大光圈长波长红外线热成像镜头制造技术

一种大光圈长波长红外线热成像镜头，包括沿光轴依序排列的第一透镜、第二透镜、光圈、第三透镜、第四透镜及第五透镜，各透镜以红外线玻璃材料制成，第一透镜具有正光学屈光率，以及非球面绕射结构且呈凸状的第一物侧表面；光圈设于第二透镜边缘，第二透镜具有负光学屈光率，以及非球面绕射结构且呈凹状的第二像侧表面；第三透镜具有正光学屈光率；第四透镜具有正光学屈光率，以及非球面结构且呈凸状的第四物侧表面；第五透镜具有负光学屈光率，以及非球面绕射结构且呈凹状的第五像侧表面；本实用新型专利技术通过红外线玻璃材料制成的多个透镜的光学屈光率的安排，突破一般可见光成像的限制，能于极低亮度、雨天及烟雾弥漫等恶劣环境下使用。

Large aperture long wavelength infrared thermal imaging lens

【技术实现步骤摘要】
大光圈长波长红外线热成像镜头
本技术涉及一种镜头，尤指一种能于极低亮度、雨天及烟雾弥漫等恶劣环境下使用的大光圈长波长红外线热成像镜头。
技术介绍
由于科技的进步，工商发达，人类活动的时间已不再局限在白天，而人眼视网膜受限于先天性的限制，只能感测到可见光波长，因此大部分的光学镜头被设计用于白天的环境，对于夜间观测需使用外部灯光的照明。在极低亮度或不能有光的环境下一般的可见光光学镜头则无用武之地，因此需借助红外线热成像镜头取像。然而一般可见光光学镜头的设计常使用高低折射率及色散率不等的玻璃材料来搭配设计，材料选择具多样性；而红外线热成像镜头的材料选择稀少，受到非常大的局限性，其消色差设计使用材料搭配变得非常不容易，尤其是在大光圈的条件下更是如此，因此需使用绕射组件的结构来完成。镜头的光圈越大，焦距越大，相对像差也越大，镜片尺寸也越大，单纯使用球面将使镜头的结构变的庞大复杂，成本升高，因此适度引进非球面将有助于减少镜片数目，降低制造成本，减轻镜头重量。综上所述，如何减轻重量，缩小尺寸，降低成本，将是大光圈长波长红外线热成像镜头设计所追求的目标。
技术实现思路
为了改良极低亮度或不能有光的环境下可见光光学镜头无法成像的缺点，本技术提供一种光学成像镜头，其多个透镜的光学屈光率的安排，使用非球面及绕射面，克服材料选择稀少困难，能缩短镜头间距及平衡各种像差，达到大光圈长波长红外线热成像镜头的成像质量需求，使消费者能在极低亮度、雨天、烟雾弥漫等恶劣环境下使用。本技术解决技术问题所提出的大光圈长波长红外线热成像镜头，其包括：以红外线玻璃材料制成的一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜，以及一光圈；该第二透镜靠近光圈，该第一透镜、该第二透镜、该光圈、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜沿着一光轴而依序地由物侧朝向像侧排列；该第一透镜具有正光学屈光率，凸状的一第一物侧表面及凹状的一第一像侧表面，该第一物侧表面具有非球面绕射结构；该光圈设于第二透镜边缘，该第二透镜具有负光学屈光率，凸状的一第二物侧表面及凹状的一第二像侧表面，该第二像侧表面具有非球面绕射结构；该第三透镜具有正光学屈光率，凸状的一第三物侧表面及凹状的一第三像侧表面；该第四透镜具有正光学屈光率，凸状的一第四物侧表面及凹状的一第四像侧表面，该第四物侧表面具有非球面结构；以及该第五透镜具有负光学屈光率，凸状的一第五物侧表面及凹状的一第五像侧表面，该第五像侧表面具有非球面绕射结构。较佳的，所述的第一透镜具有一第一折射率及一第一像侧表面半径值，该第一折射率除以所述的第一像侧表面半径值所得到的比值小于等于0.05。较佳的，所述的第一透镜具有一第一折射率，该第一折射率小于等于5大于等于2，所述的第二透镜至所述的第五透镜，分别具有一折射率，各透镜的折射率小于等于5，且各透镜的折射率大于等于2。较佳的，所述的第一透镜具有一第一色散系数，该第一色散系数小于等于520且大于等于12，所述的第二透镜至所述的第五透镜，分别具有一色散系数，各透镜的色散系数大于等于12，且各透镜的色散系数小于等于520。较佳的，其具有一整体的有效焦距F，所述的第一透镜具有一第一透镜焦距f1，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.66<|F/f1|<1.2。较佳的，所述的第一透镜与所述的第二透镜具有一综合焦距f12，所述的第三透镜、所述的第四透镜与所述的第五透镜具有一综合焦距f345，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.49<|F/f12|<0.59；0.55<|F/f345|<1.1。较佳的，所述的第一透镜具有一像侧曲率半镜R12与所述的第二透镜具有一物侧曲率半镜R21，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.85<|R12/R21|<1.1。较佳的，所述的第二透镜与所述的第三透镜，与所述的光轴处相隔一距离T23，所述的第三透镜与所述的第四透镜，与所述的光轴处相隔一距离T34，所述的第四透镜与所述的第五透镜，与所述的光轴处相隔一距离T45，所述的第一物侧表面与第五像侧表面间相隔一段距离T15，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.61<(T23+T34+T45)/T15<0.72。较佳的，所述的第一物侧表面的弦距与光线对于该第一物侧表面的相位附加量的计算公式分别如公式及公式该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0<|k|<2，0<|α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8|<1及1<|A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8|/106<3。较佳的，所述的第二像侧表面的弦距与光线对于该第二像侧表面的相位附加量的计算公式分别如公式及公式该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0<|k|<2，0<|α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8|<1及1<|A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8|/107<5。较佳的，所述的第四物侧表面的弦距的计算公式如公式该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0<|k|<2及0<|α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8|<1。较佳的，所述的第五像侧表面的弦距与光线对于该第五像侧表面的相位附加量的计算公式分别如公式及公式该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0<|k|<2，0<|α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8|<1及1<|A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8|/109<10。本技术的技术手段可获得的功效增进在于：本技术通过以红外线玻璃材料制成的多个透镜的光学屈光率的安排，使用非球面及绕射面，克服材料选择稀少困难，能缩短镜头间距及平衡各种像差，达到大光圈长波长红外线热成像镜头的成像质量需求，使消费者能在极低亮度、雨天、烟雾弥漫等恶劣环境下使用。附图说明图1是本技术较佳实施例的侧视的镜片配置示意图。图2是本技术较佳实施例的侧视的光路径示意图。图3是本技术较佳实施例的球面色像差示意图。图4是本技术较佳实施例的像散曲线图。图5是本技术较佳实施例的光学畸变曲线图。图6A至6C是本技术较佳实施例的光学调制函数图。具体实施方式以下配合图式及本技术的较佳实施例，进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段。如图1及图2所示，本技术的大光圈长波长红外线热成像镜头包括有一第一透镜10、一第二透镜20、一光圈A、一第三透镜30、一第四透镜40、一第五透镜50及一成像面I；其中，该第一至第五透镜10～50以红外线玻璃材料制成，该第二透镜20靠近该光圈A，该第一透镜10、该第二透镜20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，包括：/n以红外线玻璃材料制成的一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜，以及一光圈；该第二透镜靠近光圈，该第一透镜、该第二透镜、该光圈、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜沿着一光轴而依序地由物侧朝向像侧排列；/n该第一透镜具有正光学屈光率，凸状的一第一物侧表面及凹状的一第一像侧表面，该第一物侧表面具有非球面绕射结构；/n该光圈设于该第二透镜边缘，该第二透镜具有负光学屈光率，凸状的一第二物侧表面及凹状的一第二像侧表面，该第二像侧表面具有非球面绕射结构；/n该第三透镜具有正光学屈光率，凸状的一第三物侧表面及凹状的一第三像侧表面；/n该第四透镜具有正光学屈光率，凸状的一第四物侧表面及凹状的一第四像侧表面，该第四物侧表面具有非球面结构；以及/n该第五透镜具有负光学屈光率，凸状的一第五物侧表面及凹状的一第五像侧表面，该第五像侧表面具有非球面绕射结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，包括：
以红外线玻璃材料制成的一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜、一第四透镜、一第五透镜，以及一光圈；该第二透镜靠近光圈，该第一透镜、该第二透镜、该光圈、该第三透镜、该第四透镜及该第五透镜沿着一光轴而依序地由物侧朝向像侧排列；
该第一透镜具有正光学屈光率，凸状的一第一物侧表面及凹状的一第一像侧表面，该第一物侧表面具有非球面绕射结构；
该光圈设于该第二透镜边缘，该第二透镜具有负光学屈光率，凸状的一第二物侧表面及凹状的一第二像侧表面，该第二像侧表面具有非球面绕射结构；
该第三透镜具有正光学屈光率，凸状的一第三物侧表面及凹状的一第三像侧表面；
该第四透镜具有正光学屈光率，凸状的一第四物侧表面及凹状的一第四像侧表面，该第四物侧表面具有非球面结构；以及
该第五透镜具有负光学屈光率，凸状的一第五物侧表面及凹状的一第五像侧表面，该第五像侧表面具有非球面绕射结构。


2.如权利要求1所述的大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，所述的第一透镜具有一第一折射率及一第一像侧表面半径值，该第一折射率除以所述的第一像侧表面半径值所得到的比值小于等于0.05。


3.如权利要求1所述的大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，所述的第一透镜具有一第一折射率，该第一折射率小于等于5大于等于2，所述的第二透镜至所述的第五透镜，分别具有一折射率，各透镜的折射率小于等于5，且各透镜的折射率大于等于2。


4.如权利要求1所述的大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，所述的第一透镜具有一第一色散系数，该第一色散系数小于等于520且大于等于12，所述的第二透镜至所述的第五透镜，分别具有一色散系数，各透镜的色散系数大于等于12，且各透镜的色散系数小于等于520。


5.如权利要求1所述的大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，其具有一整体的有效焦距F，所述的第一透镜具有一第一透镜焦距f1，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.66<|F/f1|<1.2。


6.如权利要求1所述的大光圈长波长红外线热成像镜头，其特征在于，所述的第一透镜与所述的第二透镜具有一综合焦距f12，所述的第三透镜、所述的第四透镜与所述的第五透镜具有一综合焦距f345，该大光圈长波长红外线热成像镜头满足以下条件：0.49<|F/f12|<0.59；0.55<|F/f345|<1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光荣，
申请(专利权)人：保胜光学股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71