一种小型化可交换式中波红外镜的制作方法

本技术涉及光学镜头领域，具体涉及一种小型化可交换式中波红外镜。

背景技术：

1、在石油、石化、环保、安监、电力等领域，利用红外成像技术作为气体检测的有效手段，已经得到越来越多的应用。红外成像技术具有高精度、高可靠性、远距离、大范围、良好的抗干扰能力等优点。而中波红外成像相比较于长波红外成像，在气体检测中精度更高，距离更远，响应速度更快，因而其应用前景将会越来越广阔。作为其组成部分的中波红外镜头就应运而生。

2、用于气体检测的中波红外镜头要求小f数和小型化。在现有的技术报道中，中国专利cn113448063b公开了一种大视场大相对孔径中波红外镜头，该镜头为小f数1.05，但采用4片透镜，镜片较多，体积较大。中国专利cn 210090811 u公开了一种紧凑型中波制冷红外电动镜头，该镜头f数2，焦距25总长已达90.4，体积较大，且单一焦距不能适应不同距离及环境的使用需求。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是，现有的技术报道中，中国专利cn113448063b公开了一种大视场大相对孔径中波红外镜头，该镜头为小f数1.05，但采用4片透镜，镜片较多，体积较大。中国专利cn 210090811u公开了一种紧凑型中波制冷红外电动镜头，该镜头f数2，焦距25总长已达90.4，体积较大，且单一焦距不能适应不同距离及环境的使用需求，故提供一种小型化可交换式中波红外镜，使其解决以上问题。

2、本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种小型化可交换式中波红外镜，中波红外镜由物方到成像方依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、中波探测器光阑及像面，所述第一透镜由一片凸面朝向物侧的弯月型锗透镜构成，所述第二透镜由一片凹面朝向物侧的弯月型锗透镜构成，所述第三透镜具有正屈光度，由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜构成，所述第一透镜与所述第二透镜各包括有一非球面，其余均为球面。

3、进一步地，所述第一透镜用于汇聚收光及改善像差。

4、进一步地，所述第二透镜用于汇聚收光及改善像差。

5、进一步地，所述第三透镜用于汇聚收光和补偿系统在不同温度和不同物距下像面位置的偏移。

6、进一步地，不改变所述第三透镜的情况下，更换所述第一透镜与第二透镜，可以实现不同焦距的切换。

7、进一步地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的焦距满足如下关系式：

8、|f1|>100；

9、|f2|>50；

10、15<|f3|<75；

11、其中f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距。

12、进一步地，所述f1数值为-445.9，f2数值为1017.6，f3数值为23.28，或所述f1数值为127.12，f2数值为-57.71，f3数值为23.28

13、进一步地，所述非球面满足下列表达式：

14、

15、其中：z为非球面沿光轴方向的透镜矢高；c＝1/r，r为非球面顶点半径，r为透镜垂直于光轴方向的半口径，k为二次曲面参数，a、b、c、d为非球面系数。

16、进一步地，所述中波红外镜焦距20mm，f数1.2，视场角27°×21.7°，总长60。

17、进一步地，或所述中波红外镜焦距50mm，f数1.2，视场角11°×8.8°，总长110。

18、本实用新型具有以下优点：本实用新型只有三片镜片，包括两个非球面，结构简单，体积较小，同时，不同焦距的镜头可以共用最后一片透镜，从而在交换镜头时可以保持最后一片透镜不变，这样可以有效的降低成本；且本实用新型，除具有高精度、高可靠性、远距离、大范围、良好的抗干扰能力等优点，还能满足小f数小型化的要求，同时，不同焦距的镜头可以共用最后一片透镜，从而在交换镜头时可以保持最后一片透镜不变，这样可以有效的降低成本，可很好的应用于气体检测领域。

技术特征：

1.一种小型化可交换式中波红外镜，中波红外镜由物方到成像方依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、中波探测器光阑及像面，其特征在于，所述第一透镜由一片凸面朝向物侧的弯月型锗透镜构成，所述第二透镜由一片凹面朝向物侧的弯月型锗透镜构成，所述第三透镜具有正屈光度，由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜构成，所述第一透镜与所述第二透镜各包括有一非球面，其余均为球面。

2.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述第一透镜用于汇聚收光及改善像差。

3.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述第二透镜用于汇聚收光及改善像差。

4.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述第三透镜用于汇聚收光和补偿系统在不同温度和不同物距下像面位置的偏移。

5.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，在不改变所述第三透镜的情况下，更换所述第一透镜与第二透镜，可以实现不同焦距的切换。

6.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的焦距满足如下关系式：

7.如权利要求6所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述f1数值为-445.9，f2数值为1017.6，f3数值为23.28，或所述f1数值为127.12，f2数值为-57.71，f3数值为23.28。

8.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述非球面满足下列表达式：

9.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，所述中波红外镜焦距20mm，f数1.2，视场角27°×21.7°，总长60。

10.如权利要求1所述的一种小型化可交换式中波红外镜，其特征在于，或所述中波红外镜焦距50mm，f数1.2，视场角11°×8.8°，总长110。

技术总结
本技术公开了一种小型化可交换式中波红外镜，中波红外镜由物方到成像方依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、中波探测器光阑及像面，第一透镜由一片凸面朝向物侧的弯月型锗透镜构成，本技术具有以下优点：本技术只有三片镜片，包括两个非球面，结构简单，体积较小，同时，不同焦距的镜头可以共用最后一片透镜，从而在交换镜头时可以保持最后一片透镜不变，这样可以有效的降低成本；且本技术，除具有高精度、高可靠性、远距离、大范围、良好的抗干扰能力等优点，还能满足小F数小型化的要求，同时，不同焦距的镜头可以共用最后一片透镜，从而在交换镜头时可以保持最后一片透镜不变，可很好的应用于气体检测领域。

技术研发人员：张浩,骆守俊,邢廉,魏海林
受保护的技术使用者：江苏开元兴光电科技有限公司
技术研发日：20230814
技术公布日：2024/2/6