本申請(qǐng)涉及光學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)及遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭。

背景技術(shù)：

1、遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)是工作波段為遠(yuǎn)紅外波段的光學(xué)系統(tǒng)，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

2、為保證成像質(zhì)量，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)通常設(shè)置有多片鏡片，使得遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的體積較大，并且，各鏡片的焦距容易存在較大的差值，導(dǎo)致遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光焦度分配不均。各鏡片的焦距分配均勻與否會(huì)對(duì)遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的安裝難度及性能的溫漂造成較大的影響，具體地，若遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)中某一片鏡片的焦距過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光焦度集中于某一片鏡片上使得光線在此鏡片中偏折角度較大，即使該鏡片的安裝位置存在較小的誤差，由于該鏡片對(duì)系統(tǒng)的光焦度貢獻(xiàn)較大，使得遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際性能較設(shè)計(jì)值顯著降低，即，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)存在公差敏感的問(wèn)題。因此，光焦度分配不均的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)中光焦度過(guò)大的鏡片對(duì)安裝精度的要求較高，需要較為精準(zhǔn)地安裝于預(yù)期位置，但這將消耗較多的人力和物力，并且不利于大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)及遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭，旨在提供一種體積較小且公差敏感性較低的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)及遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭。

2、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一方面，公開(kāi)了一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)沿光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括：第一折射透鏡、第二折射透鏡和第三折射透鏡；所述第一折射透鏡的光焦度為負(fù)，所述第一折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)，所述第一折射透鏡的像側(cè)面凸向所述物側(cè)；所述第二折射透鏡的光焦度為正，所述第二折射透鏡的物側(cè)面凸向所述像側(cè)，所述第二折射透鏡的像側(cè)面凸向所述像側(cè)；所述第三折射透鏡的光焦度為正，所述第三折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)；

3、其中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)于所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光路中的第一衍射光學(xué)元件和/或設(shè)于所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光路中的第二衍射光學(xué)元件；

4、所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：||f1|-|f2||＜25mm，||f1|-|f3||＜20mm，其中，所述f1為所述第一折射透鏡的焦距，所述f2為所述第二折射透鏡的焦距，所述f3為所述第三折射透鏡的焦距。

5、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括第四折射透鏡；所述第四折射透鏡位于所述第一折射透鏡和所述第二折射透鏡之間，所述第四折射透鏡的光焦度為負(fù)，所述第四折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)，所述第四折射透鏡的像側(cè)面凸向所述物側(cè)。

6、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述fm為衍射光學(xué)元件的焦距，當(dāng)所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)包括所述第一衍射光學(xué)元件和所述第二衍射光學(xué)元件時(shí)，所述fm為所述第一衍射光學(xué)元件和所述第二衍射光學(xué)元件中焦距較小者的焦距，所述f為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。

7、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：0.06mm-1＜n1×(|c1|+|c2|)＜0.4mm-1，其中，所述n1為第一折射透鏡的折射率，所述c1為所述第一折射透鏡的物側(cè)面的曲率，所述c2為所述第一折射透鏡的像側(cè)面的曲率。

8、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述cti為第i折射透鏡的中心厚度，所述eti為第i折射透鏡對(duì)應(yīng)于自身最大有效直徑處的厚度，i為正整數(shù)。

9、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述lb為所述第三折射透鏡的像側(cè)面與所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面在所述光軸上的距離，所述imgh為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)在像面上對(duì)應(yīng)于最大視場(chǎng)角的成像區(qū)域半徑，所述ttl為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)。

10、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述lb為所述第三折射透鏡的像側(cè)面與所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面在所述光軸上的距離，所述θb為任一折射透鏡的表面上任意一點(diǎn)的切線與所述光軸的夾角的最小值，所述ttl為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)。

11、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述di為第i折射透鏡的最大有效直徑，所述cti為第i折射透鏡的中心厚度，i為正整數(shù)。

12、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述fi為第i折射透鏡的焦距，所述為所有折射透鏡的焦距的絕對(duì)值的平均值，i為正整數(shù)。

13、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述dmax為各折射透鏡的最大有效直徑中的最大者，所述dmin為各折射透鏡的最大有效直徑中的最小者。

14、在一些實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括光闌，所述光闌設(shè)置于任意相鄰的兩片鏡片之間；或者，所述光闌設(shè)置于第一折射透鏡的物側(cè)。

15、本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面提供了一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭包括：成像探測(cè)器和如上述任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)；所述成像探測(cè)器設(shè)置于所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面。

