一种大光圈无人机机载热像镜头制造技术

本实用新型专利技术涉及红外光学技术领域，尤其是一种大光圈无人机机载热像镜头，包括从物方到像方依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜和第三透镜；沿光轴从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第一透镜的第一物侧面为球面，第一像侧面为二元超表面非球面，第二透镜的第二物侧面、第二像侧面及第三透镜的第三物侧面、第三像侧面均为球面。本实用新型专利技术所得到的一种大光圈无人机机载热像镜头，采用三个透镜配合设计，实现大光圈，同时具有良好的分辨率和透过率，成像效果好，其结构简单，生产成本低。生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种大光圈无人机机载热像镜头


[0001]本技术涉及红外光学
，尤其是一种大光圈无人机机载热像镜头。

技术介绍

[0002]随着无人机智能化进程不断加快,无人机夜间侦查对镜头的需求不断增加,进而对镜头的质量要求也在不断提高。现有的热像镜头一般采用三片以上的透镜,使得镜头结构比较复杂,并且在比较大的物距范围内不能成像清晰。同时随着军用无人机行业的快速发展，对机载热像镜头的需求量越来越大。但是，目前市面上的类似产品普遍存在解像品质低，成本高的缺点，而且市场上镜头类产品大多使用玻璃镜片，虽然玻璃镜片具有折射率高、硬度高、相对耐磨、化学性质稳定，耐腐蚀的优点，但是其缺点也很明显，即夜晚无法使用，现有夜间使用的热像镜头结构复杂，成本较高。

技术实现思路

[0003]本技术为了解决上述技术不足而提供一种大光圈无人机机载热像镜头，其结构简单，成型品质高，且成本较低。
[0004]本技术公开了一种大光圈无人机机载热像镜头，包括从物方到像方依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜和第三透镜；沿光轴从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第一透镜的第一物侧面为球面，第一像侧面为二元超表面非球面，第二透镜的第二物侧面、第二像侧面及第三透镜的第三物侧面、第三像侧面均为球面；所述第一透镜的第一物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第一像侧面的拟合曲率半径为91.48mm，第二透镜的第二物侧面的拟合曲率半径为45.761mm、第二像侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三透镜的第三物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三像侧面的拟合曲率半径为45.761mm；第一透镜的第一物侧面与第一像侧面之间间隔7mm，第一透镜的第一像侧面与第二透镜的第二物侧面之间间隔16.43mm，第二透镜的第二物侧面与第二像侧面之间间隔3.6mm，第二透镜的第二像侧面与第三透镜的第三物侧面之间间隔15.24mm，第三透镜的第三物侧面与第三像侧面之间间隔3.8mm；所述第一透镜的材料为IG6，所述第二透镜、第三透镜的材料均为GE。
[0005]作为优化，所述第一透镜的第一像侧面的非球面系数为，二阶项：0.000000659，四阶项：0.0000000000386，六阶项：0.0000000000000359。
[0006]作为优化，在第一透镜、第二透镜、第三透镜上均镀有增透膜。
[0007]本技术所得到的一种大光圈无人机机载热像镜头，采用三个透镜配合设计，实现大光圈，同时具有良好的分辨率和透过率，成像效果好，其结构简单，生产成本低。
附图说明
[0008]图1为本技术的光路示意图；
[0009]图2为本技术的镜头在20℃工作环境中的MTF图；
[0010]图3为本技术的镜头在20℃工作环境中的Spot图；
[0011]图4为本技术的镜头的畸变图。
具体实施方式
[0012]为更进一步阐述本技术为实现预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0013]实施例1：
[0014]如图1图、图2、图3、图4所示，本技术公开了一种大光圈无人机机载热像镜头，包括从物方到像方依次设置的光阑、第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3；沿光轴从物方到像方，第一透镜1的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜2的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜3的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第一透镜1的第一物侧面为球面，第一像侧面为二元超表面非球面，第二透镜2的第二物侧面、第二像侧面及第三透镜3的第三物侧面、第三像侧面均为球面；所述第一透镜1的第一物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第一像侧面的拟合曲率半径为91.48mm，第二透镜2的第二物侧面的拟合曲率半径为45.761mm、第二像侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三透镜3的第三物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三像侧面的拟合曲率半径为45.761mm；第一透镜1的第一物侧面与第一像侧面之间间隔D1为7mm，第一透镜1的第一像侧面与第二透镜2的第二物侧面之间间隔D2为16.43mm，第二透镜2的第二物侧面与第二像侧面之间间隔D3为3.6mm，第二透镜2的第二像侧面与第三透镜3的第三物侧面之间间隔D4为15.24mm，第三透镜3的第三物侧面与第三像侧面之间间隔D5为3.8mm；所述第一透镜1的材料为IG6，所述第二透镜2、第三透镜3的材料均为GE。
[0015]上述方案中，仅采用第一透镜1的第一像侧面为二元超表面非球面，是指：采用二元超表面技术和红外晶体非球面技术加工。第一透镜1的第一物侧面、第二透镜2的第二物侧面、第二像侧面及第三透镜3的第三物侧面、第三像侧面均为球面，采用红外晶体球面技术加工。关于红外晶体非球面技术、二元超表面技术及红外晶体球面技术均为现有成熟加工技术。在第三透镜3的第三像侧面后设置锗保护窗口。所述锗保护窗口4为现有产品，具体结构不在此进行赘述。其中光阑为现有产品，具体结构不在此进行赘述。
[0016]所述第一透镜1的第一像侧面的非球面系数为，二阶项：0.000000659，四阶项：0.0000000000386，六阶项：0.0000000000000359。
[0017]在第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3上均镀有增透膜。
[0018]上述技术方案，采用第一透镜1的第一像侧面为二元超表面非球面，其余均采用球面，三个透镜的参数设计，组合形成的镜头，可以实现大光圈，且可以夜间成像，分辨率高，增透膜可以提升透光率和成像品质，整个镜头结构简单紧凑，性能优越，加工成本低。三个透镜均采用晶体材料，具有光学性质稳定，抗冲击力强、透光率高、重量轻等特点。
[0019]本实施例所得的镜头可达如下参数指标：
[0020]焦距：50mm，焦距误差：50mm
±
5％；
[0021]F/#：1.0，F数误差：1.0
±
0.1；
[0022]工作波段：8
‑
12μm；
[0023]透过率：大于91％(AR)；
[0024]调制传递函数：40lp/mm＞0.3；
[0025]分辨率：640
×
512 17μm；
[0026]视场角：D16
°×
H12.5
°×
V9.9
°
；
[0027]畸变：≤0.5％；
[0028]机械后焦：8
±
0.1mm；
[0029]光学后焦：14.37mm；
[0030]光学总长：60.44
±
0.2mm；
[0031]工作温度：
‑
40℃～80℃；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大光圈无人机机载热像镜头，其特征是：包括从物方到像方依次设置的光阑、第一透镜、第二透镜和第三透镜；沿光轴从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第一透镜的第一物侧面为球面，第一像侧面为二元超表面非球面，第二透镜的第二物侧面、第二像侧面及第三透镜的第三物侧面、第三像侧面均为球面；所述第一透镜的第一物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第一像侧面的拟合曲率半径为91.48mm，第二透镜的第二物侧面的拟合曲率半径为45.761mm、第二像侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三透镜的第三物侧面的拟合曲率半径为45.761mm，第三像侧面的拟合曲率半径为45.761mm；第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤增晴，
申请(专利权)人：恒烨智能光学桐乡乌镇有限公司，
类型：新型
国别省市：