用于热成像的镜头和包含其的热成像装置制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种用于热成像的镜头和包含其的热成像装置，属于热成像的技术领域。该用于热成像的镜头包括从物侧到像侧依次设置的第一超透镜和第二超透镜；其中，所述第一超透镜为补偿透镜，所述第二超透镜为调制透镜。该镜头抑制了环境温度变化对镜头性能的影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
用于热成像的镜头和包含其的热成像装置


[0001]本公开涉及热成像的
，具体地，本公开涉及用于热成像的镜头和包含其的热成像装置。

技术介绍

[0002]热成像的原理是通过镜头接收目标的红外辐射，并通过光电转换等技术手段将目标的温度分布场转换为可视图像。热成像技术广泛应用于安防监控、工业自动化、消费电子等领域。
[0003]然而由于光学材料的热不稳定性，当环境温度变化时，镜头中镜片的曲率、厚度、折射率以及镜片间的距离均会发生变化，从而引起镜头的焦距发生变化，使镜头的像面发生位移。因此，导致了当环境温度发生变化时，镜头的性能急剧下降，成像质量恶化。现有技术中为了克服环境温度对镜头性能的影响，通常采用锗、硒化锌、硫系玻璃等两种以上热差系数不同的材料作为镜片材料。但是，这种设计方案仅能满足
‑
20℃到+40℃的温差范围。
[0004]因此，亟需能够适用于更宽温差范围的镜头。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中镜头性能受环境温度所限制的问题，本申请实施例提供了一种用于热成像的镜头和包含其的热成像装置。
[0006]第一方面，本申请提供了一种用于热成像的镜头，所述用于热成像的镜头包括从物侧到像侧依次设置的第一超透镜和第二超透镜；
[0007]其中，所述第一超透镜为补偿透镜，所述第二超透镜为调制透镜。可选地，所述第一超透镜和所述第二超透镜还满足：
[0008]f1≥10.8mm；
[0009]f2≤0.58mm；
[0010][0011]f1为所述第一超透镜的焦距，f2为所述第二超透镜的焦距；d为所述第一超透镜与所述第二超透镜的间距。
[0012]可选地，所述用于热成像的镜头还满足：
[0013][0014]其中，f为所述用于热成像的镜头的有效焦距；f1为所述第一超透镜的焦距，f2为所述第二超透镜的焦距；d为所述第一超透镜与所述第二超透镜的间距。
[0015]可选地，所述用于热成像的镜头还满足：
[0016]f2<b<f；
[0017]其中，b为所述用于热成像的镜头的后截距；f为所述用于热成像的镜头的有效焦距；f2为所述第二超透镜的焦距。
[0018]可选地，所述第一超透镜与所述第二超透镜中的每一个均包括基底和多个周期性排布在所述基底一侧的纳米结构。
[0019]可选地，所述第一超透镜与所述第二超透镜中每一个的相位均至少满足如下关系之一：
[0020][0021][0022][0023]其中，r为所述基底的中心到任一所述纳米结构的中心的距离；x、y为所述纳米结构在所述基底的坐标；f
ML
为所述第一超透镜或所述第二超透镜的焦距；λ为入射光束的中心波长；为入射光束初始相位，a
i
为各阶相位系数；i为大于等于1的整数。
[0024]可选地，所述第一超透镜与所述第二超透镜中每一个的相位均满足如下约束：
[0025][0026]Δneff≤C；
[0027]其中，neff为所述第一超透镜或所述第二超透镜的等效折射率；k为入射光束的波矢；Hd为所述纳米结构的高度；Δneff为所述第一超透镜或所述第二超透镜的最大neff与最小neff的差值；C为常数；r为所述基底(11)的中心到任一所述纳米结构(12)的中心的距离；λ为入射光束的中心波长。
[0028]可选地，所述基底的材料包括氮化硅、氧化钛、氮化镓、磷化镓、氢化非晶硅、非晶硅、晶体硅、晶体锗、硫化锌和硒化锌中的任意一种或多种。
[0029]可选地，所述纳米结构的材料包括氮化硅、氧化钛、氮化镓、磷化镓、氢化非晶硅、非晶硅、晶体硅、晶体锗、硫化锌和硒化锌中的任意一种或多种。
[0030]可选地，所述纳米结构为偏振不敏感结构。
[0031]可选地，所述纳米结构为偏振敏感结构。
[0032]第二方面，本申请实施例还提供了一种热成像装置，所述热成像装置包括如上述任一实施例所提供的用于热成像的镜头和红外传感器；
[0033]所述红外传感器设置于所述用于热成像的镜头的像面。
[0034]本申请所提供的技术方案至少取得了以下技术效果：
[0035]本申请实施例提供的用于热成像的镜头，通过沿物侧到像侧依次设置的第一超透镜和第二超透镜，并且第一超透镜为补偿透镜，第二超透镜为调制透镜，从而克服了环境温度变化对镜头性能的影响。
附图说明
