[發(fā)明專利]溫度補償式塑制光學系統(tǒng)及其制造方法

在審

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111596431A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 亓玉凱
• 申請（專利權）人: 青島鐳創(chuàng)光電技術有限公司
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王鴻

本發(fā)明涉及透鏡的光學應用領域，具體涉及一種溫度補償式塑制光學系統(tǒng)。包括塑制補償殼體和塑制透鏡，所述塑制補償殼體內連接塑制透鏡，使塑制補償殼體與塑制透鏡滿足：Δf＝ΔT*L*at；Δf為塑制透鏡在溫度變化時的有效焦距變化；ΔT為溫度變化；L為塑制透鏡朝向光路入射端到塑制補償殼體端部的水平距離；at為塑制補償殼體的線性膨脹系數(shù)。本發(fā)明分別利用塑制透鏡及塑制補償殼體的熱性能，解決了塑制光學系統(tǒng)的寬溫應用問題；整個光學系統(tǒng)為塑制材料，與玻璃透鏡金屬殼體相比，系統(tǒng)質量輕，成本低廉，材料選擇性多，可模壓批量化生產。

技術領域

本發(fā)明涉及透鏡的光學應用領域，具體涉及一種溫度補償式塑制光學系統(tǒng)及其制造方法。

背景技術

光學系統(tǒng)一般由單片或多片光學透鏡及機械的光學腔組成。依照不同的應用場景，對溫度、濕度及抗震動等有不同的要求。目前的光學透鏡一般由玻璃材質或塑料材質制作，玻璃材質的光學透鏡性能更為穩(wěn)定，但價格較高；塑料材質的光學透鏡溫度特性不是很穩(wěn)定，但價格較低。其中，塑制透鏡因材料在溫度變化時折射率及面型均會產生變化，往往光學特性會發(fā)生較大變化。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種溫度補償式塑制光學系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中的塑制透鏡在使用時，在溫度升高時有效集聚變化導致成像效果差的問題。

為解決上述技術問題，現(xiàn)提出如下技術方案：

溫度補償式塑制光學系統(tǒng)，包括塑制補償殼體和塑制透鏡，所述塑制補償殼體內連接塑制透鏡，使塑制補償殼體與塑制透鏡滿足：Δf＝ΔT*L*at；

Δf為塑制透鏡在溫度變化時的有效焦距變化；

ΔT為溫度變化；

L為塑制透鏡朝向光路入射端到塑制補償殼體端部的水平距離；

at為塑制補償殼體的線性膨脹系數(shù)。

塑制透鏡價格便宜，但是在使用中，因為塑制透鏡不穩(wěn)定，在溫度變化的情況下，塑制透鏡的折射率和面型都會發(fā)生改變，折射率的改變會導致有效焦距改變Δf₁，面型的改變會導致有效焦距改變Δf₂，所以塑制透鏡的有效焦距變化Δf＝Δf1+Δf2。有效集聚的變化會導致塑制透鏡成像的位置改變，而成像會作為第二個塑制透鏡物的位置，所以在有效焦距變化時勢必會導致第一個塑制透鏡成像不能落在第二個透鏡的物的位置，導致第二個透鏡成像效果差。

為了對該有效焦距進行補償，使塑制補償殼體與塑制透鏡滿足：Δf＝ΔT*L*at，在有效焦距變化時，通過塑制補償殼體的機械變化來補償焦距變化。達到使第一個塑制透鏡成像位置能夠在第二透鏡物的位置上，保證成像效果。

選用低成本的塑制透鏡，同時使用塑制補償殼體，不僅滿足了對有效焦距的補償，且具有成本低，易于批量化生產的優(yōu)點。

其中Δf₁和Δf₂使用本領域技術人員公知的計算方式計算出來；L為塑制透鏡朝向光路入射端到塑制補償殼體端部的水平距離，該L段隨溫度變化可自由膨脹。

所述塑制補償殼體內設置有階梯孔，第一階梯孔內連接塑制透鏡。

基于上述結構，在安裝時，直接就能確定塑制透鏡的安裝位置，利于安裝，提高安裝效率，降低生產成本。

所述第一階梯孔的內徑大于第二階梯孔的內徑。

所述第二階梯孔的端面連接有連接部，所述連接部的內徑等于第二階梯孔的內徑，連接部的外徑大于第二階梯孔的外徑。

該連接部設置為與塑制補償殼體一體成形，該連接部用于外部粘接，在溫度變化時，連接部不會產生膨脹。

所述塑制補償殼體上設置有連接部。