本技術(shù)屬于紅外光學(xué)，特別涉及一種焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭。

背景技術(shù)：

1、紅外探測(cè)具有一定的穿透煙、霧、霾、雪等能力以及識(shí)別偽裝的能力，不受強(qiáng)光、閃光干擾，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、全天候觀察，尤其適用于夜間及不良?xì)庀髼l件下的目標(biāo)探測(cè)。

2、然而在復(fù)雜環(huán)境下，紅外鏡頭焦距會(huì)受多種因素影響，進(jìn)而導(dǎo)致成像不清晰，影響探測(cè)器的正常工作。例如，溫度不僅會(huì)對(duì)光學(xué)材料的折射率造成影響也會(huì)對(duì)鏡筒材料造成熱脹冷縮，致使光焦度變化和最佳像面發(fā)生偏移，降低光學(xué)成像質(zhì)量，圖像模糊不清，對(duì)比度下降，最終影響鏡頭的成像性能。

3、為了消除或降低溫度變化對(duì)光學(xué)系統(tǒng)成像的影響，使光學(xué)系統(tǒng)在一個(gè)較大的溫差范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，確保成像質(zhì)量的良好，可采用相應(yīng)的補(bǔ)償技術(shù)?，F(xiàn)有補(bǔ)償方式包括光學(xué)被動(dòng)補(bǔ)償以及機(jī)械主動(dòng)補(bǔ)償，其鏡片通常在三片以上。

4、因此有必要設(shè)計(jì)一種鏡片數(shù)量少，成像質(zhì)量佳，能匹配更小芯片像元的調(diào)焦鏡頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭。具體技術(shù)方案如下：

2、一種焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，所述鏡頭設(shè)有兩塊具有光焦度的透鏡，分別為從物面到像面沿光軸方向同光軸依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡；所述第一透鏡為凸面朝向物方的彎月正透鏡，所述第二透鏡為凸面朝向像方的彎月正透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為68.066mm。

3、進(jìn)一步地，第一透鏡的中心厚度為7.0mm，物側(cè)面曲率半徑為135.690mm，像側(cè)面曲率半徑為194.522mm；第二透鏡的中心厚度為5mm，物側(cè)面曲率半徑為-164.772mm，像側(cè)面曲率半徑為-110.682mm。

4、進(jìn)一步地，所述兩塊透鏡的材質(zhì)均為鍺單晶。

5、進(jìn)一步地，所述第一透鏡的像側(cè)面為非球面，并滿足非球面公式：

6、

7、其中，z為非球面沿光軸方向在高度r的位置時(shí)，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高；c=1/r；r為鏡面的近軸曲率擬合半徑；k為圓錐系數(shù)；a、b、c、d、e為高次非球面系數(shù)。

8、進(jìn)一步地，所述第二透鏡的像側(cè)面為二元面，滿足非球面公式，并滿足二元面在zemax中的表達(dá)方程：?m(b1ρ2+b2ρ4)；其中，m為衍射級(jí)次，衍射級(jí)次為1，b1、b2為二元面位相系數(shù)，b1＝-20.653，b2＝5.191，歸化半徑ρ為30。

9、進(jìn)一步地，所述第一透鏡與第二透鏡之間設(shè)有光闌。

10、進(jìn)一步地，所述鏡頭工作波段為8μm~12μm，f數(shù)為0.9，適用于像元數(shù)為640×512、像元大小為12μm的探測(cè)器。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案之一或多個(gè)技術(shù)方案能達(dá)到至少以下有益效果之一：

12、本發(fā)明對(duì)長(zhǎng)波紅外光譜范圍進(jìn)行像差校正和平衡，使得鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦；通過(guò)光焦度的合理匹配，以及非球面、衍射面的設(shè)計(jì)，鏡頭僅采用二片鏡片即可實(shí)現(xiàn)良好的成像效果，并且具有高通過(guò)率、低畸變，可匹配更小芯片像元，如640×512，12μm的芯片。

技術(shù)特征：

1.一種焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述鏡頭設(shè)有兩塊具有光焦度的透鏡，分別為從物面到像面沿光軸方向同光軸依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡；所述第一透鏡為凸面朝向物方的彎月正透鏡，所述第二透鏡為凸面朝向像方的彎月正透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為68.066mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，第一透鏡的中心厚度為7.0mm，物側(cè)面曲率半徑為135.690mm，像側(cè)面曲率半徑為194.522mm；第二透鏡的中心厚度為5mm，物側(cè)面曲率半徑為-164.772mm，像側(cè)面曲率半徑為-110.682mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述兩塊透鏡的材質(zhì)均為鍺單晶。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡的像側(cè)面為非球面，并滿足非球面公式：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述第二透鏡的像側(cè)面為二元面，滿足非球面公式，并滿足二元面在zemax中的表達(dá)方程：m(b1ρ2+b2ρ4)；其中，m為衍射級(jí)次，衍射級(jí)次為1，b1、b2為二元面位相系數(shù)，b1＝-20.653，b2＝5.191，歸化半徑ρ為30。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡與第二透鏡之間設(shè)有光闌。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭，其特征在于，所述鏡頭工作波段為8μm~12μm，f數(shù)為0.9，適用于像元數(shù)為640×512、像元大小為12μm的探測(cè)器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于紅外光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種焦距為87mm的調(diào)焦鏡頭。所述鏡頭設(shè)有兩塊具有光焦度的透鏡，分別為從物面到像面沿光軸方向同光軸依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡；所述第一透鏡為凸面朝向物方的彎月正透鏡，所述第二透鏡為凸面朝向像方的彎月正透鏡；所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為68.066mm。本發(fā)明對(duì)長(zhǎng)波紅外光譜范圍進(jìn)行像差校正和平衡，使得鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦；通過(guò)光焦度的合理匹配，以及非球面、衍射面的設(shè)計(jì)，鏡頭僅采用二片鏡片即可實(shí)現(xiàn)良好的成像效果，并且具有高通過(guò)率、低畸變，適用于像元數(shù)為640×512、像元大小為12μm的探測(cè)器。

技術(shù)研發(fā)人員：霍亞敏,劉自強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽光智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30