本实用新型专利技术涉及光学镜头领域，具体地涉及一种大视场大光圈小型长波无热化镜头。该镜头包括：沿光入射方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和光成像面；其中，所述第一透镜的入光面为凸面，出光面为凹面，所述第一透镜的入光面和出光面均为非球面；所述第二透镜的入光面为凸面，出光面为凸面，所述第二透镜的入光面和出光面均为非球面。红外探测光依次穿过第一透镜、第二透镜最后聚焦到光成像面上，由于第一透镜是入光面为凸面、出光面为凹面且凹凸两面均为非球面的弯月形透镜，第二透镜是入光面和出光面均为凸面且非球面的双凸型透镜，通过采用上述双非球面的设计，使得镜头同时具有大视场、大光圈、小体积、高透过率的光学性能。高透过率的光学性能。高透过率的光学性能。
【技术实现步骤摘要】
一种大视场大光圈小型长波无热化镜头
[0001]本技术涉及光学镜头领域，具体地涉及一种大视场大光圈小型长波无热化镜头。
技术介绍
[0002]随着非制冷探测器技术的发展，远红外非制冷光学系统开始广泛地应用在军用及民用领域，红外光学镜头是远红外非制冷光学系统的重要部件、负责接收目标辐射的红外光线，并将其会聚成像于远红外探测器件上，远红外光学镜头由特殊的远红外光学镜片以及支撑光学镜片的相关结构件组成。
[0003]目前的红外镜头主要是近红外波段的，需要靠主动发射近红外光照射物面补光来进行监测拍摄，总体结构复杂且体积较大，而且远红外镜头工作于7
‑
14μm波段，无需进行夜间补光，晚间作用距离更远，穿透烟尘和雾霾能力强。在红外成像光学系统设计中，光学系统的像差随着视场和光圈的增大而呈现二次方、三次方甚至四次方关系增大而变得越来越难校正，此时只有增加镜片或使用特殊面型才能满足设计指标，但在红外系统中镜片成本高昂且每增加一枚镜片透过率会明显下降。
技术实现思路
[0004]本技术为了克服现有技术存在的上述问题，提供了一种大视场大光圈小型长波无热化镜头。
[0005]本技术方案如下：
[0006]一种大视场大光圈小型长波无热化镜头，包括：沿光入射方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和光成像面；
[0007]其中，所述第一透镜的入光面为凸面，出光面为凹面，所述第一透镜的入光面和出光面均为非球面；
[0008]所述第二透镜的入光面为凸面，出光面为凸面，所述第二透镜的入光面和出光面均为非球面。
[0009]优选地，所述第一透镜和所述第二透镜均采用硫系玻璃。
[0010]优选地，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有光阑。
[0011]优选地，所述第二透镜与所述成像面之间设置有保护玻璃。
[0012]优选地，所述镜头的相对孔径为1.25，系统焦距为4.6mm，适用于分辨率为32
×
32、像元大小为45μm的红外探测器。
[0013]优选地，沿中心光轴方向，
[0014]所述第一透镜的入光面R1与其出光面R2之间的距离D1为1.3mm；
[0015]所述第二透镜的入光面R3与其出光面R4之间的距离D3为1.12mm；
[0016]所述第一透镜的出光面R2与所述第二透镜的入光面R3之间的距离D2为2.45mm；
[0017]所述第二透镜的出光面R4与所述光成像面3之间的距离D4为2.86mm。
[0018]优选地，所述第一透镜的入光面R1的曲率半径为6.941mm；
[0019]所述第一透镜的出光面R2的曲率半径为7.939mm；
[0020]所述第二透镜的入光面R3的曲率半径为13.778mm；
[0021]所述第二透镜的出光面R4的曲率半径为35.905mm。
[0022]优选地，所述第一透镜的入光面R1、所述第一透镜的出光面R2、所述第二透镜的入光面R3，以及所述第二透镜的出光面R4均符合失高公式(1)：
[0023][0024]其中，u为标准化径向坐标；
[0025]z(u)为非球面沿光轴方向在径向坐标为u时距离非球面顶点的矢高；
[0026]c是曲率半径的倒数；
[0027]r
max
为非球面的最大光线有效径；
[0028]k为conic系数。
[0029]优选地，对于所述第一透镜的入光面R1，
[0030]0.2<R1
‑
S
RMS1
<0.3
ꢀꢀ
公式(2)
[0031][0032][0033]其中，
[0034]上述公式(2)、(3)、(4)分别为所述第一透镜的入光面R1的半矢高曲线在标准化径向坐标1.0、0.7、0.5下的均方根值的范围及对应关系，同时，所述第一透镜的入光面R1的半矢高曲线的极值点数目小于等于2；
[0035]对于所述第一透镜的出光面R2，
[0036]0.15<R2
‑
S
RMS1
<0.25
ꢀꢀ
公式(5)
[0037][0038][0039]其中，
[0040]上述公式(5)、(6)、(7)分别为所述第一透镜的出光面R2的半矢高曲线在标准化径向坐标1.0、0.7、0.5下的均方根值的范围及对应关系，同时，所述第一透镜出光面R2的半矢
高曲线的极值点数目小于等于2。
