一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及物理類，用于紅外用途專門設(shè)計(jì)的光學(xué)物鏡，尤指一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]魚眼鏡頭是一種焦距較短、視角120°或更大的鏡頭，它是一種極端的廣角鏡頭，“魚眼鏡頭”是它的俗稱，為使鏡頭達(dá)到最大的攝影視角，這種攝影鏡頭的前鏡片工作面半徑很小且呈拋物狀向鏡頭前部凸出，與魚的眼睛頗為相似，“魚眼鏡頭”因此而得名，魚眼鏡頭屬于超廣角鏡頭中的一種特殊鏡頭，它的視角力求達(dá)到或超出人眼所能看到的范圍，因設(shè)計(jì)復(fù)雜程度及成本原因，魚眼鏡頭有較大畸變，魚眼鏡頭與人們眼中的真實(shí)世界的景象存在很大的差別，因?yàn)槲覀冊趯?shí)際生活中看見的景物是有規(guī)則的固定形態(tài)，而通過魚眼鏡頭產(chǎn)生的畫面效果則超出了這一范疇。
[0003]眾所周知，焦距越短，視角越大，因光學(xué)原理產(chǎn)生的變形也就越強(qiáng)烈，為了達(dá)到120度以上的超大視角，魚眼鏡頭的設(shè)計(jì)者不得不作出犧牲，即允許這種變形(桶形畸變)的合理存在，其結(jié)果是除了畫面中心的景物保持不變，其他本應(yīng)水平或垂直的景物都發(fā)生了相應(yīng)的變化也正是這種強(qiáng)烈的視覺效果為那些富于想像力和勇于挑戰(zhàn)的攝影者提供了展示個(gè)人創(chuàng)造力的機(jī)會，但對于工業(yè)或測量等應(yīng)用是十分不利的。
[0004]設(shè)計(jì)超廣角的紅外魚眼鏡頭光學(xué)系統(tǒng)所面臨的問題是軸外像差難以消除，像面邊緣像質(zhì)差、照度太低、畸變大，不利于工業(yè)或測量應(yīng)用；傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鏡片數(shù)量多，造成系統(tǒng)透過率低、系統(tǒng)分辨率也低，有必要探索新的紅外魚眼鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，該鏡頭設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，通過對光路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，簡化鏡頭內(nèi)部鏡片數(shù)量，通過將三片透鏡組合起來達(dá)到150度的超廣角，通過將第一透鏡凹面設(shè)計(jì)為非球面對像散進(jìn)行有效的校正，通過將第二透鏡凸面設(shè)計(jì)為非球面對球差進(jìn)行矯正。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，包括第一透鏡，第二透鏡，第三透鏡，其特征在于:第一透鏡為負(fù)光焦度的彎月形鏡片，第一透鏡凸面朝向物方，第一透鏡凹面為非球面鏡，第二透鏡為正光焦度的彎月形鏡片，第二透鏡凸面朝向像方，第二透鏡凸面為非球面鏡，第三透鏡為正光焦度的平凸形鏡片，第三透鏡凸面朝向像方。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述長波紅外鏡頭的焦距是3.2，長波紅外鏡頭的F數(shù)是1.0，工作波段7-14 μ m。
[0008]工作原理:
[0009]本實(shí)用新型通過合理的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一個(gè)反攝遠(yuǎn)型的光學(xué)結(jié)構(gòu)，減少魚眼長波紅外鏡頭鏡片數(shù)量，通過三片鏡頭的合理布局，達(dá)到150度超廣角視角設(shè)計(jì)，減少鏡片的數(shù)量，增強(qiáng)鏡頭的光能透過率，保證良好的成像效果，降低魚眼鏡頭的生產(chǎn)難度，通過將第一透鏡凹面設(shè)計(jì)為非球面能對像散等軸外像差進(jìn)行有效的校正，通過將第二透鏡凸面設(shè)計(jì)為非球面能對球差進(jìn)行校正，達(dá)到一個(gè)良好的成像效果。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0011]1、通過合理的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少魚眼長波紅外鏡頭鏡片數(shù)量，通過三片鏡頭的合理布局，達(dá)到150度超廣角視角設(shè)計(jì)，減少鏡片的數(shù)量，增強(qiáng)鏡頭的光能透過率，保證良好的成像效果，降低魚眼鏡頭的生產(chǎn)難度；
