CN110261982A - 具有可拆卸式密封结构的红外镜头及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有可拆卸式密封结构的红外镜头及其装配方法，包括主镜筒、前镜座和调焦镜座；所述前镜座内安装有正月牙透镜A，所述调焦镜座内安装有负月牙透镜B，所述主镜筒后端安装有正月牙透镜C；所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为35.42‑37.42mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为16.68‑18.68mm；前镜座内设置有位于正月牙透镜A前端周侧的密封圈、压紧密封圈的环形垫片以及压紧环形垫片的A片压圈。该红外镜头不仅具有良好的密封能好，而且拆卸方便，易于后续返修，适合二次作业；并具有结构紧凑、重量轻、整体长度短、携带方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有可拆卸式密封结构的红外镜头及其装配方法，属于光学技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展，红外成像技术已广泛应用在国防、工业、医疗等领域。红外探测具有一定的穿透烟、雾、霾、雪等能力以及识别伪装的能力，不受战场强光、闪光干扰而致盲，可以实现远距离，全天候观察，尤其适用于夜间及不良气象条件下的目标探测。所以对红外镜头提出了防水，防潮、气密的要求，保护表面和元件免受潮气影响与大气成份发生有害反应。
目前由于红外镜头的整体尺寸较大，主要采取在镜片与压圈之间填充有密封剂的密封方式，并用压圈进行固定；这种方式具有密封性能好，可靠性高的优点，可适用于各个尺寸的镜头；不过这种密封结构在实际生产中出现在返修困难，拆卸麻烦，不适合二次作业。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种密封性好，拆卸方便，便于后续返修的具有可拆卸式密封结构的红外镜头及其装配方法。
本发明采用以下方案实现：一种具有可拆卸式密封结构的红外镜头，包括主镜筒，所述主镜筒前端安装有前镜座，主镜筒内安装有可前后移动的调焦镜座；所述前镜座内安装有正月牙透镜A，所述调焦镜座内安装有负月牙透镜B，所述主镜筒后端安装有正月牙透镜C；所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为35.42-37.42mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为16.68-18.68mm；前镜座内设置有位于正月牙透镜A前端周侧的密封圈、压紧密封圈的环形垫片以及压紧环形垫片的A片压圈。
进一步的，所述正月牙透镜A前镜面和后镜面的曲率半径分别为69.3mm和96.2mm，厚度为7mm；负月牙透镜B前镜面为曲率半径为39.5mm，后镜面为非球面，厚度为4.2mm；正月牙透镜C前镜面和后镜面的曲率半径分别为47.6mm和66.4mm，厚度为3mm。
进一步的，所述主镜筒中部外套有调焦凸轮，所述调焦凸轮通过调焦导钉带动调焦镜座前后移动；位于调焦凸轮相对的两侧分别设置有调焦电机和微动开关，调焦电机主轴上的调节齿轮与调焦凸轮的外齿圈相啮合。
进一步的，所述前镜座内、调焦镜座内以及主镜筒后端分别设置有顶着正月牙透镜A、负月牙透镜B和正月牙透镜C三者后端外缘部的孔阶；调焦镜座内设置有压着负月牙透镜B前端外缘部的B片压圈，主镜筒后端内部设置有压着正月牙透镜C前端外缘部的C片压圈；主镜筒外侧安装有位于调焦凸轮后端用以固定住调焦凸轮轴向位置的凸轮压圈。
本发明的另一技术方案：一种如上所述具有可拆卸式密封结构的红外镜头的装配方法，包括以下步骤：包括以下步骤：（1）将正月牙透镜C装入主镜筒后端，然后旋入C片压圈进行压紧固定；（2）将调焦镜座通过调焦导钉与主镜筒及调焦凸轮连接并旋上凸轮压圈限制住调焦凸轮的轴向位置；（3）负月牙透镜B装入调焦镜座中，并通过旋入B片压圈进行压紧固定；（4）利用螺钉将前镜座固定安装在主镜筒前端，将正月牙透镜A装入前镜座中并依此装入密封圈、环形垫片和A片压圈进行压紧固定。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明红外镜头不仅具有良好的密封能好，稳定可靠，而且拆卸方便，镜片可以二次更换，易于后续返修，适合二次作业，很好的解决了采用密封剂密封的存在的问题；同时具有结构紧凑、重量轻、整体长度短、携带方便等优点，大大压缩了镜头的尺寸，可以与长波红外非制冷640×512，14μm探测器适配，进行实况记录和监控任务，而且制作成本低廉，适合规模化生产。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例内部结构示意图；
