一种短波红外望远镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种短波红外望远镜头。本发明专利技术的望远镜头构成为，从物体侧起顺次配置的如下光学元件：具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；具有正光焦度的第三透镜群。第二透镜群由单体的透镜元件构成。而且，在调焦时所述第二透镜群沿着光轴移动，所述第一透镜群和第三透镜群相对于成像面被固定。本发明专利技术能够提供一种小型，轻量，大口径，高分辨率，并具有优异的成像性能的内对焦方式的短波红外超望远镜头。

【技术实现步骤摘要】
一种短波红外望远镜头
本专利技术涉及一种红外望远镜头，具体涉及一种适用于短波红外波段(0.9～1.7μm)光学成像镜头。
技术介绍
短波红外波段(0.9～1.7μm)的光由于超出可见光光谱范围不能被人眼直接观察，但是其与物体的相互作用同可见光相同。相较于只有在冷背景下才能探测到温暖物体的热成像仪，利用短波红外的反射光所成的像具有阴影和反差，其图像的分辨率和细节可同可见光向媲美。另外，由于夜间天空辐射亮度的大气现象所发出的光照度几乎都处于短波红外波段，短波红外成像系统在无月光的夜间同样能够清楚地探测到物体。这种昼夜成像性能是其他成像系统所不具备的。随着边防海防的对远端物体的探测和分辨需求越来越高，大口径，高分辨率的短波红外成像系统成为必须的工具。【先行技术文献】【专利文献】公开号CN1383021A【专利文献】JP特开平11-326754就文献1所示的光学系统而言，虽然在反射系统中引入折射系统消除色差，达到大口径、超望远的短波红外成像，但是由于需要安装折射和探测器系统，造成主反射镜中心部的开口过大，使一部分视场缺失，无法有效观测。另一方面，该光学系统没有内调焦系统，无法对不同物距的物体进行动态观察。出于以上的理由，专利文献1所公开的折反射系统，不适合近年来所要求的大口径，高分辨率，动态观察等技术目标。就专利文献2所公开的光学系统而言，虽然达到大口径、内调焦的超望远系统，但是由于孔径光阑位置在系统的尾部，造成第一透镜群的尺寸过大，整个系统的重量过重，不符合今年来小型化，轻量化的要求。另外次系统只能满足可见光成像，不能满足短波红外的成像性能指标。
技术实现思路
本专利技术中，为了消除上述现有技术的问题点，其目的在于提供一种小型，轻量，大口径，高分辨率，并具有优异的成像性能的内对焦方式的短波红外超望远镜头。为了解决上述课题且达到目的，本专利技术的望远镜头，其特征在于，具有从物体侧起顺次配置的如下光学元件：具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；具有正光焦度的第三透镜群，在调焦时所述第二透镜群沿着光轴移动，所述第一透镜群和第三透镜群相对于成像面被固定。根据本专利技术，能够提供一种大口径，高分辨率，并具有优异的成像性能的内对焦方式的短波红外超望远镜头。此外，本专利技术的望远镜头，根据所述专利技术，其中孔径光阑被配置在所述第一透镜群和所述第二透镜群之间。根据本专利技术，能够提供一种小型，轻量，并具有优异的成像性能的内对焦方式的短波红外超望远镜头。此外，本专利技术的望远镜头，根据所述专利技术，其中满足以下条件式(1)0＜F/F12≤0.6，其中F表示光学系统的全系统焦距，F12表示所述第一透镜群和所述第二透镜群的合成焦距。根据本专利技术，在光学系统的小型化的同时，能够使成像性能提高。此外，本专利技术的望远镜头，根据所述专利技术，第一透镜群中至少有一枚具有负折射力的透镜单元满足以下条件式(2)ν1.3≤60，ν1.3定义为ν1.3＝(n1.3-1)/(n1.6-n1.0),其中n1.3,n1.6,n1.0分别为波长1.3μm，1.6μm，1.0μm时玻璃的折射率根据本专利技术，在在提高光学系统的焦距和口径比的同时，能够使成像性能提高。根据本专利技术所起到的效果是，能够提供一种小型，轻量，大口径，高分辨率，并具有优异的成像性能的内对焦方式的短波红外超望远镜头。附图说明图1是表示实施例1的望远镜头的结构的沿光轴的剖面图。图2是实施例1的望远镜头的无限远合焦状态的诸像差图。图3是实施例1的望远镜头的拍摄倍率0.025合焦状态的诸像差图。图4是实施例1的望远镜头的最近距离合焦状态的诸像差图。图5是表示实施例2的望远镜头的结构的沿光轴的剖面图。图6是实施例2的望远镜头的无限远合焦状态的诸像差图。图7是实施例2的望远镜头的拍摄倍率0.025合焦状态的诸像差图。图8是实施例2的望远镜头的最近距离合焦状态的诸像差图。