[0012]2、通過將第一透鏡凹面設(shè)計(jì)為非球面能對像散等軸外像差進(jìn)行有效的校正；
[0013]3、通過將第二透鏡凸面設(shè)計(jì)為非球面能對球差進(jìn)行校正，孔徑光闌位于該面。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭的MTF圖；
[0016]圖3為一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭的相對照度圖；
[0017]圖4為一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭的場曲及畸變圖；
[0018]圖中1-第一透鏡；2_第二透鏡；3_第三透鏡；4_非球面。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1、圖2、圖3、圖4所示一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，包括第一透鏡I，第二透鏡2，第三透鏡3，其特征在于:第一透鏡I為負(fù)光焦度的彎月形鏡片，第一透鏡I凸面朝向物方，第一透鏡I凹面為非球面4，第二透鏡2為正光焦度的彎月形鏡片，第二透鏡2凸面朝向像方，第二透鏡2凸面為非球面4，第三透鏡3為正光焦度的平凸形鏡片，第三透鏡3凸面朝向像方，本實(shí)用新型通過合理的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一個(gè)反攝遠(yuǎn)型式的物鏡結(jié)構(gòu)，減少魚眼長波紅外鏡頭鏡片數(shù)量，通過三片鏡頭的合理布局，達(dá)到150度超廣角視角設(shè)計(jì)，降低鏡片的數(shù)量，增強(qiáng)鏡頭的光能透過率，保證良好的成像效果，降低魚眼鏡頭的生產(chǎn)難度，通過將第一透鏡凹面設(shè)計(jì)為非球面等軸外像差進(jìn)行有效的校正，通過將第二透鏡凸面設(shè)計(jì)為非球面非球面能對球差進(jìn)行校正，達(dá)到一個(gè)良好的成像效果。
[0022]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述長波紅外鏡頭的焦距是3.2，長波紅外鏡頭的F數(shù)是1.0，工作波段7-14 μ m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，包括第一透鏡(I )，第二透鏡(2)，第三透鏡(3)，其特征在于:第一透鏡(I)為負(fù)光焦度的彎月形鏡片，第一透鏡(I)凸面朝向物方，第一透鏡(I)凹面為非球面(4)，第二透鏡(2)為正光焦度的彎月形鏡片，第二透鏡(2)凸面朝向像方，第二透鏡(2)凸面為非球面(4)，第三透鏡(3)為正光焦度的平凸形鏡片，第三透鏡⑶凸面朝向像方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，其特征在于:所述長波紅外鏡頭的焦距是3.2，長波紅外鏡頭的F數(shù)是1.0，工作波段7-14 μ m。
【專利摘要】一種三片式150度魚眼長波紅外鏡頭，其特征在于：第一透鏡為負(fù)光焦度的彎月形鏡片，第一透鏡凸面朝向物方，第一透鏡凹面為非球面，第二透鏡為正光焦度的彎月形鏡片，第二透鏡凸面朝向像方，第二透鏡凸面為非球面，第三透鏡為正光焦度的平凸形鏡片，第三透鏡凸面朝向像方，本實(shí)用新型通過合理的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成一個(gè)反攝遠(yuǎn)型式的物鏡結(jié)構(gòu)，減少魚眼長波紅外鏡頭鏡片數(shù)量，通過三片鏡頭的合理布局，達(dá)到150度超廣角視角設(shè)計(jì)，降低鏡片的數(shù)量，增強(qiáng)鏡頭的光能透過率，降低魚眼鏡頭的生產(chǎn)難度，通過將第一透鏡凹面設(shè)計(jì)為非球面等軸外像差進(jìn)行有效的校正，通過將第二透鏡凸面設(shè)計(jì)為非球面非球面能對球差進(jìn)行校正，達(dá)到一個(gè)良好的成像效果。
【IPC分類】G02B13-14, G02B13-06, G02B13-18
【公開號】CN204462517
【申請?zhí)枴緾N201520143256
【發(fā)明人】金有平, 張瑩昭, 吳駿原, 王超, 陶志忠, 董衛(wèi)東, 李楠, 梁燕萍, 師繼猛, 唐新成
【申請人】昆明全波紅外科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月13日