一种红外光学系统及红外光学镜头的制作方法

本申请涉及透镜领域，尤其涉及一种红外光学系统及红外光学镜头。

背景技术：

1、镜头一般都由光学系统和结构件两部分组成。红外镜头也叫红外热成像镜头，一般是指工作波长在8-14μm的成像镜头。红外镜头可以弥补可见光成像镜头的缺陷，在雾、霾、雨、雪、黑夜等环境中可替代可见光成像，被广泛应用在安防、车载、军事等领域。

2、现有技术中，红外镜头通常由多片透镜组成，由于透镜本身具有一定的厚度，再加上相邻的两个透镜之间通常具有预设距离，导致镜头体积较大。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种红外光学系统及红外光学镜头，旨在解决现有技术中红外光学系统的体积较大的问题。

2、根据本申请实施例的一方面，公开了一种红外光学系统，所述红外光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：超透镜和非球面透镜；所述非球面透镜靠近所述物侧的面凸向所述像侧，所述非球面透镜远离所述物侧的面凸向所述像侧；

3、其中，所述超透镜满足条件式：0.8＜neff＜3.6，其中所述neff为所述超透镜的等效折射率；所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述l1为所述超透镜靠近所述物侧的面与所述非球面透镜远离所述物侧的面的距离，所述l为所述红外光学系统的光学总长。

4、在一些实施例中，所述红外光学系统满足如下以屈光度d为单位的条件式：2.1d≤δφm≤10.4d，其中，所述δφm为所述超透镜在工作波段中光焦度的最大值与最小值的差值。

5、在一些实施例中，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述fm为所述超透镜的焦距，所述f为所述红外光学系统的有效焦距。

6、在一些实施例中，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述tm为所述超透镜的厚度，所述ta为所述非球面透镜沿所述光轴的厚度，所述φm为所述超透镜所提供的光焦度，所述φa为所述非球面透镜所提供的光焦度。

7、在一些实施例中，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述为所述超透镜所提供的最大的相位值，所述rm为所述超透镜的有效区域半径。

8、在一些实施例中，所述超透镜满足如下条件式：其中，所述neff为所述超透镜的等效折射率，所述nt为所述非球面透镜的折射率。

9、在一些实施例中，所述超透镜满足如下条件式：其中，所述为所述超透镜的最大空间相位梯度，所述为所述超透镜的最大空间相位梯度。

10、在一些实施例中，所述超透镜满足如下条件式：其中，所述δgdm为所述超透镜的所有微纳结构所提供的最大群时延差，所述δgdt为所述非球面透镜所提供的最大群时延差。

11、本申请实施例的第二方面提供了一种红外光学镜头，包括镜筒和上述红外光学系统；所述红外光学系统设置于所述镜筒。

12、在一些实施例中，所述镜筒设有第一安装通孔，所述镜筒包括主体部和承靠部；所述承靠部沿所述光轴方向连接于所述主体部的一侧，所述承靠部远离所述主体部的一侧设有安装孔；

13、所述第一安装通孔包括第一孔段和第二孔段；所述第一孔段设置于所述主体部；所述第二孔段设置于所述承靠部，所述第二孔段的直径小于所述第一孔段的直径；所述非球面透镜收容于所述第一孔段，所述非球面透镜与所述主体部连接，且所述非球面透镜与所述承靠部抵接；所述超透镜收容于所述安装孔，且所述超透镜与所述承靠部连接。

14、在一些实施例中，所述光学镜头还包括第一压圈和第二压圈，所述第一压圈压合于所述非球面透镜，所述第一压圈与所述主体部连接；所述第二压圈压合于所述超透镜，所述第二压圈与所述承靠部连接。

15、在一些实施例中，所述镜筒包括主体部和承靠部，所述主体部设有第二安装通孔，所述承靠部收容于所述第二安装通孔，所述承靠部与所述主体部连接；

16、所述非球面透镜收容于所述第二安装通孔，所述非球面透镜与所述主体部连接，且所述非球面透镜与所述承靠部抵接；所述超透镜沿所述第二安装通孔的轴向位于所述非球面透镜的一侧，所述超透镜与所述主体部连接。

17、在一些实施例中，所述光学镜头还包括缓冲件和第三压圈，所述缓冲件设置于所述超透镜和所述非球面透镜之间；所述第三压圈压合于所述超透镜，所述第三压圈与所述主体部连接。

