文章编号：1002-2082(2023)05-0959-08玻塑混合定焦镜头热离焦与补偿分析陈根根1，石广丰1，吴峰2，王金秋1，裴雷钢1，史国权1（1.长春理工大学机电工程学院，吉林长春130022；2.东莞市宇瞳光学科技股份有限公司，广东东莞523000）摘要：在玻塑混合定焦安防镜头中塑胶镜片、玻璃镜片、镜框的材料性质差异较大，复杂温度环境下，镜头机械结构热变形与光学消热设计会共同影响像质。为保证镜头复杂温度环境下成像稳定，根据安防镜头−40℃~80℃的测试温度，对镜头进行光机热一体化分析。在Ansysworkbench中建立镜头热结构有限元模型，计算镜头的热弹性变形;使用Zernike多项式拟合镜面的面型变化，将拟合结果导入Zemax中，判断温度载荷对像质的影响。光机热一体化分析结果表明：在极限测试温度载荷下，镜头底座的材料为聚碳酸酯混合20%玻璃纤维时，有效补偿了Zemax中模拟光学系统本身的热离焦量；镜框材料为聚碳酸酯混合30%玻璃纤维时，塑胶镜片所受挤压应变最大为2.36×10−3mm；镜框材料为聚碳酸酯混合20%玻璃纤维时，塑胶镜片所受挤压应变最大为0.53×10−3mm，第二种镜框材料可以使镜头像质保持稳定。最后通过对镜头高低温法兰焦距测量试验，验证了镜头的温度适应能力和光机热一体化分析的准确性。关键词：光机热一体化分析；玻塑混合；定焦镜头；主镜框；Zernike多项式中图分类号：TN216文献标志码：ADOI：10.5768/JAO202344.0501003Thermaldefocusandcompensationanalysisofglass-plastichybridfixed-focuslensCHENGengen1，SHIGuangfeng1，WUFeng2，WANGJinqiu1，PEILeigang1，SHIGuoquan1（1.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ChangchunUniversityofScienceandTechnology,Changchun130022,China；2.DongguanYutongOpticalTechnologyCo.,Ltd.,Dongguan523000,China）Abstract：Intheglass-plastichybridfixed-focussecuritylens,thematerialpropertiesoftheplasticlens,glasslensandframearequitedifferent.Underthecomplextemperatureenvironment,thethermaldeformationofthelensmechanicalstructureandtheopticalheatdissipationdesignwilljointlyaffecttheimagequality.Inordertoensurethestabilityofthelensimaging,accordingtothetesttemperatureof−40℃~80℃ofthesecuritylens,theoptical,mechanicalandthermalintegrationanalysisofthelenswascarriedout.AfiniteelementmodelofthethermalstructureofthelenswasestablishedinA...
