一种短波红外镜头的制作方法

1.本实用新型涉及红外光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种短波红外镜头。


背景技术：

2.红外辐射信号成像技术是被动红外成像技术，它包括热成像和短波红外成像两种，热成像是指接收景物发射长波红外成像与接受景物发射中波红外成像；短波红外成像(1~2.5μm的红外波段)是指接收景物反射短波红外成像，可复现室温景物表面对短波红外辐射反射率差所形成的短波红外辐射通量分布图像——红外图像，同样也可以复现室温景物表面反射率差所形成的可见光图像的大部分细节。当目标的温度升高到能够发射足够的短波红外辐射时，短波红外成像又变成既接收目标自身发射，又接收景物反射的短波红外辐射。
3.短波红外相对于其他波长探测而言，既具有类似可见光反射式成像可分辨细节的能力，又具有不可见光探测能力，具有鲜明的不可替代的成像优势（高识别度、全天候适应、微光夜视、隐蔽性高），可广泛应用于夜视、机载告警、侦察与监视、气体测量、遥感、红外制导、光电对抗等领域。
4.现有短波红外镜头的透镜数目较多，通常镜片数量多达8~12片，系统结构复杂，成本高，设计难度大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种短波红外镜头，其结构简单，使用方便，结构紧凑，体积小巧，在保留较佳性能的情况下，将镜片数量降低至6片，有效减少加工成本和加工难度。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.一种短波红外镜头，沿着从物面到像面的方向，依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜；
8.第一透镜为负透镜，其通光孔径为37.58
±
1.50mm，中心厚度为4.1
±
0.2mm；
9.第二透镜为正透镜，通光孔径为34.18
±
1.50mm，中心厚度为7.5
±
0.2mm；
10.第三透镜为负透镜，通光孔径为32.96
±
1.50mm，中心厚度为2.5
±
0.2mm；
11.第四透镜为正透镜，通光孔径为35.12
±
1.50mm，中心厚度为6.4
±
0.2mm；
12.第五透镜为负透镜，通光孔径为26.00
±
1.50mm，中心厚度为4.5
±
0.2mm；
13.第六透镜为正透镜，通光孔径为23.00
±
1.50mm，中心厚度为4
±
0.2mm。
14.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为4.1
±
0.2mm；第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为4.4
±
0.2mm；第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为3.0
±
0.2mm；第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为6.6
±
0.2mm；第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为6.1
±
0.2mm。
15.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一透镜包括面向物面的第一表面，
以及面向像面的第二表面，第一表面的曲率半径为36.790
±
1.500mm，第二表面的曲率半径为31.846
±
1.500mm；
16.第二透镜包括面向物面的第三表面，以及面向像面的第四表面，第三表面的曲率半径为40.737
±
1.500mm，第四表面的曲率半径为
‑
126.312
±
1.500mm；
17.第三透镜包括面向物面的第五表面，以及面向像面的第六表面，第五表面的曲率半径为
‑
60.657
±
1.500mm，第六表面的曲率半径为
‑
206.599
±
1.500mm；
18.第四透镜包括面向物面的第七表面，以及面向像面的第八表面，第七表面的曲率半径为27.383
±
1.500mm，第六表面的曲率半径为55.217
±
1.500mm；
19.第五透镜包括面向物面的第九表面，以及面向像面的第十表面，第九表面的曲率半径为46.437
±
1.500mm，第十表面的曲率半径为14.957
±
1.500mm；
20.第六透镜包括面向物面的第十一表面，以及面向像面的第十二表面，第十一表面的曲率半径为40.246
±
1.500mm，第十二表面的曲率半径为
‑
432.481
±
1.500mm。
21.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，第一透镜和第五透镜的材质均为amtir1红外玻璃；第二透镜的材质为氟化钡；第三透镜的材质为k9玻璃；第四透镜和第六透镜的材质均为硒化锌。
22.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，短波红外镜头的后截距为21.2
±
1.5mm。
23.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，短波红外镜头的光学系统焦距为50
±
1.5mm，f数为1.4
±
0.05。
24.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，短波红外镜头的光谱响应范围为0.9 ~2.5μm。
