一種紅外魚(yú)眼鏡頭的制作方法
【專利摘要】一種紅外魚(yú)眼鏡頭，包括透鏡組，其特征在于：所述透鏡組由同軸的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡組成；所述第一透鏡為凸面朝向物的球面負(fù)透鏡，所述第二透鏡為非球面負(fù)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡形成前組透鏡；所述第三透鏡為凹面朝向物的正透鏡，所述第四透鏡為凹面朝向像的正透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡的凸面背靠背在一起形成衍射透鏡；所述前組透鏡的焦距為-27.916mm，所述衍射透鏡的焦距為18.95mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積很小、后工作距離大，成像質(zhì)量好，在截止頻率11lp/mm處的調(diào)制傳遞函數(shù)值大于0.5。
【專利說(shuō)明】一種紅外魚(yú)眼鏡頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計(jì)涉及紅外魚(yú)眼鏡頭，屬于光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]魚(yú)眼鏡頭作為一種視場(chǎng)角能達(dá)到200b以上的特殊鏡頭是現(xiàn)代科技領(lǐng)域所需要的，然而超廣角的紅外魚(yú)眼鏡頭光學(xué)系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題是軸外像差難以消除，像面邊緣照度太低，而且傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鏡片數(shù)量多造成系統(tǒng)透過(guò)率低、系統(tǒng)分辨率也低。
[0003]利用折衍混合元件研制的光學(xué)系統(tǒng)，由于衍射光學(xué)元件具有負(fù)色散特性、負(fù)溫度特性、可實(shí)現(xiàn)對(duì)光波面的任意相位調(diào)制，與折射元件配合，在改善系統(tǒng)成像質(zhì)量、減小系統(tǒng)體積和重量以及降低成本等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，從而使得設(shè)計(jì)大視場(chǎng)的紅外魚(yú)眼鏡頭光學(xué)系統(tǒng)具有可行性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述要求，本設(shè)計(jì)的目的是解決超廣角鏡頭的軸外像差和邊緣像面照度問(wèn)題，提供一種紅外魚(yú)眼鏡頭，。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)是通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種紅外魚(yú)眼鏡頭，包括透鏡組，其特征在于:所述透鏡組由同軸的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡組成；所述第一透鏡為凸面朝向物的球面負(fù)透鏡，所述第二透鏡為非球面負(fù)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡形成前組透鏡；所述第三透鏡為凹面朝向物的衍射正透鏡，所述第四透鏡為凹面朝向像的正透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡的凸面背靠背在一起形成后組透鏡；所述前組透鏡的焦距為-27.916mm，所述后組透鏡的焦距為18.95mm0
[0007]優(yōu)選的:
[0008]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的焦距為5mm，所述透鏡組的F數(shù)為2。
[0009]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的后工作距離為28.5mm。
[0010]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述前組透鏡的光焦度為-0.16，所述后組透鏡的光焦度為0.386。
[0011]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的光譜范圍為8 —12 μ m。
[0012]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組總長(zhǎng)為157.8_。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本設(shè)計(jì)采用反遠(yuǎn)距結(jié)構(gòu)，能夠很好地解決超廣角鏡頭的軸外像差和邊緣像面照度問(wèn)題。結(jié)果表明:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積很小、后工作距離大，成像質(zhì)量好，在截止頻率11 lp/rnm處的調(diào)制傳遞函數(shù)值大于0.5。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為透鏡組組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)號(hào)的含義如下:1第一透鏡，2第二透鏡，3第三透鏡，4第四透鏡。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，一種紅外魚(yú)眼鏡頭，包括透鏡組，其特征在于:所述透鏡組由同軸的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4組成；所述第一透鏡I為凸面朝向物的球面負(fù)透鏡，所述第二透鏡2為非球面負(fù)透鏡，所述第一透鏡1、第二透鏡2形成前組透鏡；所述第三透鏡3為凹面朝向物的衍射正透鏡，所述第四透鏡4為凹面朝向像的正透鏡，所述第三透鏡3、第四透鏡4的凸面背靠背在一起形成前組透鏡；所述前組透鏡的焦距為-27.916_，所述后組透鏡的焦距為18.95mm。
