CN113885183B - 一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头 - Google Patents

一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头 Download PDF

Info

Publication number
CN113885183B
CN113885183B CN202111405060.8A CN202111405060A CN113885183B CN 113885183 B CN113885183 B CN 113885183B CN 202111405060 A CN202111405060 A CN 202111405060A CN 113885183 B CN113885183 B CN 113885183B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
wave
focal length
long
infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111405060.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113885183A (zh
Inventor
霍亚敏
刘自强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Guangzhi Technology Co Ltd
Original Assignee
Anhui Guangzhi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Guangzhi Technology Co Ltd filed Critical Anhui Guangzhi Technology Co Ltd
Publication of CN113885183A publication Critical patent/CN113885183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113885183B publication Critical patent/CN113885183B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头,包括镜筒和自光线入射方向依次设置于镜筒内的第一透镜、第二透镜、第三透镜;第一透镜和第二透镜之间的空气间隔为31.12mm,第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为29.12mm;且第一透镜和第三透镜的材质均为红外硫系玻璃。上述红外镜头结构设计紧凑,装配简单;且第一透镜和第三透镜均采用具有低温度折射率系数特点的红外硫系玻璃,实现温度自适应的光学被动消热差,进而使红外镜头能够在一个较大温度范围内保持良好的成像质量。因此,本发明提出的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,能够消除温度引起的成像热差,解决了现阶段该领域的难题。