[0041]优选地，对于所述第二透镜的入光面R3，
[0042]0.1<R3
‑
S
RMS1
<0.2
ꢀꢀ
公式(8)
[0043][0044][0045]其中，
[0046]上述公式(8)、(9)、(10)分别为所述所述第二透镜的入光面R3的半矢高曲线在标准化径向坐标1.0、0.7、0.5下的均方根值的范围及对应关系，同时，所述第二透镜的入光面R3的半矢高曲线的极值点数目小于等于2；
[0047]对于所述第二透镜的出光面R4，
[0048]0<R4
‑
S
RMS1
<0.1
ꢀꢀ
公式(11)
[0049][0050][0051]其中，
[0052]上述公式(11)、(12)、(13)分别为所述所述第二透镜的出光面R4的半矢高曲线在标准化径向坐标1.0、0.7、0.5下的均方根值的范围及对应关系，同时，所述第二透镜的出光面R4的半矢高曲线的极值点数目小于等于2。
[0053]根据上述技术方案，该镜头包括有沿光入射方向依次同轴设置的第一透镜、第二透镜和光成像面，使用时红外探测光依次穿过第一透镜、第二透镜最后聚焦到光成像面上，通过采用双非球面的设计，即第一透镜是入光面为凸面、出光面为凹面且凹凸两面均为非球面的弯月形透镜，第二透镜是入光面和出光面均为凸面且非球面的双凸型透镜，使得镜头同时具有大视场、大光圈、小体积、高透过率的光学性能。
附图说明
[0054]图1为大视场大光圈小型长波无热化镜头的结构示意图；
[0055]图2为大视场大光圈小型长波无热化镜头的点列图；
[0056]图3为大视场大光圈小型长波无热化镜头的场曲和畸变图；
[0057]图4为大视场大光圈小型长波无热化镜头的相对照度图；
[0058]图5为大视场大光圈小型长波无热化镜头的MTF图。
具体实施方式
[0059]以下结合附图对本技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术实施例，并不用于限制本技术实施例。
[0060]在本技术的描述中，需要理解的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大视场大光圈小型长波无热化镜头，其特征在于，所述镜头包括：沿光入射方向依次同轴设置的第一透镜(1)、第二透镜(2)和光成像面(3)；其中，所述第一透镜(1)的入光面为凸面，出光面为凹面，且所述第一透镜(1)的入光面和出光面均为非球面；所述第二透镜(2)的入光面为凸面，出光面为凸面，且所述第二透镜(2)的入光面和出光面均为非球面。2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)和所述第二透镜(2)均采用硫系玻璃。3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)和所述第二透镜(2)之间设置有光阑。4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜(2)与所述光成像面(3)之间设置有保护玻璃。5.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头的相对孔径为1.25，系统焦距为4.6mm，适用于分辨率为32
×
32、像元大小为45μm的红外探测器。6.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，沿中心光轴方向，所述第一透镜(1)的入光面R1与其出光面R2之间的距离D1为1.3mm；所述第二透镜(2)的入光面R3与其出光面R4之间的距离D3为1.12mm；所述第一透镜(1)的出光面R2与所述第二透镜(2)的入光面R3之间的距离D2为2.45mm；所述第二透镜(2)的出光面R4与所述光成像面3之间的距离D4为2.86mm。7.根据权利要求6所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的入光面R1的曲率半径为6.941mm；所述第一透镜(1)的出光面R2的曲率半径为7.939mm；所述第二透镜(2)的入光面R3的曲率半径为13.778mm；所述第二透镜(2)的出光面R4的曲率半径为35.905mm。8.根据权利要求6所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的入光面R1、所述第一透镜(1)的出光面R2、所述第二透镜(2)的入光面R3，以及所述第二透镜(2)的出光面R4均符合失高公式(1)：其中，u为标准化径向坐标；z(u)为非球面沿光轴方向在径向坐标为u时距离非球面顶点的矢高；c是曲率半径的倒数；r
max
为非球面的最大光线有效径；k为conic系数...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐裕宏，徐迟，李松，靳军，柯勇，
申请(专利权)人：松林光电科技湖北有限公司，
类型：新型
国别省市：
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