图9是表示实施例3的望远镜头的结构的沿光轴的剖面图。图10是实施例3的望远镜头的无限远合焦状态的诸像差图。图11是实施例3的望远镜头的拍摄倍率0.025合焦状态的诸像差图。图12是实施例3的望远镜头的最近距离合焦状态的诸像差图。图13是表示实施例4的望远镜头的结构的沿光轴的剖面图。图14是实施例4的望远镜头的无限远合焦状态的诸像差图。图15是实施例4的望远镜头的拍摄倍率0.025合焦状态的诸像差图。图16是实施例4的望远镜头的最近距离合焦状态的诸像差图。符号说明G11G21G31G41第一透镜群G12G22G32G42第二透镜群G13G23G33G43第三透镜群L111L112L131L211L212L231L311L312L331正透镜L113L121L213L221L313L321负透镜IMG成像面ST孔径光阑具体实施方式以下，根据实施例及附图对本专利技术作进一步的详细说明：本专利技术的定焦镜头，包括从物体侧起顺次配置的如下透镜群而被构成：具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；具有正光焦度的第三透镜群，在调焦时所述第二透镜群沿着光轴移动，所述第一透镜群和第三透镜群相对于成像面被固定。如专利文献2所述，为了达到从无穷远至近距离保持良好的成像性能，在调焦过程中第三透镜群所产生的球像差保持一定值，故将第一透镜群与第二透镜群的合成焦距设计成无穷远(Afocal)，第三透镜群的入射高度保持不变。但是，为了减轻调焦群的重量，降低调焦结构的机械负担，不得不增加第一透镜群和第二透镜群之间的间隔，确保第二透镜群的入射光线高度足够低。这样就造成了镜头尺寸大，不利于小型化。本专利技术的透镜群，通过增加第一透镜群和第二透镜群的合成光焦度，降低第一透镜群和第二透镜群之间间隔，从而达到光学系统的小型化。另外，本专利技术的望远镜头中，优选在所述第一透镜群和第二透镜群之间配置孔径光阑。通过如此，入射光瞳更靠近物体侧，则第一透镜群的口径小。若将孔径光阑配置在第二透镜群之后，则入射光瞳过于靠近像侧，因此不得不增加第一透镜群的口径。如果透镜的口径扩大，则透镜重量也增大，因此不为优选。通过具有以上这样的特征，能够实现小型，轻量，超望远的定焦镜头。此外，在本专利技术中，为了实现具有更良好的成像性能的望远镜头，除了上述特征外还设定一下所示的各种条件式。首先，在本专利技术的定焦镜头中，所述第一透镜群和所述第二透镜群的合成焦距设为F12，光学系统的全系统焦距设为F时，优先满足下面的条件式。(1)0＜F/F12≤0.6条件式(1)规定了第三透镜群的光线入射角度。本专利技术的光学系统，通过满足条件式(1)，能够维持良好的成像性能。若在条件式下限，则第一透镜群和第二透镜群的合成焦距为无穷大，其结果是光学系统的总长延长，因此不是优选。另一方面，若在条件式(1)中超过其上限，则所述第一透镜群和第二透镜群的光焦度过大，产生像差难以靠第三透镜群修正，因此不是优选。还有，若上述条件式(1)满足以下所示范围，则能期待更优选的结果(1)’0＜F/f12≤0.3通过满足该条件式(1)’所规定的范围，能够在既不延长光学总长的条件下，实现成像性能的进一步提高。此外，在本专利技术的定焦镜头中，第一透镜群的入射光线高，所以产生的轴上色像差需要单独修正，因此第一透镜群中至少有一枚负透镜单元满足以下条件式(2)ν1.3≤60，ν1.3＝(n1.3-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短波红外望远镜头，它由三组透镜群构成，其特征在于：具有从物体侧起顺次配置的如下光学元件：具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；具有正光焦度的第三透镜群，在调焦时所述第二透镜群沿着光轴移动，所述第一透镜群和第三透镜群相对于成像面被固定。

【技术特征摘要】
1.一种短波红外望远镜头，它由三组透镜群构成，其特征在于：具有从物体侧起顺次配置的如下光学元件：具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；具有正光焦度的第三透镜群，在调焦时所述第二透镜群沿着光轴移动，所述第一透镜群和第三透镜群相对于成像面被固定；其中所述的第一透镜群中至少有一枚具有负折射力的透镜单元满足以下的条件式ν1.3≤60，ν1.3定义为ν1.3＝(n1.3-1)/(n1.6-n1.0)，n1....

【专利技术属性】
技术研发人员：虞翔，郑列华，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31