图2为本发明实施例立体图；
图3为图1中的局部构造示意图；
图中标号说明：1-A片压圈，2-环形垫片，3-密封圈，4-前镜座，5-主镜筒，6-调焦镜座，7-B片压圈，8-调焦凸轮，9-凸轮压圈，10-C片压圈，11-正月牙透镜A，12-负月牙透镜B，13-正月牙透镜C，14-调焦电机，15-微动开关架，16-微动开关。
具体实施方式
如图1~3所示，一种具有可拆卸式密封结构的红外镜头，包括主镜筒5，所述主镜筒5前端安装有前镜座4，主镜筒5内安装有可前后移动的调焦镜座6；所述前镜座4内安装有正月牙透镜A11，所述调焦镜座内安装有负月牙透镜B12，所述主镜筒后端安装有正月牙透镜C13，通过调整负月牙透镜B12的前后位置来实现高低温补偿；所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为35.42-37.42mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为16.68-18.68mm；前镜座4内设置有位于正月牙透镜A11前端周侧的密封圈3、压紧密封圈3的环形垫片2以及压紧环形垫片的A片压圈1；密封圈和A片压圈之间隔着环形垫片，可以避免在装配过程中密封圈因受到旋转的力发生变形而导致密封圈失效；这种密封方式不仅具有良好的密封能好，稳定可靠，而且拆卸方便，镜片可以二次更换，易于后续返修，适合二次作业，很好的解决了采用密封剂密封的存在的问题。
在本实施例中，所述正月牙透镜A11前镜面和后镜面的曲率半径分别为69.3mm和96.2mm，厚度为7mm，折射率为4，材料为锗；负月牙透镜B12前镜面为曲率半径为39.5mm，后镜面为非球面，厚度为4.2mm，折射率为2.78，材料为硫系；正月牙透镜C13前镜面和后镜面的曲率半径分别为47.6mm和66.4mm，厚度为3mm，折射率为4，材料为锗。
在本实施例中，负月牙透镜B12的后镜面的面型方程如下：
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，A2、A4、A6、A8、A10代表非球面系数；其中A2=-4.216E-05，A4=-1.188E-007，A6=1.8937E-011，A8=-3.67E-014，A10=1.7115E-017，非球面系数中的E-n代表“”，例如-4.216E-05代表-4.21*10-5。
由上述镜片组构成的光学***达到了如下的技术指标：
（1）工作波段：8μm-12μm；
（2）焦距：f′=73mm；
（3）探测器：长波红外非制冷型640×512，12μm；
（4）视场角： 6.0° × 4.8°；
（5）相对孔径D/ f′：1/1；。
本发明红外镜头具有结构紧凑、重量轻、整体长度短、携带方便等优点，大大压缩了镜头的尺寸，可以与长波红外非制冷640×512，14μm探测器适配，进行实况记录和监控任务，而且制作成本低廉，适合规模化生产。
在本实施例中，所述主镜筒5中部外套有调焦凸轮8，所述调焦凸轮8通过调焦导钉带动调焦镜座6前后移动，调焦导钉从调焦凸轮上的曲线槽和主镜筒上的直线槽穿过；位于调焦凸轮8相对的两侧分别设置有调焦电机14和微动开关15，调焦电机14主轴上的调节齿轮与调焦凸轮8的外齿圈相啮合，调焦电机固定在电机架上，电机架固定在主镜筒上，微动开关通过微动开关架直接固定在主镜筒上，通过固定在调焦凸轮上的挡钉与微动开关接触进而控制调焦电机启停，实现限制调焦镜座的运动；工作时，通过调焦电机正转或者反转实现调焦镜座向前或者向后移动，实现镜头的调焦，在后期装调过程中，电机架拆卸方便，可实现更为紧凑的结构，可以在极小的空间内完成电动原件的布局。
