一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头制造技术

本申请公开了一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头。本申请设计有由物方到像方依次设置的第一固定组、变倍组、第一补偿组、第二固定组、第二补偿组和探测器；第一固定组包括第一透镜，其为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜；变倍组包括第二透镜，其为双凹形锗单晶负透镜；第一补偿组包括第三透镜，其为双凸形锗单晶正透镜，朝向物方的一侧为衍射非球面；第二固定组包括第四透镜，其为凹面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，朝向物方的一侧为衍射非球面，第五透镜，其为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，朝向像方的一侧为衍射非球面；第二补偿组包括第六透镜，其为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜；探测器包括机芯窗口和靶面。口和靶面。口和靶面。

【技术实现步骤摘要】
一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头


[0001]本公开涉及红外光学
，具体涉及一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头。

技术介绍

[0002]连续变焦红外成像系统是接收目标和背景的辐射能量，通过变倍系统和补偿系统清晰的将目标影像投入到探测器焦平面，目前市场上常见的长波红外变焦系统普遍变倍比较小，大部分采用的是小靶面机芯，且分辨率不足(如CN210072178U一种中波制冷连续变焦红外镜头，其变倍比为三倍，分辨率为640
×
512)，亟待改进。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种变倍大、分辨能力高的高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头。
[0004]第一方面，一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头，包括如下步骤：由物方到像方依次设置的第一固定组、变倍组、第一补偿组、第二固定组、第二补偿组和探测器；
[0005]所述第一固定组包括第一透镜，所述第一透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；
[0006]所述变倍组包括第二透镜，所述第二透镜为双凹形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为非球面；
[0007]所述第一补偿组包括第三透镜，所述第三透镜为双凸形锗单晶正透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；
[0008]所述第二固定组包括第四透镜和第五透镜，所述第四透镜为凹面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面，所述第五透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；
[0009]所述第二补偿组包括第六透镜，所述第六透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；
[0010]所述探测器包括机芯窗口和靶面。
[0011]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头为短焦镜头时，其参数设置为：有效焦距f＝30mm，F数＝0.85，所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离T1＝73.40mm，所述第二透镜和所述第三透镜之间的距离T2＝351.80mm，所述第三透镜和所述第四透镜之间的距离T3＝19.40mm。
[0012]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头为中焦镜头时，其参数设置为：有效焦距f＝180mm，F数＝1.2，所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离T1＝261.30mm，所述第二透镜和所述第三透镜之间的距离T2＝79.70mm，所述第三透镜和所述第四透镜之间的距离T3＝103.50mm。
[0013]根据本申请实施例提供的技术方案，所述镜头为长焦镜头时，其参数设置为：有效焦距f＝300mm，F数＝1.35，所述第一透镜和所述第二透镜之间的距离T1＝285.90mm，所述第二透镜和所述第三透镜之间的距离T2＝9.55mm，所述第三透镜和所述第四透镜之间的距离T3＝149.10mm。
[0014]根据本申请实施例提供的技术方案，所述非球面满足下列表达式：
[0015][0016]其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高；
[0017]c为表面的顶点曲率；
[0018]k为圆锥系数；
[0019]α2、α3、α4、α5、α6为高次非球面系数。
[0020]根据本申请实施例提供的技术方案，所述衍射面满足下列表达式：
[0021]Φ＝A1ρ2+A2ρ4；
[0022]其中，Φ为衍射面的位相；
[0023]ρ＝r/rn，rn为衍射面的规划半径；
[0024]A1、A2为衍射面的位相系数。
[0025]根据本申请实施例提供的技术方案，所述探测器的分辨率为1280
×
1024，像元大小为12μm。
[0026]综上所述，本技术方案具体地公开了一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头，本申请设计有由物方到像方依次设置的第一固定组、变倍组、第一补偿组、第二固定组、第二补偿组和探测器；第一固定组包括第一透镜，第一透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；变倍组包括第二透镜，第二透镜为双凹形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为非球面；第一补偿组包括第三透镜，第三透镜为双凸形锗单晶正透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；第二固定组包括第四透镜和第五透镜，第四透镜为凹面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面，第五透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；第二补偿组包括第六透镜，第六透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；探测器包括机芯窗口和靶面；
[0027]第一固定组用于对不同距离的目标进行聚焦；变倍组用于对目标实现连续变倍；第一补偿组用于实现连续变倍补偿；第二固定组用于平衡整个镜头的像差；第二补偿组用于实现温度补偿，第二补偿组依据使用环境的变化进行相应的位置移动，平衡整个镜头的像差，利用该镜头可以实现环境温度范围
‑
40℃～+80℃情况下的温度补偿；最后通过探测器的机芯窗口接收图像，变倍组、第一补偿组和第二补偿组通过间隔变化实现十倍变焦，与目前常见的技术类型相比，在保证大变倍比的变焦需求下，仍可以实现大靶面大视场观测，在镜头分辨率为1280
×
1024，
‑
40℃～+80℃的条件下实现高清晰成像。
附图说明
[0028]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029]图1为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的短焦结构示意图。
[0030]图2为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的中焦结构示意图。
[0031]图3为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的长焦结构示意图。
[0032]图4为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的短焦MTF图像。
[0033]图5为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的中焦MTF图像。
[0034]图6为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的长焦MTF图像。
[0035]图7为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的短焦的场曲和畸变图像。
[0036]图8为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的中焦的场曲和畸变图像。
[0037]图9为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的长焦的场曲和畸变图像。
[0038]图10为一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头的三维图像。
[0039]图中标号：L1、第一透镜；L2、第二透镜；L3、第三透镜；L4、第四透镜；L5、第五透镜；L6、第六透镜；S1、第一镜面；S2、第二镜面；S3、第三镜面；S4、第四镜面；S5、第五镜面；S6、第六镜面；
[0040]S7、第七镜面；S8、第八镜面；S9、第九镜面；S10、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头，其特征在于，包括：由物方到像方依次设置的第一固定组、变倍组、第一补偿组、第二固定组、第二补偿组和探测器；所述第一固定组包括第一透镜(L1)，所述第一透镜(L1)为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；所述变倍组包括第二透镜(L2)，所述第二透镜(L2)为双凹形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为非球面；所述第一补偿组包括第三透镜(L3)，所述第三透镜(L3)为双凸形锗单晶正透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；所述第二固定组包括第四透镜(L4)和第五透镜(L5)，所述第四透镜(L4)为凹面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面，所述第五透镜(L5)为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；所述第二补偿组包括第六透镜(L6)，所述第六透镜(L6)为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为球面；所述探测器包括机芯窗口(101)和靶面(102)。2.根据权利要求1所述的一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头，其特征在于：所述镜头为短焦镜头时，其参数设置为：有效焦距f＝30mm，F数＝0.85，所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)之间的距离T1＝73.40mm，所述第二透镜(L2)和所述第三透镜(L3)之间的距离T2＝351.80mm，所述第三透镜(L3)和所述第四透镜(L4)之间的距离T3＝19.40mm。3.根据权利要求1所述的一种高变倍大靶面超高分辨率连续变焦红外光学镜头，其特征在于：所述镜头为中焦镜头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李笑天，邵晓君，路文灿，
申请(专利权)人：三河市蓝思泰克光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：