一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头

本发明涉及微光夜视镜头领域，具体而言，涉及一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头。

背景技术：

1、随着现代光学探测技术的发展，微光夜视镜头在军事、刑侦、安防等特殊领域有无可比拟的优势。于是，微光成像镜头要求成像效果清晰，对镜头的畸变、成像传递函数、尺寸大小以及重量都有较为严苛的要求。

2、中国发明专利申请号：cn202311016771.5所提出的一种微光夜视镜头，包括中空的筒体；筒体内表面沿着其轴向延伸方向顺次设置有相互连通的若干过渡段；若干透镜单元，沿着筒体的中心轴方向顺次且间隔的设置在筒体内表面的不同位置；ccd单元设置在筒体轴向方向的一端并位于该处的透镜单元的出光侧，并与筒体间隔设置，所述ccd单元的径向尺寸不超过筒体轴向方向的另一端透镜单元的直径。

3、但是现有的微光夜视镜头。在使用的过程中存在一些不足之处仍需要进行改进，传统技术中的微光成像镜头存在通光率低，温度适应性不高、体积和重量大等问题，造成头盔用的效果不佳缺陷。因此我们对此做出改进，提出一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于提供一种头盔用高清微光夜视镜头，该镜头具有结构简单、易加工、通光率高、微光下成像清晰度高，极大地促进头盔用微光夜视镜头的实际应用。小尺寸的设计极大地减轻了战场作战人员的头部负担，宽波段配合高感光的传感器，能够实现日夜共焦，白天和黑夜的环境下都具有良好的目标探测能力。镜头目前可搭载1080p的cmos传感器，整体集成度较高，能够稳定提供高清的图像输出。较宽温度工作范围提高了系统的环境适应性，本发明在军用光电探测领域具有广泛的应用前景。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种头盔用高清微光夜视镜头，该微光夜视镜头具有以下特征：所述微光镜头的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有第一透镜g1，第二透镜g2，第三透镜g3，第四透镜g4，第五透镜g5，第六透镜g6，第七透镜g7。

3、作为本发明进一步的技术方案，所述第一弯月透镜g1和所述第二弯月透镜g2以及所述第七弯月透镜g7均为弯月透镜，所述第三平凹透镜g3为平凹透镜，所述第四双凸透镜g4及所述第六双凸透镜g6为双凸透镜，所述第五双凹透镜g5为双凹透镜，所述第四双凸透镜g4和第五双凹透镜g5组合成胶合透镜j1。

4、作为本发明进一步的技术方案，所述第一弯月透镜g1厚度为0.6mm，前表面曲率半径为3.1mm，后表面曲率半径为2.1mm，光学材料为h-f13。

5、作为本发明进一步的技术方案，所述第二弯月透镜g2厚度为1.0，前表面曲率半径为3.0mm，后表面曲率半径为10mm，光学材料为h-lak12。

6、作为本发明进一步的技术方案，所述第三平凹透镜g3厚度为0.6mm，前表面曲率半径为-130mm，后表面曲率半径为5mm，光学材料为h-k10。

7、作为本发明进一步的技术方案，所述第四双凸透镜g4厚度为1.3mm，前表面曲率半径为5.3mm，后表面曲率半径为1.7mm，光学材料为h-laf508。

8、作为本发明进一步的技术方案，所述第五双凹透镜g5厚度为0.5mm，前表面曲率半径为-1.7mm，后表面曲率半径为10.7mm，光学材料为h-zf10。

9、作为本发明进一步的技术方案，所述第六双凸透镜g6厚度为0.8mm，前表面曲率半径为77mm，后表面曲率半径为-4.5mm，光学材料为h-zlaf4la。

10、作为本发明进一步的技术方案，所述第七弯月透镜g7厚度为1.0mm，前表面曲率半径为-2.1mm，后表面曲率半径为-7mm，光学材料为h-bak7a。

11、本发明所述头盔用宽温域高清微光夜视镜头构成的微光夜视光学系统，其光学指标具有：(1)焦距等于6.56mm；(2)畸变小于3.5％；(3)-45℃至60℃的成像质量与常温下相同；(4)光谱范围为0.45um到0.85um，具备夜视兼容能力；(5)总长10.4mm；(6)像素尺寸4um，可搭配1920*1080分辨率的1/1.8英寸图像传感器；(8)全视场角度为66.4°；(9)成像质量mtf在125lp/mm全视场大于0.38，中心视场大于0.48。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果：在本发明的方案中：本发明优点及有益效果如下：