25.进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，短波红外镜头的全视场角为14.02
±
1.00
°
。
26.本实用新型实施例的有益效果是：
27.本实用新型实施例提供了一种短波红外镜头，沿着从物面到像面的方向，依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜。该短波红外镜头通过特定的透镜组合，通过仅6片透镜实现了短波红外镜头的功能，不仅降低了生产难度，缩减了制造成本，并且其还具有光谱响应范围宽、相对孔径大、结构紧凑、体积小、像质好等优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本实用新型实施例所提供的一种短波红外镜头的示意图；
30.图2为本实用新型实施例所提供的一种短波红外镜头的点列图；
31.图3为本实用新型实施例所提供的一种短波红外镜头的光学调制传递函数图；
32.图4为本实用新型实施例所提供的一种短波红外镜头的相对照度图。
33.图标：1
‑
第一透镜；2
‑
第二透镜；3
‑
第三透镜；4
‑
第四透镜；5
‑
第五透镜；6
‑
第六透镜。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
39.本实施例提供了一种短波红外镜头，沿着从物面到像面的方向，依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、以及第六透镜6。
40.其中，第一透镜1为负透镜，其通光孔径为37.58mm，中心厚度为4.1mm，第一透镜1的材质为amtir1红外玻璃。第一透镜1包括面向物面的第一表面，以及面向像面的第二表面，第一表面的曲率半径为36.790mm，第二表面的曲率半径为31.846mm。需要特别说明的
是，在本实施例中曲率半径的正值时，表示该曲面向物面方向凸起或凹陷；反之，当曲率半径为负值时，表示该曲面向像面方向凸起或凹陷。以第一透镜1为例，其第一表面向物面方向凸起，第二表面向物面方向凹陷。负透镜表示该透镜的中间区域厚度小于边缘区域厚度，也称凹透镜；正透镜表示该透镜的中间区域厚度大于边缘区域厚度，也称凸透镜。
41.第二透镜2为正透镜，通光孔径为34.18mm，中心厚度为7.5mm；第二透镜2的材质为氟化钡。第二透镜2与第一透镜1之间具有厚度为4.1mm的空气间隔。第二透镜2包括面向物面的第三表面，以及面向像面的第四表面，第三表面的曲率半径为40.737mm，第四表面的曲率半径为
‑
126.312mm。第三表面向物面方向凸起，第四表面向像面方向凸起。
42.第三透镜3为负透镜，通光孔径为32.96，中心厚度为2.5；第三透镜3的材质为k9玻璃。第三透镜3与第二透镜2之间具有厚度为为4.4mm的空气间隔。第三透镜3包括面向物面的第五表面，以及面向像面的第六表面，第五表面的曲率半径为
‑
60.657mm，第六表面的曲率半径为
‑
206.599mm。第五表面向像面方向凹陷，第六表面向像面方向凸起。
43.第四透镜4为正透镜，通光孔径为35.12mm，中心厚度为6.4mm；第四透镜4的材质均为硒化锌。第四透镜4与第三透镜3之间具有厚度为3.0mm的空气间隔。第四透镜4包括面向物面的第七表面，以及面向像面的第八表面，第七表面的曲率半径为27.383mm，第六表面的曲率半径为55.217mm。第七表面向物面方向凸起，第八表面向物面方向凹陷。
44.第五透镜5为负透镜，通光孔径为26.00mm，中心厚度为4.5mm；第五透镜5的材质为amtir1红外玻璃。第五透镜5与第四透镜4之间具有厚度为6.6mm的空气间隔。第五透镜5包括面向物面的第九表面，以及面向像面的第十表面，第九表面的曲率半径为46.437mm，第十表面的曲率半径为14.957mm。第九表面向物面方向凸起，第十表面向物面方向凹陷。
45.第六透镜6为正透镜，通光孔径为23.00mm，中心厚度为4mm；第六透镜6的材质为硒化锌。第六透镜6与第五透镜5之间具有厚度为6.1mm的空气间隔。第六透镜6包括面向物面的第十一表面，以及面向像面的第十二表面，第十一表面的曲率半径为40.246mm，第十二表面的曲率半径为
‑
432.481mm。第十一表面向物面方向凸起，第十二表面向像面方向凸起。
46.进一步地，短波红外镜头的后截距为21.2mm，第六透镜6与像面之间的间隔。整个短波红外镜头的光学系统焦距为50mm，f数为1.4。其光谱响应范围为0.9 ~2.5μm，全视场角为14.02
±
1.00
°
。图2 为本发明的光学系统点列图，可以看出系统各个视场的弥散斑rms半径均小于15μm；图3为本发明的光学系统的光学调制传递函数，可以看出理论设计mtf在空间频率为34lp/mm时，各个视场的mtf值均高于0.6，轴上mtf接近衍射极限，表明该系统像差校正较好，成像质量好。图4为本发明的光学系统相对照度图，可以看出系统相对照度≥95%。并且，该短波红外镜头整体安装后的尺寸为φ39.5
×
74.5mm，结构十分紧凑小巧。
47.综上所述，本实用新型实施例提供了一种短波红外镜头，沿着从物面到像面的方向，依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、以及第六透镜6。该短波红外镜头通过特定的透镜组合，通过仅6片透镜实现了短波红外镜头的功能，不仅降低了生产难度，缩减了制造成本，并且其还具有光谱响应范围宽、相对孔径大、结构紧凑、体积小、像质好等优点。
48.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。