Description

一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头
本申请要求于2021年9月18日提交中国专利局、申请号为202111098544.2、发明名称为“一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及红外镜头技术领域,更具体地说,涉及一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头。
背景技术
红外成像技术已经在航空航天、安防搜救、工业生产等领域起到了不可替代的作用,环境适应性强和结构紧凑是其发展方向。由于红外光学材料的折射率温度系数较大,环境温度变化会引起红外光学系统的焦距、像面位置及像差的变化,使成像质量下降。为了使红外镜头适用于较宽的温度变化环境,需消除温度引起的成像热差,即将温度引起的热像差连通几何像差一并进行消除,从而使光学系统能够在大的温度变化范围内成像良好。
现阶段,消热差方法主要有机电主动式、机械被动式和光学被动式三种,其中,机电主动式是通过热传感器的自动探测环境的温度变化,再由处理器实时计算出温度变化引起的像面位移,并控制电机带动透镜产生轴向位移以消除热差;但该方法需要电源、控制电路以及执行机械机构,增加了系统的体积和质量,同时导致系统的可靠性降低。机械被动式主要通过选择对温度变化敏感的材料或记忆合金,利用产生透镜的轴向位移补偿温度变化引起的像面位移;但该方式的可靠性一般且系统重量较重。光学被动式消热差方法是通过匹配透镜与镜头结构件的热性能消除热差,但该方法多用于长波红外光学系统或非制冷型中波红外光学系统中,光学系统结构相对复杂、视场较小、成像质量较差。
因此,如何消除温度引起的成像热差,是现阶段该领域亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头,该焦距为100mm的长波消热差红外镜头能够消除温度引起的成像热差,解决了现阶段该领域的难题。
一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头,包括镜筒和自光线入射方向依次设置于所述镜筒内的第一透镜、第二透镜、第三透镜;
所述第一透镜和所述第二透镜之间的空气间隔为31.12mm,所述第二透镜和所述第三透镜之间的空气间隔为29.12mm;
且所述第一透镜和所述第三透镜的材质均为红外硫系玻璃。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述镜筒自光线入射方向依次包括入射段、渐缩段和射出段。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜依次设置于所述入射段、所述渐缩段和所述射出段。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述镜筒和所述第一透镜之间设有O型圈和用于固定所述第一透镜的第一压圈。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述镜筒的内壁设有第二压圈和隔圈,所述第二透镜固定于所述第二压圈和所述隔圈之间。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述镜筒和所述第三透镜之间设有用于固定所述第三透镜的第三压圈。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第一透镜的中心厚度为12.5mm;
所述第一透镜光线入射侧的曲率半径为86.34mm,光线射出侧的曲率拟合半径为167.59mm。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第二透镜的中心厚度为3.5mm;
所述第二透镜光线入射侧的曲率拟合半径为89.8mm,光线射出侧的曲率拟合半径为41.51mm。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第三透镜的中心厚度为5.2mm;
所述第三透镜光线入射侧的曲率拟合半径为83.73mm,光线射出侧的曲率拟合半径为435.54mm。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第二透镜的材料为硒化锌。
优选的,所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的光线射出侧为非球面,并满足下列表达式:
Figure BDA0003371979850000031
式中:
Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时,距非球面顶点的距离矢高;
c=1/R;R为镜面的近轴曲率拟合半径;K为圆锥系数;
A,B,C,D,E为高次非球面系数。
本发明提出的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,包括镜筒和自光线入射方向依次设置于镜筒内的第一透镜、第二透镜、第三透镜;第一透镜和第二透镜之间的空气间隔为31.12mm,第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为29.12mm;且第一透镜和第三透镜的材质均为红外硫系玻璃。上述红外镜头结构设计紧凑,装配简单;且第一透镜和第三透镜均采用具有低温度折射率系数特点的红外硫系玻璃,实现温度自适应的光学被动消热差,进而使红外镜头能够在一个较大温度范围内保持良好的成像质量。因此,本发明提出的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,能够消除温度引起的成像热差,解决了现阶段该领域的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式中长波消热差红外镜头的剖视图;
图2为本发明具体实施方式中长波消热差红外镜头的剖视图;
图3为本发明具体实施方式中透镜的示意图;
图4为本发明具体实施方式中外镜头在20℃工作环境的MTF图;
图5为本发明具体实施方式中外镜头在-40℃工作环境的MTF图;
图6为本发明具体实施方式中红外镜头在60℃工作环境的MTF图。
图1-图6中:
镜筒—1;第一透镜—2;第二透镜—3;第三透镜—4;O型圈—5;第一压圈—6;第二压圈—7;第三压圈—8;隔圈—9;
入射段—1a;渐缩段—1b;射出段—1c。
具体实施方式
本具体实施方式的核心在于提供一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头,该焦距为100mm的长波消热差红外镜头能够消除温度引起的成像热差,解决了现阶段该领域的难题。
以下,参照附图对实施例进行说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,包括镜筒1和自光线入射方向依次设置于镜筒1内的第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4;第一透镜2和第二透镜3之间的空气间隔为31.12mm,第二透镜3和第三透镜4之间的空气间隔为29.12mm;且第一透镜2和第三透镜4的材质均为红外硫系玻璃。
上述红外镜头结构设计紧凑,装配简单;且第一透镜2和第三透镜4均采用具有低温度折射率系数特点的红外硫系玻璃,实现温度自适应的光学被动消热差,进而使红外镜头能够在一个较大温度范围内保持良好的成像质量。
因此,本发明提出的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,能够消除温度引起的成像热差,解决了现阶段该领域的难题。具体请参见图1-图3。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,镜筒1自光线入射方向依次可以包括入射段1a、渐缩段1b和射出段1c,进而能够适用于与之相匹配的设备。
进一步,第一透镜2、第二透镜3和第三透镜4可以依次分别设置于入射段1a、渐缩段1b和射出段1c的内部,请参见图1。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,镜筒1和第一透镜2之间可以设有O型圈5,且还可以设有用于固定第一透镜2的第一压圈6。
同理,镜筒1的内壁可以设有第二压圈7和隔圈9,且第二透镜3固定于第二压圈7和隔圈9之间。
同理,镜筒1和第三透镜4之间可以设有用于固定第三透镜4的第三压圈8,请参见图1。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,第一透镜2的中心厚度可以为12.5mm;第一透镜2光线入射侧的曲率半径可以为86.34mm,光线射出侧的曲率拟合半径可以为167.59mm。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,第二透镜3的中心厚度可以为3.5mm;第二透镜3光线入射侧的曲率拟合半径可以为89.8mm,光线射出侧的曲率拟合半径可以为41.51mm。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,第三透镜4的中心厚度可以为5.2mm;第三透镜4光线入射侧的曲率拟合半径可以为83.73mm,光线射出侧的曲率拟合半径可以为435.54mm。
表1 焦距为100mm的长波消热差红外镜头参数表
Figure BDA0003371979850000061
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,第二透镜3的材料可以为硒化锌,或者其他能够起到同等作用的材质。
更详细的,镜筒1的直径可以为107mm。探测器的类型可以为长波红外非制冷型640×512,17μm;工作的温度范围为-40℃-60℃;工作波段的范围为8-12um;竖直视场角为4.98°,水平视场角为6.22°,光圈为1.0,焦距为100mm。具体请参见表1。
本具体实施方式提供的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,第一透镜、第二透镜和第三透镜的光线射出侧为非球面,并满足下列表达式:
Figure BDA0003371979850000071
式中:
Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时,距非球面顶点的距离矢高;
c=1/R;R为镜面的近轴曲率拟合半径;K为圆锥系数;
A,B,C,D,E为高次非球面系数。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,包括镜筒(1)和自光线入射方向依次设置于所述镜筒(1)内的第一透镜(2)、第二透镜(3)、第三透镜(4);
所述第一透镜(2)和所述第二透镜(3)之间的空气间隔为31.12mm,所述第二透镜(3)和所述第三透镜(4)之间的空气间隔为29.12mm;
且所述第一透镜(2)和所述第三透镜(4)的材质均为红外硫系玻璃;
其中,所述第一透镜(2)的中心厚度为12.5mm,所述第一透镜(2)光线入射侧的曲率半径为86.34mm,光线射出侧的曲率拟合半径为167.59mm;
所述第二透镜(3)的中心厚度为3.5mm,所述第二透镜(3)光线入射侧的曲率拟合半径为89.8mm,光线射出侧的曲率拟合半径为41.51mm;
所述第三透镜(4)的中心厚度为5.2mm,所述第三透镜(4)光线入射侧的曲率拟合半径为83.73mm,光线射出侧的曲率拟合半径为435.54mm。
2.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述镜筒(1)自光线入射方向依次包括入射段(1a)、渐缩段(1b)和射出段(1c)。
3.根据权利要求2所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述第一透镜(2)、所述第二透镜(3)和所述第三透镜(4)依次设置于所述入射段(1a)、所述渐缩段(1b)和所述射出段(1c)。
4.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述镜筒(1)和所述第一透镜(2)之间设有O型圈(5)和用于固定所述第一透镜(2)的第一压圈(6)。
5.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述镜筒(1)的内壁设有第二压圈(7)和隔圈(9),所述第二透镜(3)固定于所述第二压圈(7)和所述隔圈(9)之间。
6.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述镜筒(1)和所述第三透镜(4)之间设有用于固定所述第三透镜(4)的第三压圈(8)。
7.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述第二透镜(3)的材料为硒化锌。
8.根据权利要求1所述的焦距为100mm的长波消热差红外镜头,其特征在于,所述第一透镜(2)、所述第二透镜(3)和所述第三透镜(4)的光线射出侧为非球面,并满足下列表达式:
Figure FDA0003852175490000021
式中:
Z为非球面沿光轴方向在高度r的位置时,距非球面顶点的距离矢高;
c=1/R;R为镜面的近轴曲率拟合半径;K为圆锥系数;
A,B,C,D,E为高次非球面系数。
CN202111405060.8A 2021-09-18 2021-11-24 一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头 Active CN113885183B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2021110985442 2021-09-18
CN202111098544 2021-09-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113885183A CN113885183A (zh) 2022-01-04
CN113885183B true CN113885183B (zh) 2023-01-06