18、本申请所提供的红外光学系统，由物侧至像侧依次包括超透镜和非球面透镜，非球面透镜靠近物侧的面凸向像侧，非球面透镜远离物侧的面凸向像侧，超透镜满足条件式：0.8＜neff＜3.6，其中，所述neff为所述超透镜的等效折射率。本申请提出的红外光学系统采用超透镜加非球面透镜的组合，在满足成像需求的前提下可显著缩小红外光学系统的体积，同时还可以降低红外光学系统的生产成本。红外光学系统满足如下条件式：其中，l1为超透镜靠近物侧的面与非球面透镜远离物侧的面的长度，l为红外光学系统的光学总长，的值较小时可使红外光学系统所对应的红外光学镜头的机械长度相对较短，可使红外光学系统所对应的红外光学镜头的体积相对较小。

技术特征：

1.一种红外光学系统，其特征在于，所述红外光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：超透镜和非球面透镜；所述非球面透镜靠近所述物侧的面凸向所述像侧，所述非球面透镜远离所述物侧的面凸向所述像侧；

2.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述红外光学系统满足如下条件式：2.1d≤δφm≤10.4d，其中，所述δφm为所述超透镜在工作波段中光焦度的最大值与最小值的差值。

3.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述fm为所述超透镜的焦距，所述f为所述红外光学系统的有效焦距。

4.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述tm为所述超透镜的厚度，所述ta为所述非球面透镜沿所述光轴的厚度，所述φm为所述超透镜所提供的光焦度，所述φa为所述非球面透镜所提供的光焦度。

5.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述红外光学系统满足如下条件式：其中，所述为所述超透镜所提供的最大的相位值，所述rm为所述超透镜的有效区域半径。

6.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足如下条件式：其中，所述neff为所述超透镜的等效折射率，所述nt为所述非球面透镜的折射率。

7.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足如下条件式：5.0rad/mm＜▽φmax-▽φmin＜31.2rad/mm，其中，所述▽φmax为所述超透镜的最大空间相位梯度，所述▽φmin为所述超透镜的最大空间相位梯度。

8.根据权利要求1所述的红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足如下条件式：其中，所述δgdm为所述超透镜的所有微纳结构所提供的最大群时延差，所述δgdt为所述非球面透镜所提供的最大群时延差。

9.一种红外光学镜头，其特征在于，包括：镜筒和如权利要求1-8任一项所述的红外光学系统；所述红外光学系统设置于所述镜筒。

10.根据权利要求9所述的红外光学镜头，其特征在于，所述镜筒设有第一安装通孔，所述镜筒包括主体部和承靠部；所述承靠部沿所述光轴方向连接于所述主体部的一侧，所述承靠部远离所述主体部的一侧设有安装孔；

11.根据权利要求10所述的红外光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括第一压圈和第二压圈，所述第一压圈压合于所述非球面透镜，所述第一压圈与所述主体部连接；所述第二压圈压合于所述超透镜，所述第二压圈与所述承靠部连接。

12.根据权利要求9所述的红外光学镜头，其特征在于，所述镜筒包括主体部和承靠部，所述主体部设有第二安装通孔，所述承靠部收容于所述第二安装通孔，所述承靠部与所述主体部连接；

13.根据权利要求12所述的红外光学镜头，其特征在于，所述光学镜头还包括缓冲件和第三压圈，所述缓冲件设置于所述超透镜和所述非球面透镜之间；所述第三压圈压合于所述超透镜，所述第三压圈与所述主体部连接。

技术总结
本申请公开了一种红外光学系统及红外光学镜头，红外光学系统由物侧至像侧依次包括超透镜和非球面透镜，非球面透镜靠近物侧的面凸向像侧，非球面透镜远离物侧的面凸向像侧。超透镜满足条件式：0.8＜n<subgt;eff</subgt;＜3.6，其中，所述n<subgt;eff</subgt;为所述超透镜的等效折射率；红外光学系统满足条件式：其中，L<subgt;1</subgt;为超透镜靠近物侧的面与非球面透镜远离物侧的面的距离，L为红外光学系统的光学总长，的值较小时可使红外光学系统所对应的红外光学镜头的机械长度相对较短，可使红外光学系统所对应的红外光学镜头的体积相对较小。

技术研发人员：赵梓良,郝成龙,谭凤泽,朱健
受保护的技术使用者：深圳迈塔兰斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24