[0018]優(yōu)選的:
[0019]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的焦距為5mm，所述透鏡組的F數(shù)為2。
[0020]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的后工作距離為28.5mm。
[0021]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述前組透鏡的光焦度為-0.16，所述后組透鏡的光焦度為0.386。
[0022]所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的光譜范圍為8 —12 μ m。
[0023]在紅外魚(yú)眼鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，因其材料的特殊性，要求設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不能過(guò)于復(fù)雜、鏡片數(shù)量不能太多，這也給相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本系統(tǒng)中，在折射元件中引入衍射面構(gòu)成折衍混合光學(xué)系統(tǒng)，利用衍射元件可實(shí)現(xiàn)對(duì)光波面的任意相位調(diào)制的特性，使得設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單化。
[0024]魚(yú)眼鏡頭的設(shè)計(jì)采用反遠(yuǎn)距型光學(xué)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)由四片透鏡組成，包含一
[0025]個(gè)非球面和一個(gè)衍射面。像方主平面位于鏡頭外部，具有長(zhǎng)工作距離。鏡頭前方光學(xué)組件的光焦度為負(fù)，后方鏡組的光焦度為正.軸外光線經(jīng)過(guò)前組負(fù)透鏡的發(fā)散之后，使得其與光軸的夾角明顯變小，有利于后組元件的像差校正，采用反攝遠(yuǎn)結(jié)構(gòu)因其前組負(fù)光焦度產(chǎn)生大的桶形畸變，使得像方視場(chǎng)角減小，可以有效減緩邊緣照度下降，像面照度更加均勻。
[0026]本設(shè)計(jì)跟據(jù)長(zhǎng)波紅外探測(cè)器的技術(shù)參量，設(shè)計(jì)一個(gè)焦距為5 mm，F(xiàn)數(shù)為2的光學(xué)系統(tǒng)。光譜范圍為8"12 μ m,中心波長(zhǎng)10 μ m。所述第一透鏡I的焦距為_(kāi)27.916mm,所述衍射透鏡的焦距為18.95mm。系統(tǒng)焦距為5 mm。所述第一透鏡的光焦度為-0.16，所述衍射透鏡的光焦度為0.386。全視場(chǎng)為240°，后工作距離為28.5 mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、后工作距離大，成像質(zhì)量好，滿足設(shè)計(jì)要求。在民用、邊防、國(guó)防和軍事上都有廣泛的應(yīng)用。
[0027]以上顯示和描述了本設(shè)計(jì)的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本設(shè)計(jì)不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本設(shè)計(jì)的原理，在不脫離本設(shè)計(jì)精神和范圍的前提下，本設(shè)計(jì)還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外魚(yú)眼鏡頭，包括透鏡組，其特征在于:所述透鏡組由同軸的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡組成；所述第一透鏡為凸面朝向物的球面負(fù)透鏡，所述第二透鏡為非球面負(fù)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡形成前組透鏡；所述第三透鏡為凹面朝向物的衍射正透鏡，所述第四透鏡為凹面朝向像的正透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡的凸面背靠背在一起形成后組透鏡；所述前組透鏡的焦距為-27.916mm，所述后組透鏡的焦距為18.95mm。
2.如權(quán)利要求1所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的焦距為5_，所述透鏡組的F數(shù)為2。
3.如權(quán)利要求1所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的后工作距離為28.5mmο
4.如權(quán)利要求1所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述前組透鏡的光焦度為-0.16,所述后組透鏡的光焦度為0.386。
5.如權(quán)利要求1所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組的光譜范圍為8—12 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的一種紅外魚(yú)眼鏡頭，其特征在于:所述透鏡組總長(zhǎng)為157.8_。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK204101800SQ201420435434
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】夏冰 申請(qǐng)人:江蘇卡羅卡國(guó)際動(dòng)漫城有限公司