一种易于装调的可见光-近红外镜头的制作方法

本技术涉及可见光-近红外成像，尤其涉及一种易于装调的可见光-近红外镜头。

背景技术：

1、随着可见光-近红外成像技术在航空航天、遥感测绘、精密测量等高端领域的广泛应用，市场对成像系统的分辨率、环境适应性及装调便捷性提出了更高要求。为实现接近衍射极限的成像性能，现有技术通常采用两种优化路径：一是增加非球面透镜数量，虽能有效校正系统像差，但非球面加工成本高昂、工艺复杂度高，且难以加工复杂面型，制约了量产可行性；二是增加球面透镜数量，然而每新增一片透镜，会额外引入三个自由度的偏心误差及两个自由度的倾斜误差，导致系统失调量急剧上升，尤其在高速高空等恶劣工况下，多自由度的偏心与倾斜会严重劣化成像质量。

2、与此同时，上述应用场景常伴随极端温度波动，而温度变化会引发两大核心问题：一方面，光学材料的折射率会随温度变化产生显著偏移；另一方面，结构件的热胀冷缩会改变镜筒几何尺寸，两者共同作用导致光学系统发生离焦，最终造成像质下降。光学无热化技术作为解决方案，无需机械调焦即可实现高低温环境下的清晰成像，同时能减少装调复杂度，成为该领域的关键研发方向，但现有技术仍存在明显短板。

3、例如，专利cn209842210u公开的一种大视场无热化可见光镜头，仅能实现-40℃～+60℃的温度适配范围，难以满足极端环境的使用需求；且其采用六片单透镜与二片双胶合透镜的组合结构，镜片总数多、装调自由度高，显著降低了装配效率。另有文献“浸没式光刻机投影物镜超精密装调技术”明确指出，当镜片数量从20片增加至40片后，系统失调量增长，不仅导致装调工作超时，还需借助专用计算机辅助设备完成装配，间接大幅提升了装调成本与技术门槛。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种易于装调的可见光-近红外镜头，用以解决现有技术装调复杂的问题。

2、本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：该系统包括从物方至像方依次沿着光轴同轴设置的第一胶合透镜组件、第二胶合透镜组件、滤光片组件、保护窗口、探测器焦平面；

3、所述滤光片组件包括工装、可见光滤光片和近红外滤光片，所述可见光滤光片和所述近红外滤光片固定在所述工装上且呈90°～180°夹角，所述工装受控翻转以使所述可见光滤光片或所述近红外滤光片位于所述光轴上。

4、进一步的，所述第一胶合透镜组件的光焦度为正，包括胶合在一起的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜，其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为单透镜。

5、进一步的，所述第一胶合透镜组件中的第一透镜、第三透镜的光焦度为正，第二透镜、第四透镜的光焦度为负；所述第一透镜曲率半径小的面指向物方，所述第二透镜为双凹透镜，所述第三透镜曲率半径小的面指向物方，所述第四透镜的凹面指向像方。

6、进一步的，所述第一透镜的材料为h-fk61，所述第二透镜的材料为h-zf1，所述第三透镜的材料为h-zbaf20，所述第四透镜的材料为h-lak51a。

7、进一步的，在所述第四透镜的靠近像方的表面设置光阑。

8、进一步的，所述第二胶合透镜组件的光焦度为负，包括胶合在一起的第五透镜、第六透镜及第七透镜，其中，第五透镜、第六透镜及第七透镜均为单透镜。

9、进一步的，所述第二胶合透镜组件中的第五透镜的光焦度为正，第六透镜、第七透镜的光焦度为负；所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜为双凹透镜，曲率半径小的面指向物方，所述第七透镜为弯月透镜，曲率半径大的面指向物方。

10、进一步的，所述第五透镜的材料为h-bak6，所述第六透镜的材料为h-zk3，所述第七透镜的材料为h-zpk7。

11、进一步的，所述滤光片组件设置在所述第七透镜与所述保护窗口之间，所述可见光滤光片和所述近红外滤光片厚度不同。

12、进一步的，所述第一胶合透镜组件、第二胶合透镜组件均为球面镜。

13、与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

14、1、通过采用两个由多个透镜组合的胶合透镜，代替多个单球面镜片，装配数量少，装调的自由度少，能够减小装调复杂性，节约成本、简化了结构、易于装调；

15、2、通过选用具有不同折射率温度系数的镜片材料搭配，温度敏感性相互配合，中和温度导致的像面偏移，各个镜片的光焦度分配相互匹配，温度变化时两者的离焦效应相互抵消，实现了镜头在高低温-55℃～+70℃环境下不会产生离焦，实现了光学无热化；

16、3、通过滤光片的90度翻转实现可见光到近红外波段的切换，，相比于之前径向切入切出的产品，减小了产品的径向空间尺寸。

17、本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

1.一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述可见光-近红外镜头包括从物方至像方依次沿着光轴同轴设置的第一胶合透镜组件、第二胶合透镜组件、滤光片组件、保护窗口、探测器焦平面；

2.根据权利要求1所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组件的光焦度为正，包括胶合在一起的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜，其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均为单透镜。

3.根据权利要求2所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组件中的第一透镜、第三透镜的光焦度为正，第二透镜、第四透镜的光焦度为负；所述第一透镜曲率半径小的面指向物方，所述第二透镜为双凹透镜，所述第三透镜曲率半径小的面指向物方，所述第四透镜的凹面指向像方。

4.根据权利要求2所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第一透镜的材料为h-fk61，所述第二透镜的材料为h-zf1，所述第三透镜的材料为h-zbaf20，所述第四透镜的材料为h-lak51a。

5.根据权利要求2所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，在所述第四透镜的靠近像方的表面设置光阑。

6.根据权利要求1所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第二胶合透镜组件的光焦度为负，包括胶合在一起的第五透镜、第六透镜及第七透镜，其中，第五透镜、第六透镜及第七透镜均为单透镜。

7.根据权利要求6所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第二胶合透镜组件中的第五透镜的光焦度为正，第六透镜、第七透镜的光焦度为负；所述第五透镜为双凸透镜，所述第六透镜为双凹透镜，曲率半径小的面指向物方，所述第七透镜为弯月透镜，曲率半径大的面指向物方。

8.根据权利要求6所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第五透镜的材料为h-bak6，所述第六透镜的材料为h-zk3，所述第七透镜的材料为h-zpk7。

9.根据权利要求8所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述滤光片组件设置在所述第七透镜与所述保护窗口之间，所述可见光滤光片和所述近红外滤光片厚度不同。

10.根据权利要求1所述的一种易于装调的可见光-近红外镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组件、第二胶合透镜组件均为球面镜。