在本实施例中，调焦镜座采用三点定心原理，减少调焦镜座与主镜筒之间的接触面积，减小了部件的重量的同时减少了提交镜座在移动过程中阻力，采用阶梯式设计，增加负月牙透镜B12与调焦镜座的接触面积，保证安装的稳定性。
在本实施例中，所述前镜座4内、调焦镜座6内以及主镜筒5后端分别设置有顶着正月牙透镜A11、负月牙透镜B12和正月牙透镜C13三者后端外缘部的孔阶；调焦镜座6内设置有压着负月牙透镜B12前端外缘部的B片压圈7，主镜筒5后端内部设置有压着正月牙透镜C13前端外缘部的C片压圈10，；主镜筒外侧安装有位于调焦凸轮后端用以固定住调焦凸轮轴向位置的凸轮压圈9；A片压圈、B片压圈、C片压圈和凸轮压圈与主镜筒均采用螺纹连接，主镜筒上所有的螺纹配合处均点注虫胶，此方法有助于提高光学镜头部分的耐振动和耐冲击性能，提高整体镜头的抗震性能。
一种如上所述具有可拆卸式密封结构的红外镜头的装配方法，包括以下步骤：包括以下步骤：（1）将正月牙透镜C装入主镜筒后端，然后旋入C片压圈进行压紧固定；（2）将调焦镜座通过调焦导钉与主镜筒及调焦凸轮连接并旋上凸轮压圈限制住调焦凸轮的轴向位置；（3）负月牙透镜B装入调焦镜座中，并通过旋入B片压圈进行压紧固定；（4）利用螺钉将前镜座固定安装在主镜筒前端，将正月牙透镜A装入前镜座中并依此装入密封圈、环形垫片和A片压圈进行压紧固定。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种具有可拆卸式密封结构的红外镜头，其特征在于：包括主镜筒，所述主镜筒前端安装有前镜座，主镜筒内安装有可前后移动的调焦镜座；所述前镜座内安装有正月牙透镜A，所述调焦镜座内安装有负月牙透镜B，所述主镜筒后端安装有正月牙透镜C；所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为35.42-37.42mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为16.68-18.68mm；前镜座内设置有位于正月牙透镜A前端周侧的密封圈、压紧密封圈的环形垫片以及压紧环形垫片的A片压圈。
2.根据权利要求1所述的具有可拆卸式密封结构的红外镜头，其特征在于：所述正月牙透镜A前镜面和后镜面的曲率半径分别为69.3mm和96.2mm，厚度为7mm；负月牙透镜B前镜面为曲率半径为39.5mm，后镜面为非球面，厚度为4.2mm；正月牙透镜C前镜面和后镜面的曲率半径分别为47.6mm和66.4mm，厚度为3mm。
3.根据权利要求1所述的具有可拆卸式密封结构的红外镜头，其特征在于：所述主镜筒中部外套有调焦凸轮，所述调焦凸轮通过调焦导钉带动调焦镜座前后移动；位于调焦凸轮相对的两侧分别设置有调焦电机和微动开关，调焦电机主轴上的调节齿轮与调焦凸轮的外齿圈相啮合。
4.根据权利要求3所述的具有可拆卸式密封结构的红外镜头，其特征在于：所述前镜座内、调焦镜座内以及主镜筒后端分别设置有顶着正月牙透镜A、负月牙透镜B和正月牙透镜C三者后端外缘部的孔阶；调焦镜座内设置有压着负月牙透镜B前端外缘部的B片压圈，主镜筒后端内部设置有压着正月牙透镜C前端外缘部的C片压圈；主镜筒外侧安装有位于调焦凸轮后端用以固定住调焦凸轮轴向位置的凸轮压圈。
5.一种如权利要求3所述具有可拆卸式密封结构的红外镜头的装配方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将正月牙透镜C装入主镜筒后端，然后旋入C片压圈进行压紧固定；（2）将调焦镜座通过调焦导钉与主镜筒及调焦凸轮连接并旋上凸轮压圈限制住调焦凸轮的轴向位置；（3）负月牙透镜B装入调焦镜座中，并通过旋入B片压圈进行压紧固定；（4）利用螺钉将前镜座固定安装在主镜筒前端，将正月牙透镜A装入前镜座中并依此装入密封圈、环形垫片和A片压圈进行压紧固定。
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| CN113103160A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-13 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种柔性薄膜圆对称周向预紧装置 |
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