光学收发光镜头及雷达的制作方法

本发明涉及光学镜头，尤其涉及一种光学收发光镜头及雷达。

背景技术：

1、雷达是以向目标发射探测信号，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。由于雷达具有精度高、抗干扰能力强、结构较简单、成本低、使用方便，已被应用于军用和民用领域。

2、光学收发镜头是雷达的重要组成部分，对于系统整机的参数指标至关重要。高性能小像差的雷达发射镜头能有效地减小发散角，使光束准直输出提高雷达测距精度，而小像差的雷达接收镜头可以在较小感光面的情况下接收尽可能大的光，从而提高雷达整机测距能力。发射镜头的相对孔径越大，其输出的功率也越大，类似地，接收镜头的相对孔径越大，其接收到的功率也越高，系统收发效率就越高。

3、非球面技术有利于实现大相对孔径、小像差的光学收发镜头，同时可以减小光学透镜数目，使镜头整体体积更小、结构更紧凑。但是由于非球面透镜加工成本较高，加工难度较大、检测较困难，限制其在激光收发镜头上的应用。因此，亟需一种大相对孔径的光学收发光镜头。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种光学收发光镜头及雷达，以解决目前大相对孔径的镜头加工困难，难以量产的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种光学收发光镜头，沿光轴方向从物侧到像侧依次包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜；

3、第一透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，且第一透镜的凸面和凹面均为球面；

4、第二透镜为凸面朝向像侧的负弯月形透镜，且第二透镜的凸面和凹面均为球面；

5、第三透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，且第三透镜的凸面和凹面均为球面。

6、在一种可能的实现方式中，第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度、对于主波长的折射率、近轴边缘光线在每个镜头上的入射高度，以及光学收发光镜头的光焦度满足如下要求：

7、

8、其中，p1、p2、p3分别为第一透镜、第二透镜和第三透镜的光焦度，n1、n2、n3分别为第一透镜、第二透镜和第三透镜对于主波长的折射率，h1、h2、h3分别为第一透镜、第二透镜和第三透镜近轴边缘光线在每个镜头上的入射高度，p为光学收发光镜头的光焦度。

9、在一种可能的实现方式中，第二透镜的凸面到第三透镜的凸面的距离大于第一透镜凹面到第二透镜凹面的距离，第一透镜凹面到第二透镜凹面的距离大于第三透镜的凹面到像面的距离。

10、在一种可能的实现方式中，第一透镜的凹面到第二透镜的凹面的距离与第二透镜的凸面到第三透镜的凸面的距离的比值大于等于0.1，且小于等于0.5；

11、第三透镜的凹面到像面的距离与第二透镜的凸面到第三透镜的凸面的距离的比值大于等于0.05，且小于等于0.5。

12、在一种可能的实现方式中，第一透镜靠近物侧处还设有一视场光阑。

13、在一种可能的实现方式中，光学收发光镜头的有效焦距与视场光阑的通光孔径的比值f小于0.7。

14、在一种可能的实现方式中，第一透镜的凸面的孔径大于第二透镜的凸面的孔径，第二透镜的凸面的孔径大于第三透镜的凸面的孔径；

15、第一透镜的凹面的孔径大于第二透镜的凹面的孔径，第二透镜的凹面的孔径大于第三透镜的凹面的孔径。

16、在一种可能的实现方式中，第一透镜、第二透镜和第三透镜为采用一种材料或多种不同的材料制备而成。

17、在一种可能的实现方式中，第一透镜、第二透镜和第三透镜为由具有高折射率的成都光明玻璃库或肖特玻璃库中玻璃制备而成。

18、在一种可能的实现方式中，第三透镜靠近像侧处还设有一保护玻璃。

19、第二方面，本发明实施例提供了一种雷达，包含第一方面任一项的光学收发光镜头。

20、本发明实施例提供一种光学收发光镜头及雷达，光学收发光镜头沿光轴方向从物侧到像侧依次包括3个透镜，第一透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，第二透镜为凸面朝向像侧的负弯月形透镜，第三透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，且3个透镜的凸面和凹面均为球面。

21、本发明采用正负弯月形的透镜进行组合，可以通过调节3个透镜的相关参数实现减小光学收发光镜头的球差和像差，从而达到收发光镜头的大相对孔径。且3个透镜均采用球面透镜，球面透镜的加工成本低、工艺易实现，易于实现光学收发光镜头的量产。

技术特征：

1.一种光学收发光镜头，其特征在于，沿光轴方向从物侧到像侧依次包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜；

2.如权利要求1所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的光焦度、对于主波长的折射率、近轴边缘光线在每个镜头上的入射高度，以及所述光学收发光镜头的光焦度满足如下要求：

3.如权利要求1所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第二透镜的凸面到所述第三透镜的凸面的距离大于所述第一透镜凹面到所述第二透镜凹面的距离，所述第一透镜凹面到所述第二透镜凹面的距离大于所述第三透镜的凹面到像面的距离。

4.如权利要求3所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜的凹面到所述第二透镜的凹面的距离与所述第二透镜的凸面到所述第三透镜的凸面的距离的比值大于等于0.1，且小于等于0.5；

5.如权利要求1所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近物侧处还设有一视场光阑。

6.如权利要求5所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述光学收发光镜头的有效焦距与所述视场光阑的通光孔径的比值f小于0.7。

7.如权利要求5所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜的凸面的孔径大于所述第二透镜的凸面的孔径，所述第二透镜的凸面的孔径大于所述第三透镜的凸面的孔径；

8.如权利要求1所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜为采用一种材料或多种不同的材料制备而成。

9.如权利要求8所述的光学收发光镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜为由具有高折射率的成都光明玻璃库或肖特玻璃库中玻璃制备而成。

10.一种雷达，其特征在于，包含权利要求1-9任一项所述的光学收发光镜头。

技术总结
本发明提供一种光学收发光镜头及雷达，光学收发光镜头沿光轴方向从物侧到像侧依次包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜；第一透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，且第一透镜的凸面和凹面均为球面；第二透镜为凸面朝向像侧的负弯月形透镜，且第二透镜的凸面和凹面均为球面；第三透镜为凸面朝向物侧的正弯月形透镜，且第三透镜的凸面和凹面均为球面。本发明的镜头均采用球面透镜，球面透镜的加工成本低、工艺易实现，从而可以实现光学收发光镜头的量产，且具有大相对孔径。

技术研发人员：林建东,张恒,孙亨利,任玉松,任雨杭,李明,李进强,秦屹
受保护的技术使用者：森思泰克河北科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14