[0036]所包括的附图用于提供本申请的进一步理解，并且被并入本说明书中构成本说明
书的一部分。附图示出了本申请的实施方式，连同下面的描述一起用于说明本申请的原理。
[0037]图1示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构示意图；
[0038]图2示出了本申请实施例提供的超透镜的一种可选的结构示意图；
[0039]图3示出了本申请实施例提供的超透镜的一种可选的结构示意图；
[0040]图4示出了本申请实施例提供的超透镜的纳米结构的一种可选的结构示意图；
[0041]图5示出了本申请实施例提供的超透镜的纳米结构的又一种可选的结构示意图；
[0042]图6示出了本申请实施例提供的超透镜的纳米结构的一种可选的排列示意图；
[0043]图7示出了本申请实施例提供的超透镜的纳米结构的再一种可选的排列示意图；
[0044]图8示出了本申请实施例提供的超透镜的纳米结构的又一种可选的排列示意图；
[0045]图9示出了本申请实施例提供的超透镜未对相位系数进行约束的相位分布图；
[0046]图10示出了本申请实施例提供的超透镜对相位系数进行约束的相位分布图；
[0047]图11示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为
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40℃时的调制传递函数图像；
[0048]图12示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为
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12℃时的调制传递函数图像；
[0049]图13示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为16℃时的调制传递函数图像；
[0050]图14示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为44℃时的调制传递函数图像；
[0051]图15示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为72℃时的调制传递函数图像；
[0052]图16示出了本申请实施例提供的用于热成像的镜头的一种可选的结构在环境温度为100℃时的调制传递函数图像；
[0053]图17示出了本申请实施例提供的对比例的结构示意图；
[0054]图18示出了本申请实施例提供的对比例在环境温度为
‑
40℃时的调制传递函数图像；
[0055]图19示出了本申请实施例提供的对比例在环境温度为
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热成像的镜头，其特征在于，所述用于热成像的镜头包括从物侧到像侧依次设置的第一超透镜(1)和第二超透镜(2)；其中，所述第一超透镜(1)为补偿透镜，所述第二超透镜(2)为调制透镜。2.根据权利要求1所述的用于热成像的镜头，其特征在于，所述第一超透镜(1)和所述第二超透镜(2)还满足：f1≥10.8mm；f2≤0.58mm；f1为所述第一超透镜(1)的焦距，f2为所述第二超透镜(2)的焦距；d为所述第一超透镜(1)与所述第二超透镜(2)的间距。3.根据权利要求1所述的用于热成像的镜头，其特征在于，所述用于热成像的镜头还满足：其中，f为所述用于热成像的镜头的有效焦距；f1为所述第一超透镜(1)的焦距，f2为所述第二超透镜(2)的焦距；d为所述第一超透镜(1)与所述第二超透镜(2)的间距。4.根据权利要求1所述的用于热成像的镜头，其特征在于，所述用于热成像的镜头还满足：f2<b<f；其中，b为所述用于热成像的镜头的后截距；f为所述用于热成像的镜头的有效焦距；f2为所述第二超透镜(2)的焦距。5.根据权利要求1至4中任一所述的用于热成像的镜头，其特征在于，所述第一超透镜(1)与所述第二超透镜(2)中的每一个均包括基底(11)和多个周期性排布在所述基底(11)一侧的纳米结构(12)。6.根据权利要求5所述的用于热成像的镜头，其特征在于，所述第一超透镜(1)与所述第二超透镜(2)中每一个的相位均至少满足如下关系之一：镜(2)中每一个的相位均至少满足如下关系之一：镜(2)中每一个的相位均至少满足如下关系之一：其中，r为所述基底(11)的中心到任一所述纳米结构(12)的中心的距离；x、y为所述纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小波，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：