Family

ID=79016116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111405060.8A Active CN113885183B (zh) 2021-09-18 2021-11-24 一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113885183B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033689A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 明るく広角な赤外線レンズ
JP2013015636A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Tamron Co Ltd 赤外線ズームレンズ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202305975U (zh) * 2011-10-08 2012-07-04 宁波舜宇红外技术有限公司 一种长波光学消热差镜头
EP3014333B1 (en) * 2013-06-27 2022-11-16 Umicore Compact achromatic and passive optically-only athermalized telephoto lens
CN103837963B (zh) * 2014-01-24 2017-01-11 宁波舜宇红外技术有限公司 一种新型高通光量长波红外消热差镜头
CN106646823B (zh) * 2016-11-28 2022-10-14 中山联合光电科技股份有限公司 一种高像素、高照度、低成本的红外热成像系统
CN209182565U (zh) * 2018-09-14 2019-07-30 三河市蓝思泰克光电科技有限公司 一种经济型长波红外光学无热化镜头
CN110196486B (zh) * 2019-06-12 2023-07-21 福建福光天瞳光学有限公司 一种75mm衍射面红外长波光学无热化镜头及成像方法
CN111999783B (zh) * 2020-08-30 2023-11-14 福建福光天瞳光学有限公司 一种8.4mm大视场红外长波光学无热化镜头及成像方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033689A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 明るく広角な赤外線レンズ
JP2013015636A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Tamron Co Ltd 赤外線ズームレンズ

Also Published As

Publication number Publication date
CN113885183A (zh) 2022-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110596857B (zh) 广角镜头及成像设备
TWI443368B (zh) 光學成像鏡頭與電子裝置
CN110646932A (zh) 反射式摄像头和电子装置
TW202235948A (zh) 光學系統及具有該光學系統之攝影機模組
US20180267276A1 (en) Far-Infrared Lens System, Optical Imaging Device, And Digital Apparatus
CN112285885A (zh) 光学成像系统、取像模组及电子装置
CN113885183B (zh) 一种焦距为100mm的长波消热差红外镜头
JP2011008125A (ja) レンズユニット
CN114578531B (zh) 一种红外光学系统及红外镜头
CN114967060B (zh) 一种小型消热差红外镜头
CN106405800A (zh) 长波红外5mm光学被动消热差镜头
CN114967061A (zh) 一种大靶面低畸变消热差红外镜头
CN114252982A (zh) 焦距35mm的消热差红外镜头及其装配方法、成像方法
KR20190128904A (ko) 소형화 장파장 적외선 카메라용 광학계
CN113777755A (zh) 一种20mm手动调焦红外镜头及装配方法
JP2022173832A (ja) 撮像レンズ系及び撮像装置
CN107608061B (zh) 一种f200mm制冷型中波红外无热化镜头
CN114935810B (zh) 一种焦距为6.6mm的消热差红外镜头
TWI814433B (zh) 鏡頭組件
CN215678885U (zh) 成像镜头、取像装置及电子装置
CN110596852A (zh) 一种红外镜头及电子装置
CN214845992U (zh) 成像光学系统、取像模组和电子装置
CN218601569U (zh) 轻量小型化长波非制冷连续变焦光学系统以及红外镜头
CN116068733B (zh) 一种折反式中波长焦镜头
CN215116951U (zh) 一种红外测温镜头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant