一种远红外光学系统及远红外光学镜头的制作方法

本申请涉及远红外光学系统领域，尤其涉及一种远红外光学系统及远红外光学镜头。

背景技术：

1、为获得较高的成像质量，现有技术中的远红外光学系统通常设置多片镜片，但设置多片镜片通常会增大远红外光学系统的成本，并且还会导致远红外光学系统的体积增大，即，现有技术中的远红外光学系统通常难以同时兼顾成像质量较高、成本较低以及体积较小的优点。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种远红外光学系统及远红外光学镜头，旨在提供一种成像质量较高、成本较低以及体积较小的远红外光学系统。

2、根据本申请实施例的一方面，公开了一种远红外光学系统，所述远红外光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：折射透镜和超透镜，所述折射透镜为正透镜，所述折射透镜靠近所述物侧的面凸向所述物侧，所述折射透镜靠近所述像侧的面凸向所述物侧；所述超透镜为正透镜，所述超透镜包括基底和微纳结构，所述基底沿所述光轴由所述物侧至所述像侧方向的两侧均设有所述微纳结构，所述微纳结构的高度和宽度之比为所述微纳结构的深宽比，所述微纳结构的深宽比大于或等于5。

3、在一些实施例中，所述折射透镜为非球面透镜。

4、在一些实施例中，所述远红外光学系统满足：其中，所述折射透镜靠近所述物侧的面为所述折射透镜的前表面，所述折射透镜靠近所述像侧的面为所述折射透镜的后表面；所述r1为所述折射透镜的前表面的有效半径，所述r2为所述折射透镜的后表面的有效半径，所述r1为所述折射透镜的前表面的曲率半径，所述r2为所述折射透镜的后表面的曲率半径，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fa1为所述折射透镜的焦距。

5、在一些实施例中，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述rmr1为所述超透镜的前表面的有效半径，所述fmr1为所述超透镜的前表面的焦距，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述为所述超透镜的前表面的最大相位差的绝对值。

6、在一些实施例中，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述rmr2为所述超透镜的后表面的有效半径，所述fmr2为所述超透镜的后表面的焦距，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述为所述超透镜的后表面的最大相位差的绝对值。

7、在一些实施例中，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述fmr1为所述超透镜的前表面的焦距，所述fmr2为所述超透镜的后表面的焦距，所述为所述超透镜的前表面的最大相位差的绝对值，所述为所述超透镜的后表面的最大相位差的绝对值。

8、在一些实施例中，所述远红外光学系统满足：其中，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述d为所述远红外光学系统的入瞳直径。

9、在一些实施例中，

10、在一些实施例中，所述远红外光学系统满足：其中，所述bfl为所述远红外光学系统的光学后焦，所述ttl为所述远红外光学系统的光学总长，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fa1为所述折射透镜的焦距。

11、在一些实施例中，所述远红外光学系统满足：其中，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fov为所述远红外光学系统的视场角，所述imgh为所述远红外光学系统的像面的成像区域的对角线长度的二分之一。

12、在一些实施例中，所述远红外光学系统还包括光阑，所述光阑设置于所述折射透镜和所述超透镜之间，或者，所述光阑设置于所述折射透镜靠近所述物侧的一侧。

13、本申请实施例的第二方面提供了一种远红外光学镜头，远红外光学镜头包括成像探测器和如上述任一项所述的远红外光学系统。

14、本申请所提供的远红外光学系统包括一片折射透镜和一片超透镜，远红外光学系统所使用的镜片数目相对较少，可降低远红外光学系统的生产成本。基底沿光轴由物侧至像侧方向的两侧均设有微纳结构，微纳结构的深宽比大于或等于5，使得超透镜对光线具有符合预期的偏折能力，使得远红外光学系统具有较佳成像质量。并且，远红外光学系统的光学总长相对较短，有利于远红外光学系统对应的镜头的小型化。本申请提供的远红外光学系统可同时兼顾成像质量较高、成本较低以及体积较小的优点。

技术特征：

1.一种远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：折射透镜和超透镜，所述折射透镜为正透镜，所述折射透镜靠近所述物侧的面凸向所述物侧，所述折射透镜靠近所述像侧的面凸向所述物侧；所述超透镜为正透镜，所述超透镜包括基底和微纳结构，所述基底沿所述光轴由所述物侧至所述像侧方向的两侧均设有所述微纳结构，所述微纳结构的高度和宽度之比为所述微纳结构的深宽比，所述微纳结构的深宽比大于或等于5。

2.根据权利要求1所述的远红外光学系统，其特征在于，所述折射透镜为非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统满足：其中，所述折射透镜靠近所述物侧的面为所述折射透镜的前表面，所述折射透镜靠近所述像侧的面为所述折射透镜的后表面；所述r1为所述折射透镜的前表面的有效半径，所述r2为所述折射透镜的后表面的有效半径，所述r1为所述折射透镜的前表面的曲率半径，所述r2为所述折射透镜的后表面的曲率半径，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fa1为所述折射透镜的焦距。

4.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述rmr1为所述超透镜的前表面的有效半径，所述fmr1为所述超透镜的前表面的焦距，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述为所述超透镜的前表面的最大相位差的绝对值。

5.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述rmr2为所述超透镜的后表面的有效半径，所述fmr2为所述超透镜的后表面的焦距，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述为所述超透镜的后表面的最大相位差的绝对值。

6.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述超透镜满足：其中，所述超透镜靠近所述物侧的面为所述超透镜的前表面，所述超透镜靠近所述像侧的面为所述超透镜的后表面；所述fmr1为所述超透镜的前表面的焦距，所述fmr2为所述超透镜的后表面的焦距，所述为所述超透镜的前表面的最大相位差的绝对值，所述为所述超透镜的后表面的最大相位差的绝对值。

7.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统满足：其中，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述d为所述远红外光学系统的入瞳直径。

8.根据权利要求7所述的远红外光学系统，其特征在于，

9.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统满足：其中，所述bfl为所述远红外光学系统的光学后焦，所述ttl为所述远红外光学系统的光学总长，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fa1为所述折射透镜的焦距。

10.根据权利要求2所述的远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统满足：其中，所述f为所述远红外光学系统的有效焦距，所述fov为所述远红外光学系统的视场角，所述imgh为所述远红外光学系统的像面的成像区域的对角线长度的二分之一。

11.根据权利要求1-10任一项所述的远红外光学系统，其特征在于，所述远红外光学系统还包括光阑，所述光阑设置于所述折射透镜和所述超透镜之间，或者，所述光阑设置于所述折射透镜靠近所述物侧的一侧。

12.一种远红外光学镜头，其特征在于，包括成像探测器和如权利要求1-11任一项所述的远红外光学系统。

技术总结
本申请公开了一种远红外光学系统及远红外光学镜头，远红外光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：折射透镜和超透镜，折射透镜为正透镜，折射透镜靠近物侧的面凸向物侧，折射透镜靠近像侧的面凸向物侧；超透镜为正透镜，超透镜包括基底和微纳结构，基底沿光轴由物侧至像侧方向的两侧均设有微纳结构，微纳结构的深宽比大于或等于5，使得超透镜对光线具有符合预期的偏折能力，使得远红外光学系统具有较佳成像质量。远红外光学系统所使用的镜片数目相对较少，可降低远红外光学系统的生产成本。并且，远红外光学系统的光学总长相对较短，有利于远红外光学系统对应的镜头的小型化。

技术研发人员：古双雨,林合山,郝成龙,谭凤泽,朱健
受保护的技术使用者：深圳迈塔兰斯科技有限公司
技术研发日：20240514
技术公布日：2025/3/31