本申请涉及光学元件领域,更具体地,涉及一种长波红外双视场镜头。
背景技术:
1、随着红外技术的不断发展,市场对长波红外镜头的需求越来越高,目前在红外精准测量领域,普遍需要双视场和连续变焦镜头来实现。双视场红外光学系统具有大小不同两个视场,大视场可用于大范围搜索目标,小视场可用于放大目标,对目标进行识别、跟踪或瞄准。相比于连续变焦红外光学系统,双视场红外光学系统的结构较简单,系统仅通过透镜组之间的间隔改变,便可实现双视场间的切换,且成像质量好,切换速度快、装调容易,因而得到广泛的应用。
2、普通双视场系统都是常规焦距段,无法同时对常规物体和极小的物体或极近距离的物体进行精准识别,难以兼顾对小目标进行检测,如光纤、电子烟加热丝、集成芯片等电子器件。然而微距镜头难以定位大范围搜索目标,因此需要设计一种可实现双视场切换且能够检测小目标的镜头。
技术实现思路
1、本申请提供了一种长波红外双视场镜头,该镜头沿光轴由物侧至像侧依次可包括:具有光焦度的第一透镜、具有光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜,其中,所述第二透镜可以在所述第一透镜和所述第三透镜之间沿所述光轴方向移动,以实现所述长波红外双视场镜头在第一物距状态和第二物距状态的视场切换,所述第一物距状态为微距状态。
2、在一个实施方式中,所述镜头在所述第一物距状态或所述第二物距状态的f数≤1.3。
3、在一个实施方式中,所述第一透镜至所述第四透镜的材质均为锗。
4、在一个实施方式中,所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜分别具有至少一个非球面;所述第四透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面或凸面。
5、在一个实施方式中,所述第四透镜的像侧面至所述镜头的像面沿所述光轴的距离d1与所述第一透镜的物侧面至所述像面沿所述光轴的距离ttl可满足:0.1<d1/ttl<0.5。
6、在一个实施方式中,所述镜头处于所述第一物距状态时,所述镜头的物距ttl1可满足:80mm≤|ttl1|≤100mm。
7、在一个实施方式中,所述第一透镜的有效焦距f1和所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs可满足:|f1/fs|≤4。
8、在一个实施方式中,所述第二透镜的有效焦距f2和所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs可满足:|f2/fs|≤3。
9、在一个实施方式中,所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距f3与所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs可满足:0.3<|f3/fs|<3。
10、在一个实施方式中,所述第二透镜在所述第一透镜与所述第三透镜之间沿所述光轴方向能够移动的移动量ttl2可满足:1mm<|ttl2|<14mm。
11、在一个实施方式中,所述镜头处于所述第二物距状态时,所述镜头的物距为无穷,所述镜头的水平视场角hfov可满足:hfov≤25°。
12、在一个实施方式中,所述第一透镜的物侧面至所述镜头的像面沿所述光轴的距离ttl与所述第一透镜的有效焦距f1可满足:0.5<|ttl/f1|<2。
13、在一个实施方式中,所述镜头具有可变光阑,所述可变光阑的口径d2可满足:d2<22mm。
14、根据本申请示例性实施方式的长波红外双视场镜头通过设置沿光轴由物侧至像侧依序排列的具有光焦度的第一透镜、具有光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜,并设置镜头的视场改变可通过使第二透镜沿光轴移动来实现,具体而言,通过使第二透镜在第一透镜和第三透镜之间沿光轴方向移动,来实现长波红外双视场镜头在第一物距状态和第二物距状态的视场切换,其中,镜头的第一物距状态为微距状态。可以实现微距镜与例如水平25°镜头组合,可以在观测目标变化较大的环境中使用,镜头在从水平25°搜索目标到微距精准定位过程中,在固定位置快速切换,避免切换镜头造成的误差。同时,微距镜头可以解决常规双视场镜头无法对极小的物体或极近距离的物体进行精准识别的问题,增加检测精度。
15、此外,本申请提供的长波红外双视场镜头采用全锗玻璃,由于锗材料本身的热膨胀系数小,可以实现镜头在-40°~+80°温度范围内稳定成像且性能优异,使得该镜头可在温度变化较大的场所内正常工作。同时,设计采用全锗玻璃,在测温精度方面较硫系材料或其他材料具有更高的精度。
16、本申请提供的长波红外双视场镜头采用的可变光阑结构,可以在超高温度状态下工作,相比于非可变光阑镜头具有更宽的观测范围,也可保护镜头,减少使用成本支出。
1.一种长波红外双视场镜头,其特征在于,沿光轴由物侧至像侧依次包括:
2.根据权利要求1所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述镜头在所述第一物距状态或所述第二物距状态的f数≤1.3。
3.根据权利要求1所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第一透镜至所述第四透镜的材质均为锗。
4.根据权利要求1所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜分别具有至少一个非球面;所述第四透镜的物侧面为凸面,像侧面为凹面或凸面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第四透镜的像侧面至所述镜头的像面沿所述光轴的距离d1与所述第一透镜的物侧面至所述像面沿所述光轴的距离ttl满足:0.1<d1/ttl<0.5。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述镜头处于所述第一物距状态时,所述镜头的物距ttl1满足:80mm≤|ttl1|≤100mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第一透镜的有效焦距f1和所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs满足:
8.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第二透镜的有效焦距f2和所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs满足:
9.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距f3与所述镜头处于所述第二物距状态时的有效焦距fs满足:
10.根据权利要求1至4中任一项所述的长波红外双视场镜头,其特征在于,所述第二透镜在所述第一透镜与所述第三透镜之间沿所述光轴方向能够移动的移动量ttl2满足:1mm<|ttl2|<14mm。
