一种无热化长波红外鱼眼镜头的制作方法

本发明涉及红外鱼眼镜头，尤其涉及一种无热化长波红外鱼眼镜头。

背景技术：

1、红外鱼眼镜头是一种视场角能达到180度的特殊镜头，在天空监测、森林防火、公安边防、区域监控(如机场变电站)、管道检测等方面具有重要作用；但现有的镜头存在如下几个缺点：1.一般红外鱼眼镜头边缘分辨率低，相对照度低；2.因为红外镜片折射率对温度较敏感，温度系数大，在高低温下，对光学系统影响大，造成图像模糊；3.一般红外镜头外形较大，红外镜片昂贵，造成镜头成本高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种无热化长波红外鱼眼镜头，能够至少解决一个背景技术所提及的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种无热化长波红外鱼眼镜头，由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；

3、该第一透镜有负屈光度，物侧面为凸面，表面类型为球面，像侧面为凹面，表面类型为球面；

4、该第二透镜有负屈光度，物侧面为凸面，表面类型为非球面，像侧面为凹面，表面类型为非球面；

5、该第三透镜有正屈光度，物侧面为凸面，表面类型为非球面，像侧面为凸面，表面类型为二元衍射面；

6、该第四透镜有正屈光度，物侧面为凹面，表面类型为非球面，像侧面为凸面，表面类型为非球面。

7、在上述技术方案中，本实施例视场角度180°，水平视场118°，水平视场h和垂直视场v完美适配1280*1024像元大小12um探测器。在长波波段具有良好的成像效果，相比同类型镜头体积更小，采用光学元件数更少，更经济实用。本方案镜头镜片数量少，结构简单，实现了光学系统小型化的目的。

8、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

9、7mm＜t1＜10mm

10、5mm＜t2＜6mm

11、7mm＜t3＜10mm

12、5mm＜t4＜6mm

13、式中，t1、t2、t3、t4分别代表第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的中心厚度。

14、在上述技术方案中，为了提高镜头的光学性能，降低光学镜头成本，设定上述透镜的中心厚度。

15、在一些实施例中，所述第一透镜物测面的曲率半径为：30mm～35mm；

16、所述第一透镜像测面的曲率半径为：15mm～30mm；

17、所述第二透镜物测面的曲率半径为：50mm～70mm；

18、所述第二透镜像测面的曲率半径为：40mm～60mm；

19、所述第三透镜物测面的曲率半径为：50mm～80mm；

20、所述第三透镜像测面的曲率半径为：-40mm～-60mm；

21、所述第四透镜物测面的曲率半径为：-50mm～-100mm；

22、所述第四透镜像测面的曲率半径为：-30mm～-60mm。

23、在上述技术方案中，为了实现低畸变，合理配置光焦度，实现无热化，设定上述透镜的曲率半径。

24、在一些实施例中，所述镜头满足下式：

25、bfl＞f

26、式中，bfl为所述镜头光学后焦距，f为所述镜头有效焦距。

27、在上述技术方案中，为了使镜头同时具备广角和长后焦距，本实施例采用反远距光学结构，即反远摄光学系统。

28、在一些实施例中，所述第一透镜采用锗系玻璃。

29、在上述技术方案中，本实施例第一透镜采用高折射率红外材料锗弯月形透镜，第一透镜的物侧面和像侧面都采用工艺上简单的球面，第一透镜可镀dlc膜、硬化膜，稳定性高，且高折射率材料，有利于减小口径。弯月形负透镜，可以保证光学系统大视场大角度和大孔径比，利于压缩后续光学元件的孔径，以实现镜头的小型化。

30、在一些实施例中，所述第二透镜采用锗系玻璃。

31、在上述技术方案中，第二透镜采用锗，为第一透镜的分裂透镜，除都用于平衡后续第三、第四透镜外，还具有棱镜偏向作用，使边缘视场光线在后续光学元件上的入射角较小，实现了大于半球视场的成像范围，使其光学系统结构紧凑，体积较小。

32、在一些实施例中，所述第三透镜采用硫系玻璃；

33、所述第四透镜采用锗系玻璃或硫系玻璃。

34、在上述技术方案中，第三透镜和第四透镜，分别采用硫系材料irg206和锗或硫，透镜中心厚度小成本低，可进行模压生产，适合批量化。

35、在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜分别采用锗系玻璃、锗系玻璃、硫系玻璃、锗系玻璃。

36、在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜分别采用锗系玻璃、硫系玻璃、硫系玻璃、硫系玻璃。

37、在上述两个技术方案中，光学系统中透镜采用锗和硫系材料配合，均为普通红外光学材料且光学材料厂大规模生产此光学元件原料，保证技术的成熟度和延续性。且光学材料组合搭配(锗、硫)解决了长波鱼眼镜头材料全采用锗的情况。且各个透镜采用与镜筒、隔圈材料线膨胀系数相匹配的光学材料组合搭配(锗、硫)和光学第三透镜像侧面设定为二元衍射面，使得镜头在-45℃～85℃全温度范围内光学被动补偿的消热差方式，补偿了因镜筒、隔圈材料温度变化造成的热胀冷缩而导致的离焦，达到了光学系统无热化。

技术特征：

1.一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；

2.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

5.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

6.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

7.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

8.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

9.如权利要求1所述的一种无热化长波红外鱼眼镜头，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种无热化长波红外鱼眼镜头。包括由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；该第一透镜有负屈光度，物侧面为凸面，表面类型为球面，像侧面为凹面，表面类型为球面；该第二透镜有负屈光度，物侧面为凸面，表面类型为非球面，像侧面为凹面，表面类型为非球面；该第三透镜有正屈光度，物侧面为凸面，表面类型为非球面，像侧面为凸面，表面类型为二元衍射面；该第四透镜有正屈光度，物侧面为凹面，表面类型为非球面，像侧面为凸面，表面类型为非球面。本发明在长波波段具有良好的成像效果，相比同类型镜头体积更小，采用光学元件数更少，更经济实用。本方案镜头镜片数量少，结构简单，实现了光学系统小型化的目的。

技术研发人员：孙玮,张军光,曹来书
受保护的技术使用者：厦门力鼎光电股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24