：8μm-12μm；

（2）焦距：f′=25mm；

（3）探測器：長波紅外非制冷型384×288，25μm；

（4）視場角：21.7°×16.4°；

（5）相對孔徑D/ f′：1/1.0；

（6）光學體積：?48mm×31.87mm（直徑×長度）。

本發(fā)明的目的在于克服手動調節(jié)后截距難以及溫度對紅外鏡頭的影響，在f25mm無熱化鏡頭的光機結構設計過程中，合理分配光焦度，在不同溫度下光學材料發(fā)生熱脹冷縮，使得鏡片曲率發(fā)生變化像面漂移，光學、機械混合式被動式無熱化利用光學機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，在較大范圍內保持像質穩(wěn)定，實現(xiàn)溫度自適應的無熱化，使紅外光學系統(tǒng)能夠在一個較大的溫度范圍內保持良好的成像質量；另外市面是大多數的鏡頭的結構設計較為復雜、所需的零部件較多，不僅增加了制造成本還使安裝變得復雜，人工成本大大提高，本次設計采用套筒6一體化設計，實現(xiàn)了結構極其輕巧，安裝簡單方便，大大降低了成本。

本發(fā)明具有緊湊型無熱化結構設計、雙項手動可調焦距式和高透過率等特點；在結構和光學設計中，合理分配光焦度，實現(xiàn)溫度自適應的機、光混合無熱化特點，可以與長波紅外非制冷型384×288，25μm探測器適配，執(zhí)行實況記錄和安防監(jiān)控任務；手動雙項可調焦式更為日常執(zhí)行安防任務提高無盡的方便。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的雙項手動可調節(jié)式無熱化紅外定焦鏡頭及工作方法。凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。