一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头制造技术

本发明专利技术提供一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，包括光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有第一弯月透镜，第二弯月透镜，第三弯月透镜，双凹透镜，第一双凸透镜，第二双凸透镜，第四弯月透镜，本申请透镜均采用耐高温的玻璃材料，本申请除了第二双凸透镜前凸面采用非球面设计，其余透镜均采用球面设，用以解决目前的成像镜头较重，白天、夜晚不同光照条件下的远距离探测成像效果较差，高低温环境下难以保持较好的解像力的技术问题。环境下难以保持较好的解像力的技术问题。环境下难以保持较好的解像力的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头


[0001]本专利技术主要涉及镜头
，具体涉及一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头。

技术介绍

[0002]随着现代军用光学探测技术的发展，微光镜头在军事、刑侦、安防等领域有无可比拟的优势，微光镜头在月光下而对400米外景物细部、星光下203米外景物细部获得如同白昼效果的特写熙片。
[0003]对于单兵光电探测系统，不仅要求轻量化，减少佩戴人员的头部负担，还要保证白天、夜晚不同光照条件下的远距离探测及高质量图像输出，同时还需要具有较强的环境适应性，保证镜头在高低温环境下也能保持较好的解像力，然而现有的成像镜头难以满足上述要求。
[0004]需要说明的是，上述内容属于专利技术人的技术认知范畴，由于本领域的
技术实现思路
浩如烟海、过于庞杂，因此本申请的上述内容并不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]本专利技术的提供了一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，用以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，包括光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有第一弯月透镜，第二弯月透镜，第三弯月透镜，双凹透镜，第一双凸透镜，第二双凸透镜，第四弯月透镜，本申请透镜均采用耐高温的玻璃材料，本申请除了第二双凸透镜前凸面采用非球面设计，其余透镜均采用球面设计。
[0009]进一步的，所述双凹透镜和所述第一双凸透镜组合成胶合透镜。
[0010]进一步的，所述第一弯月透镜是光焦度为正的弯月镜片。
[0011]进一步的，所述第二弯月透镜是光焦度为负的弯月透镜，所述第三弯月透镜是光焦度为正的弯月透镜。
[0012]进一步的，所述第二双凸透镜前凸面采用非球面设计，优化像差，提高成像质量的同时减少了镜片的数量，非球面表面的具体形状由如下非球面公式表示；
[0013]x＝(h2/r)/(1+(1
‑
(K+1)h2/r)
1/2
)+Ah4+Bh6+Ch8+Bh
10
+Ah
12
[0014]式中，x代表光轴方向，h表示相对于光轴的距离，r表示基准球面曲率半径，K为曲面形状的二次常数，A、B、C、D、E为非球面公式中高次项系数，第二双凸透镜前凸面面二次常数K＝
‑
100，各高次项系数A＝3.952821e
‑
004，B＝
‑
5.133811e
‑
005，C＝2.333543e
‑
006，D＝
‑
8.091121e
‑
008，E＝9.009058e一010。
[0015]进一步的，所述第一弯月透镜厚度为1.3mm，前表面曲率半径为7mm～8mm，后表面曲率半径为
‑
11mm～
‑
12mm，距离所述第二弯月透镜前表面距离为0.2mm，光学玻璃代号为H
‑
LAF3B；
[0016]所述第二弯月透镜厚度为0.8mm，前表面曲率半径为11mm～12mm，后表面曲率半径为
‑
5mm～
‑
6mm，距离所述第三弯月透镜前表面距离为0.3mm，光学玻璃代号为H
‑
K6；
[0017]所述第三弯月透镜厚度为1.3mm，前表面曲率半径为6mm～7mm，后表面曲率半径为
‑
13mm～
‑
14mm，距离所述双凹透镜前表面距离为0.3mm，光学玻璃代号为H
‑
LAF3B；
[0018]所述双凹透镜厚度为0.9mm，前表面曲率半径为
‑
6mm～
‑
7mm，后表面曲率半径为
‑
7mm～
‑
8mm，光学玻璃代号为H
‑
ZF6；
[0019]所述第一双凸透镜厚度为2.5mm，前表面曲率半径为7mm～8mm，后表面曲率半径为6～7mm，距离所述第二双凸透镜前表面距离为0.2mm，光学玻璃代号为H
‑
LAF3B；