16、本申請(qǐng)所提供的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)沿光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括：第一折射透鏡、第二折射透鏡和第三折射透鏡；第一折射透鏡的光焦度為負(fù)，第一折射透鏡的物側(cè)面凸向物側(cè)，第一折射透鏡的像側(cè)面凸向物側(cè)；第二折射透鏡的光焦度為正，第二折射透鏡的物側(cè)面凸向像側(cè)，第二折射透鏡的像側(cè)面凸向像側(cè)；第三折射透鏡的光焦度為正，第三折射透鏡的物側(cè)面凸向物側(cè)；其中，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)于遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光路中的第一衍射光學(xué)元件和/或設(shè)于遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光路中的第二衍射光學(xué)元件。本申請(qǐng)?zhí)峁┑倪h(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的體積較小，并且成像質(zhì)量較佳。遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)合理地分配各鏡片的焦距，以降低遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的公差敏感度，可降低遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的安裝難度，有利于遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的批量生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)沿光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括：第一折射透鏡、第二折射透鏡和第三折射透鏡；所述第一折射透鏡的光焦度為負(fù)，所述第一折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)，所述第一折射透鏡的像側(cè)面凸向所述物側(cè)；所述第二折射透鏡的光焦度為正，所述第二折射透鏡的物側(cè)面凸向所述像側(cè)，所述第二折射透鏡的像側(cè)面凸向所述像側(cè)；所述第三折射透鏡的光焦度為正，所述第三折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括第四折射透鏡；所述第四折射透鏡位于所述第一折射透鏡和所述第二折射透鏡之間，所述第四折射透鏡的光焦度為負(fù)，所述第四折射透鏡的物側(cè)面凸向所述物側(cè)，所述第四折射透鏡的像側(cè)面凸向所述物側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述fm為衍射光學(xué)元件的焦距，當(dāng)所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)包括所述第一衍射光學(xué)元件和所述第二衍射光學(xué)元件時(shí)，所述fm為所述第一衍射光學(xué)元件和所述第二衍射光學(xué)元件中焦距較小者的焦距，所述f為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的有效焦距。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：0.06mm-1＜n1×(|c1|+|c2|)＜0.4mm-1，其中，所述n1為第一折射透鏡的折射率，所述c1為所述第一折射透鏡的物側(cè)面的曲率，所述c2為所述第一折射透鏡的像側(cè)面的曲率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述cti為第i折射透鏡的中心厚度，所述eti為第i折射透鏡對(duì)應(yīng)于自身最大有效直徑處的厚度，i為正整數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述lb為所述第三折射透鏡的像側(cè)面與所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面在所述光軸上的距離，所述imgh為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)在像面上對(duì)應(yīng)于最大視場(chǎng)角的成像區(qū)域半徑，所述ttl為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述lb為所述第三折射透鏡的像側(cè)面與所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面在所述光軸上的距離，所述θb為任一折射透鏡的表面上任意一點(diǎn)的切線與所述光軸的夾角的最小值，所述ttl為所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述di為第i折射透鏡的最大有效直徑，所述cti為第i折射透鏡的中心厚度，i為正整數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述fi為第i折射透鏡的焦距，所述為所有折射透鏡的焦距的絕對(duì)值的平均值，i為正整數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足：其中，所述dmax為各折射透鏡的最大有效直徑中的最大者，所述dmin為各折射透鏡的最大有效直徑中的最小者。

11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括光闌，所述光闌設(shè)置于任意相鄰的兩片鏡片之間；或者，所述光闌設(shè)置于第一折射透鏡的物側(cè)。

12.一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭，其特征在于，所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭包括：成像探測(cè)器和如權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)；所述成像探測(cè)器設(shè)置于所述遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的像面。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)及遠(yuǎn)紅外光學(xué)鏡頭，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)沿光軸由物側(cè)至像側(cè)依次包括：第一折射透鏡、第二折射透鏡和第三折射透鏡；第一折射透鏡的光焦度為負(fù)，其物側(cè)面和像側(cè)面均凸向物側(cè)；第二折射透鏡的光焦度為正，其物側(cè)面和像側(cè)面均凸向像側(cè)；第三折射透鏡的光焦度為正，其物側(cè)面凸向物側(cè)；其中，遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)于光路中的第一衍射光學(xué)元件和/或第二衍射光學(xué)元件；本申請(qǐng)?zhí)峁┑倪h(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的體積較小，通過(guò)合理地分配各鏡片的焦距，以降低遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的公差敏感度，可降低遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng)的安裝難度。

技術(shù)研發(fā)人員：趙梓良,郝成龍,譚鳳澤,朱健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳邁塔蘭斯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19