超遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化光學系統及其車載鏡頭結構的製作方法
2023-09-21 19:56:30 2
本實用新型涉及光學鏡頭領域，尤其涉及一種遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化光學系統及其車載鏡頭結構。
背景技術：
紅外鏡頭具有抗幹擾性能好；晚間作用距離遠；穿透煙塵、霧霾能力強；可全天候、全天時工作；具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形的能力等優點。但是紅外鏡頭所用材料的折射率溫度係數較大，在不同的環境溫度下，光學材料和機械材料產生熱脹冷縮，光學材料的折射率也會隨溫度而發生改變，進而使光學系統的最佳像面發生偏離,降低了光學成像質量，使得圖像模糊不清，對比度下降，最終影響鏡頭的成像性能。
技術實現要素：
為了和服上述缺陷，本發明提供一種具有一定溫度自適應能力的遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化光學系統及其車載鏡頭結構。
本實用新型的技術方案在於：一種超遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化光學系統，包括沿光線入射方向自前向後依次設置並分別由Se60As40或鍺製作而成的負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡，所述負月牙形透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為3.5mm，所述正月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為0.15mm。
進一步地，所述負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡中至少有一個透鏡由Se60As40製成且至少有一個透鏡由鍺製作而成。
一種超遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化車載鏡頭結構，包括主鏡筒和設置於主鏡筒內的光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向自前向後依次設置的負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡，所述主鏡筒的後端設置有用於壓置在雙凸透鏡後側面周部的後壓圈。
進一步地，所述負月牙形透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為3.5mm，所述正月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為0.15mm。
進一步地，所述主鏡筒內設置有位於負月牙形透鏡與正月牙形透鏡之間的第一隔圈，所述正月牙形透鏡與雙凸透鏡之間設置有第二隔圈。
進一步地，所述主鏡筒的後端設置有內螺紋，所述後壓圈經內螺紋旋緊固定在主鏡筒內側。
進一步地，所述負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡由Se60As40或鍺製作而成。
進一步地，所述主鏡筒的內腔自前向後依次設置有內徑逐漸增大並對應用於安裝負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡的三個階梯部，所述主鏡筒的前端內側還設置有用於抵接在負月牙形透鏡前側面周部的環形凸緣。
與現有技術相比較，本發明具有以下優點：該鏡頭的防眩光能力及黑夜識別能力大大提高駕駛安全性，隨著紅外成像技術的快速發展，紅外鏡頭在安防監控領等域有著廣泛的應用。同時該鏡頭對8～12μm的寬光譜範圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜範圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦，這樣鏡頭在中長波範圍都能清晰成像；鏡片採用高折射、低色散的光學玻璃材料，校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭實現高解析度、大相對孔徑、低畸變等優點，並通過不同光學材料的特性，實現了在不同溫度情況下通過不同溫折變材料自適應調整光學系統的成像性能，實現光學無熱化。畸變較小，在1%以下，相對於舊的結構畸變有了更好的控制；在結構上既保證鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確, 又使鏡頭的結構輕便、美觀。
附圖說明
圖1為本實用新型的光學系統的結構示意圖；
圖2為本實用新型的鏡頭的結構示意圖；
圖中：圖中：A-負月牙透鏡 B-平凸透鏡 C-雙凸透鏡 1-第一隔圈 2-後壓圈 3-第二隔圈 4-主鏡筒 41-環形凸緣 42-外螺紋 43-階梯部。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合附圖，作詳細說明如下，但本實用新型並不限於此。
參考圖1和圖2
一種超遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化光學系統，包括沿光線入射方向自前向後依次設置並分別由Se60As40或鍺製作而成的負月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及雙凸透鏡C，所述負月牙形透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為3.5mm，所述正月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為0.15mm。
本實施例中，所述負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡中至少有一個透鏡由Se60As40製成且至少有一個透鏡由鍺製作而成。
在本實施例中，補償調節包括以下步驟：
（1）溫度變化引起鏡片R值發生改變，焦平面發生偏移；
（2）不同材料的鏡片A、B、C折射率在不同溫度下發生了不同的改變，自適應補償R值變化引起的偏移量。
在本實施例中，由上述鏡片組構成的光學系統達到了如下的光學指標：
1)焦距：f′=10mm；
2)相對孔徑F：1.0；
3)視場角：2w≥44°；
4)解析度：可與384*288 17μm探測器攝像機適配；
5)光路總長∑≤14mm，光學後截距l′≥6mm；
適用譜線範圍：8μm~12μm。
在本實施例中，下表1中曲率半徑是指每個表面的曲率半徑，間距是指相鄰兩表面間的距離，舉例來說，表面S1的間距，即指表面S1與表面S2間的距離，S6的間距表示表面S6到成像面的距離。其中，S1表示負月牙形透鏡前側面的曲率半徑，S2表示負月牙形透鏡後側面的曲率半徑，S3表示正月牙形透鏡前側面的曲率半徑，S4表示正月牙形透鏡後側面的曲率半徑，S5表示雙凸透鏡前側面的曲率半徑，S6表示雙凸透鏡後側面的曲率半徑。S6的間距表示表面S6到成像面的距離。鏡片參數表如下表1，
表1。
非球面具體面型方程如下：
，
Z為非球面沿光軸方向在高度為r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為圓錐係數；A、B、C、D為高次非球面係數；
其中S3：c=1/R,R=9,k=0,A=-1.625E-005,B=6.431E-0.09,C=-2.0146E-010,D=3.5012E-013；
其中S5：c=1/R,R=44.5,k=0,A=-1.625E-005,B=6.431E-0.09,C=-2.0146E-010,D=3.5012E-013。
參考圖1和圖2及表1
一種超遠視距防眩光幹擾長波紅外光學無熱化車載鏡頭結構，包括主鏡筒2和設置於主鏡筒內的光學系統，所述光學系統包括沿光線入射方向自前向後依次設置的負月牙形透鏡A、正月牙形透鏡B以及雙凸透鏡C，所述主鏡筒的後端設置有用於壓置在雙凸透鏡後側面周部的後壓圈2。
本實施例中，所述負月牙形透鏡和正月牙形透鏡之間的空氣間隔為3.5mm，所述正月牙形透鏡和雙凸透鏡之間的空氣間隔為0.15mm。
本實施例中，所述主鏡筒內設置有位於負月牙形透鏡與正月牙形透鏡之間的第一隔圈1，所述正月牙形透鏡與雙凸透鏡之間設置有第二隔圈3。
本實施例中，所述主鏡筒的後端設置有內螺紋，所述後壓圈經內螺紋旋緊固定在主鏡筒內側。
本實施例中，所述負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡由Se60As40或鍺製作而成。
本實施例中，所述主鏡筒的內腔自前向後依次設置有內徑逐漸增大並對應用於安裝負月牙形透鏡、正月牙形透鏡以及雙凸透鏡的三個階梯部43，所述主鏡筒的前端內側還設置有用於抵接在負月牙形透鏡前側面周部的環形凸緣41。
本實施例中，所述主鏡筒的後端部還設置有外螺紋42，以便與M18X0.75-6g的螺紋牙和攝像機配合。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋範圍。