一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，属于光学成像技术领域，解决了现有技术中无法满足市场上对高分辨率、大视场、轻量化的红外热像仪需求的问题。红外无热化镜头包括第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片；分别沿光轴从左到右一次排列；其中，第一镜片和第四镜片为凸透镜，第二镜片和第三镜片为凹透镜；四个镜片中至少有一个镜片为硫系玻璃；四个镜片中的八个镜面中至少有一个镜面为衍射面且至少有一个镜面为非球面。实现了适配4K超高分辨率的非制冷红外探测器，还能在较宽的温度范围内不需调焦即可保证优良的成像质量，相比其它相同焦距的镜头拥有更宽广的视场范围。场范围。场范围。

【技术实现步骤摘要】
一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头


[0001]本技术涉及光学成像
，尤其涉及一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头。

技术介绍

[0002]随着红外技术的不断进步，红外探测器的分辨率也在不断提升。目前市面上的非制冷红外镜头都是为匹配1K或以下分辨率的探测器而设计，逐渐无法满足市场上对高分辨率、大视场、轻量化的红外热像仪的需求。本专利技术所述镜头能够用于4096
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2160的4K超高分辨率非制冷红外探测器，使得红外热像仪的视场角和作用距离得到显著提升，红外热像仪的市场应用潜力进一步释放。
[0003]由于红外材料的折射率温度系数dn/dT相比可见光材料要大，因而红外镜头对温度变化往往比可见光镜头更敏感，较大的温差会使像面发生温漂，造成图像对比度显著下降。为了适配较大的环境温差，常常采用设置调焦镜片来补偿温差产生的像面漂移，这种方式需要加入手动或电动调焦机构，结构复杂、笨重，不利于红外热像仪的轻量化需求。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，用以解决现有技术中无法满足市场上对高分辨率、大视场、轻量化的红外热像仪需求的问题。
[0005]本技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：所述红外无热化镜头包括第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片；分别沿光轴从左到右一次排列；其中，所述第一镜片和第四镜片为凸透镜，第二镜片和第三镜片为凹透镜；
[0006]所述四个镜片中至少有一个镜片为硫系玻璃；
[0007]所述四个镜片中的八个镜面中至少有一个镜面为衍射面且至少有一个镜面为非球面。
[0008]进一步的，所述红外无热化镜头还包括孔径光阑；
[0009]所述孔径光阑位于第二镜片前表面或第二镜片后表面。
[0010]进一步的，所述衍射面设置在具有非球面面型的镜面上；
[0011]所述红外无热化镜头的优选镜片镜面类型为：第一镜片、第三镜片和第四镜片的前表面均为球面，后表面均为非球面，第二镜片的前表面和后表面均为非球面，并在前表面的非球面上设置衍射面。
[0012]进一步的，所述红外无热化镜头的优选镜片镜面类型为：第一镜片、第三镜片和第四镜片的前表面均为非球面，后表面均为球面，第二镜片的前表面和后表面均为非球面，并在前表面的非球面上设置衍射面。
[0013]进一步的，所述非球面面型表达式为：
[0014][0015]其中，Z为非球面相对点的矢高，R为非球面曲率半径，C0＝1/R，K为圆锥系数，Y为非球面上的点到光轴的距离，A、B、C、D
……
M分别为各非球面高次项系数，i为任意正整数。
[0016]进一步的，所述红外无热化镜头的焦距值f范围为40mm≤f≤60mm。
[0017]进一步的，光圈值F范围为：0.8≤F≤1.3。
[0018]进一步的，所述各镜面曲率半径范围分别为：第一镜片前表面曲率半径范围为[26.831mm,49.829mm]，第一镜片后表面曲率半径范围为[41.72mm,77.48mm]，第二镜片前表面曲率半径范围为[18.046mm,33.514mm]，第二镜片后表面曲率半径范围为[14.035mm,26.065mm]，第三镜片前表面和后表面曲的曲率半径均为负值。
[0019]进一步的，所述各镜片厚度范围为：第一镜片厚度范围为[5.2mm,11.2mm]，第二镜片厚度范围为[2.5mm,8.5mm]，第三镜片厚度范围为[2.5mm,8.5mm]，第四镜片厚度范围为[3.9mm,9.9mm]。
[0020]进一步的，所述相邻镜片间的间隔范围为：第一镜片和第二镜片间隔范围为[0.1mm,7.15mm]，第二镜片和第三镜片间隔范围为[12.11mm,22.11mm]，第三镜片和第四镜片间隔范围为[12.25mm,22.25mm]，第四镜片和探测器保护窗间隔范围为[8.3mm,18.3mm]。
[0021]与现有技术相比，本技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022]一种适配￥k分辨率组件的红外无热化镜头通过对硫系玻璃和锗材料进行金刚石车削加工出非球面和衍射面，硫系玻璃和衍射面具有良好的消色差和消热差性能，使红外无热化镜头在
‑
40℃～+80℃范围内不需要调焦也能保持像面一致性和较好的图像对比，有效减少红外无热化镜头的体积和重量。
[0023]本技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本技术的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0024]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0025]图1为本申请实施例1的光学系统示意图；
[0026]图2为本申请实施例1在+20℃时的MTF曲线；
[0027]图3为本申请实施例1在
‑
40℃时的MTF曲线；
[0028]图4为本申请实施例1在+80℃时的MTF曲线；
[0029]图5为本申请实施例2的光学系统示意图。
[0030]附图标记：
[0031]1‑
第一镜片；2
‑
孔径光阑；3
‑
第二镜片；4
‑
第三镜片；5
‑
第四镜片；
[0032]6‑
探测器保护窗；7
‑
探测器成像面。
具体实施方式
[0033]下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
[0034]本技术的一个具体实施例，公开了一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，如图1所示。
[0035]实施例1
[0036]所述红外无热化镜头包括第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片；分别沿光轴从左到右一次排列；其中，所述第一镜片和第四镜片为凸透镜，第二镜片和第三镜片为凹透镜；
[0037]所述四个镜片中至少有一个镜片为硫系玻璃；
[0038]所述四个镜片中的八个镜面中至少有一个镜面为衍射面且至少有一个镜面为非球面。
[0039]具体的，四个镜片中至少有一个镜片材料为硫系玻璃；其余镜片均为锗材料，硫系玻璃在红外无热化镜头中的位置排列数量为：
[0040][0041]其中，X为硫系玻璃在红外无热化镜头中的排列数量，n为构成红外无热化镜头的镜片数量，x为硫系玻璃材料的镜片数量，x<n。硫系玻璃在红外无热化镜头中位置的各种排列组合方式应当都在本专利保护范围内。
[0042]由于硫系玻璃具有良本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，其特征在于，所述红外无热化镜头包括第一镜片、第二镜片、第三镜片和第四镜片；分别沿光轴从左到右一次排列；其中，所述第一镜片和第四镜片为凸透镜，第二镜片和第三镜片为凹透镜；所述四个镜片中至少有一个镜片为硫系玻璃；所述四个镜片中的八个镜面中至少有一个镜面为衍射面且至少有一个镜面为非球面。2.根据权利要求1所述的一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，其特征在于，所述红外无热化镜头还包括孔径光阑；所述孔径光阑位于第二镜片前表面或第二镜片后表面。3.根据权利要求2所述的一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，其特征在于，所述衍射面设置在具有非球面面型的镜面上；所述红外无热化镜头的优选镜片镜面类型为：第一镜片、第三镜片和第四镜片的前表面均为球面，后表面均为非球面，第二镜片的前表面和后表面均为非球面，并在前表面的非球面上设置衍射面。4.根据权利要求2所述的一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，其特征在于，所述红外无热化镜头的优选镜片镜面类型为：第一镜片、第三镜片和第四镜片的前表面均为非球面，后表面均为球面，第二镜片的前表面和后表面均为非球面，并在前表面的非球面上设置衍射面。5.根据权利要求4所述的一种适配4K分辨率组件的红外无热化镜头，其特征在于，所述非球面面型表达式为：其中，Z为非球面相对点的矢高，R为非球面曲率半径，C0＝1/R，K为圆锥系数，Y为非球面上的点到光轴的距离，A、B、C、D
……
M分别为各非球面高...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪英杰，韩建茂，钟庆，
申请(专利权)人：浙江大立科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：