[发明专利]长波红外大孔径变焦镜头及其调焦方法

说明书

本发明提供一种长波红外大孔径变焦镜头及其调焦方法，包括主镜筒，所述主镜筒内部沿光线自左向右入射方向依次设置有第一正弯月透镜、第一负弯月透镜及第二正弯月透镜，所述第一正弯月透镜与第一负弯月透镜之间的空气间隔是37.5mm，所述第一负弯月透镜与第二正弯月透镜之间的空气间隔调节范围是31.3mm~33.2mm。本发明具有大孔径电动调焦的特点，镜头结构简单，紧凑，此外，为克服温度对红外镜头成像性能的影响，通过电动调焦调整镜片间的空气间隔聚焦，使红外光学系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量，具有创新性。

技术领域

本发明涉及一种长波红外大孔径变焦镜头及其调焦方法。

背景技术

光学系统在较大温差的冲击下，由于镜片材料、机械零件的膨胀或收缩，以及镜片材料的折射率增大或减小，会使得光学系统成像质量产生极大下降，尤其对红外光学系统更为严重。随着红外光学镜头的使用范围越来越广，在许多的使用场合中，红外镜头的工作温度变化范围很大，用户需要能够对镜头进行调焦，使红外光学系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量。

红外光学系统使用较多的无热化方式有两种：光学无热化和电动无热化。其中，光学无热化因其具有结构简单、质量轻，成本低、等优点，但其可控的温度范围不能满足客户需要，因此长波红外大孔径电动调焦镜头使用电动无热化使光学系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量。长波红外大孔径电动调焦镜头虽具有电动调焦机构，但在主镜筒设计上尽量优化结构设计降低成本，使本款镜头结构易于加工、装配、可批量生产。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种长波红外大孔径变焦镜头及其调焦方法，结构简单且成像效果好。

本发明的具体实施方案是：提供一种长波红外大孔径变焦镜头，包括主镜筒，所述主镜筒内部沿光线自左向右入射方向依次设置有第一正弯月透镜、第一负弯月透镜及第二正弯月透镜，所述第一正弯月透镜与第一负弯月透镜之间的空气间隔是37.5mm，所述第一负弯月透镜与第二正弯月透镜之间的空气间隔调节范围是31.3mm~33.2mm。

进一步的，所述第一正弯月透镜及第二正弯月透镜材质均采用长波单晶锗。

进一步的，第一负弯月透镜材质采用硫系玻璃。

进一步的，所述第一正弯月透镜的右面为非球面，所述第二正弯月透镜的左面为非球面。

进一步的，第一正弯月透镜及第二正弯月透镜上的非球面满足下列表达式：；其中c=1/R，Z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，R表示镜面的近轴曲率半径，K为圆锥系数，A、B、C、D为高次非球面系数。

进一步的，所述第一正弯月透镜及第二正弯月透镜依次安装在主镜筒前后内部，所述主镜筒中部设置有与主镜筒移动配合的内镜筒，第一正弯月透镜上设有用于将第一正弯月透镜压紧固定在主镜筒内的压圈A，第一负弯月透镜上设有用于将第一负弯月透镜压紧固定在内镜筒内的压圈B，第二正弯月透镜上设有用于将第二正弯月透镜压紧固定在主镜筒内的压圈C。

进一步的，所述主镜筒包括调焦组，所述调焦组包括调焦凸轮，所述主镜筒后侧部安装有电机架，所述电机支架上安装有电机，所述电机输出轴上设有与调焦凸轮相配合的驱动齿轮，所述主镜筒两侧设置有一对贯穿主镜筒以及内镜筒且由调焦凸轮转动带动内镜筒移动的导钉，所述导钉外部设有黄铜隔圈。

进一步的，一种长波红外大孔径变焦镜头的调焦方法，包括步骤如下：电机通过其上的驱动齿轮带动调焦齿轮旋转，从而带动内镜筒及内镜筒上的第一负弯月透镜在主镜筒内沿光轴方向前后平移，从而进行光学系统调焦。