[0020]所述第二双凸透镜厚度为1.1mm，前表面曲率半径为24mm～25mm，后表面曲率半径为52～53mm，距离所述第四弯月透镜前表面距离为0.2mm，光学玻璃代号为H
‑
ZK9B；
[0021]所述四弯月透镜厚度为3.5mm，前表面曲率半径为8mm～9mm，后表面曲率半径为
‑
6～
‑
7mm，距离聚焦成像面距离为3.2mm，光学玻璃代号为H
‑
LAF3B。
[0022]进一步的，所述第三弯月透镜和双凹透镜之间是系统的孔径光阑。
[0023]3.有益效果
[0024]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0025]1.较远的探测距离,本专利技术系统焦距10.33mm，像素尺寸4μm，对于2m
×
2m的目标物体来说，根据约翰逊准则可知，系统的探测距离3.44公里，识别距离861m，完全可以满足单兵夜视作战的需求。
[0026]2.轻量化的设计，本专利技术采用非球面与球面结合的设计方式，调整镜片的参数指标及间隔排布，最大程度的减少了镜片的数量与尺寸大小，镜头的口径小于8.5mm，总长不大于18.5mm，大幅减少了佩戴人员的头部负担。
[0027]3.宽温差低畸变，采用耐高温的玻璃材料，搭配合理间隙优化设计使镜头在
‑
80℃到+80℃的范围内成像质量与常温基本相同；采用高斯变形对称结构设计，同时引入非球面，极大地改善了系统的畸变，使其低于1.9％，传感器无需做畸变校正，大幅降低延迟。
[0028]4.B类夜视兼容的清晰成像能力，系统设计时工作波长范围0.45um到0.9um，镀膜时严格按照国军标B类夜视兼容要求进行加工，具备B类夜视兼容能力，实现白天和黑夜成像的无缝切换；镜头在极限频率125lp/mm处0视场的MTF均大于0.6，0.7视场的MTF均大于0.5,1视场的MTF均大于0.2，具备较好的成像质量，目前搭配1920*1080的低照度传感器，实现1080P的图像输出。
[0029]5.实用性较强，目前常见的小型化镜头，为了减少整体尺寸，普遍采用多个塑料双面非球面设计，环境适应性较差，加工难度较高。本专利技术采用了全玻璃，球面与单面非球面结合的设计方式，具备较宽的温度工作范围，加工难度相对较低。
[0030]需要说明的是，本专利技术未介绍的结构由于不涉及本专利技术的设计要点及改进方向，均与现有技术相同或者可采用现有技术加以实现在此不做赘述，
附图说明
[0031]图1为本专利技术的光路结构示意图；
[0032]图2为本专利技术的畸变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：包括光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有第一弯月透镜(1)，第二弯月透镜(2)，第三弯月透镜(3)，双凹透镜(4)，第一双凸透镜(5)，第二双凸透镜(6)，第四弯月透镜(7)，上述透镜均采用耐高温的玻璃材料。2.根据权利要求1所述的一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：所述双凹透镜(4)和所述第一双凸透镜(5)组合成胶合透镜。3.根据权利要求1所述的一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：所述第一弯月透镜(1)是光焦度为正的弯月镜片。4.根据权利要求3所述的一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：所述第二弯月透镜(2)是光焦度为负的弯月透镜，所述第三弯月透镜(3)是光焦度为正的弯月透镜。5.根据权利要求1所述的一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：所述第二双凸透镜(6)前凸面采用非球面设计，优化像差，提高成像质量的同时减少了镜片的数量，非球面表面的具体形状由如下非球面公式表示；x＝(h2/r)/(1+(1
‑
(K+1)h2/r)
1/2
)+Ah4+Bh6+Ch8+Bh
10
+Ah
12
式中，x代表光轴方向，h表示相对于光轴的距离，r表示基准球面曲率半径，K为曲面形状的二次常数，A、B、C、D、E为非球面公式中高次项系数，第二双凸透镜(6)前凸面面二次常数K＝
‑
100，各高次项系数A＝3.952821e
‑
004，B＝
‑
5.133811e
‑
005，C＝2.333543e
‑
006，D＝
‑
8.091121e
‑
008，E＝9.009058e
‑
010。6.根据权利要求1所述的一种用于单兵光电探测的小尺寸微光镜头，其特征在于：所述第一弯月透镜(1)厚度为1.3mm，前表面曲率半径为7mm～8m...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢焱强，杨新军，张骏，朱标，胡骆平，
申请(专利权)人：中航华东光电有限公司，
类型：发明
国别省市：