一種長波紅外廣角鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種長波紅外廣角鏡頭，沿光軸從物方至像方依次設置有第一透鏡、第二透鏡，所述第一透鏡是凹面朝向物側的具有負屈光力的彎月形透鏡，所述第二透鏡是凸面朝向物側的具有正屈光力的透鏡，所述鏡頭滿足下列表達式：-4<f*(n2-1)/(FNO*R1)<-0.5，其中，f為所述鏡頭的焦距；n2為第二透鏡的中心波長折射率；FNO為所述鏡頭的F數(shù)；R1為第一透鏡的凹面近似曲率半徑。本發(fā)明結構緊湊，成本低廉，適用批量生產(chǎn)，具有較好的應用效果。
【專利說明】一種長波紅外廣角鏡頭
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種長波紅外廣角鏡頭，尤其是適合于車載夜視、安防監(jiān)控等應用領域的新型低成本的長波紅外廣角鏡頭。
【背景技術】
[0002]長波紅外非制冷型探測器具有結構緊湊、功耗小、成本低等特點，可廣泛應用于森林防火、道路監(jiān)控，機場監(jiān)察等安防領域。隨著半導體技術的不斷進步，非制冷探測器像元尺寸規(guī)格開始從25微米向17微米過渡，甚至向12微米發(fā)展，隨著探測器像元的不斷縮小，非制冷探測器的成本也將不斷下降，為長波紅外非制冷探測器大規(guī)模推廣奠定基礎。
[0003]現(xiàn)有公開技術中，長波紅外廣角鏡頭一般采用單片鏡片或者3片以及3片以上鏡片方案，材料上使用既稀缺，又昂貴的單晶鍺，非球面鏡片加工一直沿用傳統(tǒng)的單點金剛石車削工藝，成本高，效率低。若要實現(xiàn)寬溫度范圍內(nèi)的消熱差功能，則需要采用更加復雜的光學結構。因此需要一種新的解決方案，材料上選用成本低廉的紅外材料，整個光學系統(tǒng)具有明顯的成本優(yōu)勢，像質上需要滿足新型的17 μ m非制冷探測器應用要求，并且在寬溫度范圍內(nèi)具有消熱差功能，便于在安防監(jiān)控領域的大規(guī)模推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種長波紅外廣角鏡頭，解決了上述問題，所述鏡頭采用兩片透鏡實現(xiàn)了高分辨率的成像品質和較廣的水平視場角。所述鏡頭采用了一片單晶硅鏡片和一片硫系玻璃鏡片，單晶硅鏡片在鏡片厚度較薄時在8微米至12微米具有較好的透過率，而在材料成本上單晶硅材料較傳統(tǒng)的單晶鍺材料具有明顯的優(yōu)勢。硫系玻璃除了在成本上較傳統(tǒng)的單晶鍺材料具有優(yōu)勢之外，最大的優(yōu)勢是具有精密模壓的特點，利用這一特點，通過精密模壓實現(xiàn)批量生產(chǎn)，能夠大幅度降低光學系統(tǒng)的成本。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下所述:
[0006]一種長波紅外廣角鏡頭，沿光軸從物方至像方依次設置有第一透鏡、第二透鏡，所述第一透鏡是凹面朝向物側的具有負屈光力的彎月形透鏡，所述第二透鏡是凸面朝向物側的具有正屈光力的透鏡，所述鏡頭滿足下列表達式:
[0007]-4〈f* (n2-l) / (FN0*R1)〈_0.5
[0008]其中，f為所述鏡頭的焦距；n2為第二透鏡的中心波長折射率；FN0為所述鏡頭的F數(shù)；Rl為第一透鏡的凹面近似曲率半徑。
[0009]進一步的，所述鏡頭滿足下列表達式:
[0010]-2<fl/f<-l
[0011]其中，fl為第一透鏡的焦距；f為所述鏡頭的焦距。
[0012]進一步的，所述鏡頭滿足下列表達式:
[0013]0<f2/f<l
[0014]其中，f2為第二透鏡的焦距；f為所述鏡頭的焦距。[0015]進一步的，所述第一透鏡為球面或者非球面，其材料為單晶硅。
[0016]進一步的，所述第二透鏡為非球面透鏡，至少有一面為衍射面。
[0017]進一步的，所述第二透鏡的物面前方設置有光闌。
[0018]進一步的，所述鏡頭的最大視場角2 ω >40°。
[0019]所述第二透鏡的材料為透紅外硫系玻璃。
[0020]進一步的，所述第二透鏡的衍射面滿足下列表達式:
[0021]
【權利要求】
1.一種長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:沿光軸從物方至像方依次設置有第一透鏡、第二透鏡，所述第一透鏡是凹面朝向物側的具有負屈光力的彎月形透鏡，所述第二透鏡是凸面朝向物側的具有正屈光力的透鏡，所述鏡頭滿足下列表達式:
-4〈f*(n2-l)/(FN0*R1)〈-0.5 其中，f為所述鏡頭的焦距；n2為第二透鏡的中心波長折射率；FNO為所述鏡頭的F數(shù)；Rl為第一透鏡的凹面近似曲率半徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述鏡頭滿足下列表達式:
-2<fl/f<-l 其中，fl為第一透鏡的焦距；f為所述鏡頭的焦距。
3.根據(jù)權利要求1所述的長 波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述鏡頭滿足下列表達式:
0<f2/f<l 其中，f2為第二透鏡的焦距；f為所述鏡頭的焦距。
4.根據(jù)權利要求1所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第一透鏡為球面或者非球面，其材料為單晶硅。
5.根據(jù)權利要求1所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡為非球面透鏡，至少有一面為衍射面。
6.根據(jù)權利要求1所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡的物面前方設置有光闌。
7.根據(jù)權利要求1所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的最大視場角2ω>40。。
8.根據(jù)權利要求5所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡的材料為透紅外硫系玻璃。
9.根據(jù)權利要求5所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡的衍射面滿足下列表達式:
N—
# — ' A
—f: Ir^ 其中P =^Avr1為衍射面歸化半徑，Ai為衍射面相位系數(shù)。
10.根據(jù)權利要求5所述的長波紅外廣角鏡頭，其特征在于:所述第二透鏡的非球面滿足下列表達式:

V2 I ? Z(Y) = ^r=====^ + AY4+ BY6 + CYs 其中，Z為非球面沿光軸方向在高度為Y的位置時，距非球面頂點的距離矢高，R表示鏡面的近軸曲率半徑，k為圓錐系數(shù)，A、B、C為高次非球面系數(shù)。
【文檔編號】G02B13/14GK103543516SQ201310445384
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權日:2013年9月26日
【發(fā)明者】任和齊, 朱光春 申請人:寧波舜宇紅外技術有限公司