一种22.5mm-102mm长波红外连续变焦镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种22.5mm

【技术实现步骤摘要】
一种22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头


[0001]本专利技术涉及一种22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，属于红外光学成像


技术介绍

[0002]红外光学成像技术最早应用于军事侦察，而红外光学成像中的连续变焦镜头主要保证通过改变镜头的焦距能清晰观测不同距离的目标。目前很多红外连续变焦镜头，为了节省成本，往往降低了传函质量，从而导致镜头的对比度降低。且现有连续变焦镜头所需镜片数量多，体积大，如申请号为202111624703.8的专利申请公开了一种连续变焦摄像镜头，前固定组需要四片透镜，变倍组需要四片透镜，后固定组需要三片透镜，补偿组需要两片透镜，其虽然在一定程度上缩小了镜头的体积，但仍然需要13片透镜。如何实现红外光学连续变焦镜头在小体积大变倍条件下、具有较佳的成像质量是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，可配套640*512 12um探测器的红外热成像模组，在提高成像质量的同时，可以最大限度的满足户外环境使用。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，包括沿入射光束的传输方向依次设置的前固定组、变倍组、补偿组和调焦组；前固定组、变倍组、补偿组和调焦组各有一片透镜；沿入射光束的传输方向，前固定组的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，变倍组的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，补偿组的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，调焦组的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；
[0006]前固定组为具有正光焦度的弯月型负透镜，第一物侧面为凸面，第一像侧面为凹面；
[0007]变倍组为具有负光焦度的弯月型正透镜，第二物侧面为凹面，第二像侧面为凹面；
[0008]补偿组为具有正光焦度的弯月形正透镜，第三物侧面为凸面，第三像侧面为凹面；
[0009]调焦组为具有正光焦度的弯月形正透镜，第四物侧面为凸面，第四像侧面为凹面；22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头满足以下关系式：0.3＜TTL/ImgH/f＜1.8和1.00＜FNO＜1.25；其中，TTL为第一物侧面至光学镜头的像面于光轴上的距离，ImgH为光学镜头像高的一半，f为光学镜头的有效焦距，FNO为光学镜头的光圈数。
[0010]上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，能够合理控制红外光学连续变焦镜头的总长，同时保证足够大的光圈数有利于接收更多的光线，增强镜头成像的清晰度及对比度，可以有效地控制光线走向，降低系统像差，提升成像质量。
[0011]成像时，光线从第一物侧面依次进入前固定组、变倍组、补偿组和调焦组，并最终成像于光学镜头的成像面上。
[0012]前固定组、变倍组、补偿组和调焦组各有一片透镜，共4片透镜，透镜数量少、体积
小，重量轻。
[0013]为了进一步提高成像质量，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，满足以下关系式：0.4＜|f12/f|＜2；其中，f12为前固定组与变倍组的组合焦距，f为镜头焦距。这样能够有效控制前固定组和变倍组的组合焦距与红外光学连续变焦镜头的有效焦距的比值，拉长前端组和焦距有利于降低像差的引入。
[0014]为了确保满足焦距的设计要求，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，满足以下关系式：1.5＜|f23/f|＜11；其中，f23为变倍组与补偿组的组合焦距，f为镜头焦距。这样能够有效控制变倍组和补偿组的组合焦距与红外光学连续变焦镜头的有效焦距的比值，缩短后端组和焦距有效配合前端组合焦距，从而保证整体焦距满足设计需求。
[0015]为了提高环境的适应性，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，第一物侧面镀有DLC膜。这样能够极大地增强红外光学连续变焦镜头的环境适应性，有效降低户外沙尘天气对于镜头的冲击，同时减少盐雾环境对于镜头的腐蚀作用。本申请前固定组所用材料为锗，可与DLC膜牢靠结合，解决了硫系玻璃DLC膜易脱落的问题。
[0016]为了进一步提高对环境的适应性，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，前固定组、变倍组、补偿组和调焦组所用材料均为锗。即镜头结构为GE+GE+GE+GE。这样的结构有很好的稳定性，因为锗单晶较硫系玻璃等材质有很好的致密性，因此能很好地起到环境适应性的作用。
[0017]为了提高成像质量，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，满足以下关系式：0.1＜CT4/BF＜0.3；其中，CT4为调焦组于光轴上的中心厚度，BF为调焦组的像侧面至光学镜头的像面于所述光轴上的最小距离。满足该关系式，能够合理控制调焦组和调焦组至像面的距离，有利于降低调焦组的成型难度与加工面形误差，有利于控制畸变，从而提升光学镜头的成像质量，保证调焦组至像面具有合理的距离，也能够避免光学镜头在和探测器机芯匹配时，调焦组与探测器靶面太近影响成像模组的组装，有利于提高该红外光学连续变焦镜头与不同探测器的匹配性。
[0018]为了便于加工，同时满足成像要求，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，满足以下关系式：10＜SD11/CT1＜16；11＜SD21/CT2＜15；其中，SD11为第一透物侧面的最大有效半口径，SD21为第二物侧面的最大有效半口径，CT1为前固定组于所述光轴上的中心厚度，CT2为变倍组于所述光轴上的中心厚度。这样，能够合理控制前固定组的物侧面、变倍组的物侧面、变倍组的像侧的最大有效半口径与前固定组、变倍组于光轴上的中心厚度的比值，保障前固定组、变倍组厚度设置的合理性，即控制径厚比，从而提高前固定组、变倍组的加工合理性。
[0019]为了提高成像质量，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，满足以下关系式：1＜CT4/ImgH＜1.5；其中，CT4为调焦组于所述光轴上的中心厚度，ImgH为光学镜头像高的一半。这样能够合理控制调焦组的中心厚度与光学镜头的像高半径的比值，不仅能合理的控制调焦组的中心厚度，也可保证红外光学连续变焦镜头具有较大的像高，同时还能有效降低系统场曲。
[0020]为了进一步提高成像质量，上述22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，第一物侧面和第一像侧面为球面；第二物侧面为非球面，第二像侧面为球面；第三物侧面为球面，第三像侧面为衍射面；第四物侧面为球面，第四像侧面为非球面。这样的设计节省成本，第一
透镜口径大双面抛光成本较车削成本低很多，把衍射面放置于第三像侧面有利于汇聚边缘光线出射，使得该红外光学连续变焦镜头具有合理的像高或视场角，最后在第四像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于：包括沿入射光束的传输方向依次设置的前固定组、变倍组、补偿组和调焦组；前固定组、变倍组、补偿组和调焦组各有一片透镜；沿入射光束的传输方向，前固定组的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，变倍组的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，补偿组的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，调焦组的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；前固定组为具有正光焦度的弯月型负透镜，第一物侧面为凸面，第一像侧面为凹面；变倍组为具有负光焦度的弯月型正透镜，第二物侧面为凹面，第二像侧面为凹面；补偿组为具有正光焦度的弯月形正透镜，第三物侧面为凸面，第三像侧面为凹面；调焦组为具有正光焦度的弯月形正透镜，第四物侧面为凸面，第四像侧面为凹面；22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头满足以下关系式：0.3＜TTL/ImgH/f＜1.8和1.00＜FNO＜1.25；其中，TTL为第一物侧面至光学镜头的像面于光轴上的距离，ImgH为光学镜头像高的一半，f为光学镜头的有效焦距，FNO为光学镜头的光圈数。2.根据权利要求1所述的22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于，满足以下关系式：0.4＜|f12/f|＜2和1.5＜|f23/f|＜11；其中，f12为前固定组与变倍组的组合焦距，f23为变倍组与补偿组的组合焦距，f为镜头焦距。3.根据权利要求1或2所述的22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于，前固定组、变倍组、补偿组和调焦组所用材料均为锗，第一物侧面镀有DLC膜，其他面均镀有AR膜。4.根据权利要求1或2所述的22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于，满足以下关系式：0.1＜CT4/BF＜0.3；其中，CT4为调焦组于光轴上的中心厚度，BF为调焦组的像侧面至光学镜头的像面于光轴上的最小距离。5.根据权利要求1或2所述的22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于，满足以下关系式：10＜SD11/CT1＜16；11＜SD21/CT2＜15；其中，SD11为第一物侧面的最大有效半口径，SD21为第二物侧面的最大有效半口径，CT1为前固定组于光轴上的中心厚度，CT2为变倍组于光轴上的中心厚度。6.根据权利要求1或2所述的22.5mm
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102mm长波红外连续变焦镜头，其特征在于，满足以下关系式：1＜CT4/ImgH＜1.5；其中，CT4为调焦组于光轴上的中心厚度，I...

【专利技术属性】
技术研发人员：剧云鹏，赖文平，尚宇声，陈高翔，王卿伟，
申请(专利权)人：中锗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：