13、本发明提出的一种头盔用高清微光夜视镜头采用双高斯对称结构设计，通过合理分配镜片的光焦度及间隔排布，最大程度的减少了镜片的数量与尺寸大小，镜头的口径小于5mm，总长不大于10.5mm，同时该双高斯对称结构设计极大地改善了系统的畸变，使其成像畸变低于3.5％。

14、本发明提出的一种头盔用高清微光夜视镜头采用7片全玻璃材料设计使得其在-45℃到+60℃的成像质量与常温基本相同，在降低镜头结构复杂性的同时，极大地提高其环境适应性。

15、本发明提出的一种头盔用高清微光夜视镜头工作波长为0.45um到0.8um，具备夜视兼容能力。

16、本发明提出的一种头盔用高清微光夜视镜头在极限频率125lp/mm处中心视场mtf大于0.48，全视场的mtf均大于0.38，具备较好的成像质量，搭配1920*1080的国产高感光传感器可实现高分辨的图像输出。

技术特征：

1.一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，包括镜头本体，其特征在于，所述镜头本体包括7片球面玻璃透镜，所述镜头本体的光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设置有第一弯月透镜g1，第二弯月透镜g2，第三平凹透镜g3，第四双凸透镜g4，第五双凹透镜g5，第六双凸透镜g6，第七弯月透镜g7，所述镜头本体采用双高斯对称结构。

2.根据权利要求1所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第一弯月透镜g1和所述第二弯月透镜g2以及所述第七弯月透镜g7均为弯月透镜，所述第三平凹透镜g3为平凹透镜，所述第四双凸透镜g4及所述第六双凸透镜g6为双凸透镜，所述第五双凹透镜g5为双凹透镜，所述第四双凸透镜g4和第五双凹透镜g5组合成胶合透镜j1。

3.根据权利要求2所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第一弯月透镜g1厚度为0.6mm，前表面曲率半径为3.1mm，后表面曲率半径为2.1mm，光学材料为h-f13；所述第二弯月透镜g2厚度为1.0，前表面曲率半径为3.0mm，后表面曲率半径为10mm，光学材料为h-lak12。

4.根据权利要求3所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第三平凹透镜g3厚度为0.6mm，前表面曲率半径为-130mm，后表面曲率半径为5mm，光学材料为h-k10；所述第四双凸透镜g4厚度为1.3mm，前表面曲率半径为5.3mm，后表面曲率半径为1.7mm，光学材料为h-laf508。

5.根据权利要求4所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第五双凹透镜g5厚度为0.5mm，前表面曲率半径为-1.7mm，后表面曲率半径为10.7mm，光学材料为h-zf10；所述第六双凸透镜g6厚度为0.8mm，前表面曲率半径为77mm，后表面曲率半径为-4.5mm，光学材料为h-zlaf4la。

6.根据权利要求5所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第七弯月透镜g7厚度为1.0mm，前表面曲率半径为-2.1mm，后表面曲率半径为-7mm，光学材料为h-bak7a。

7.根据权利要求6所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述第三平凹透镜g3和第四双凸透镜g4之间是系统孔径光阑，所述三平凹透镜g3后表面到孔径光阑的空气间隔是0.1mm，孔径光阑到所述第四双凸透镜g4前表面的距离是0.2mm。

8.根据权利要求7所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述镜头本体的口径小于5mm，所述镜头本体的总长小于10.5mm。

9.根据权利要求8所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，其特征在于，所述镜头本体工作波长为0.45um到0.8um，且夜视兼容。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头构成的微光夜视光学系统，其特征在于，所述镜头本体极限频率125lp/mm处中心视场mtf大于0.48，全视场的mtf均大于0.38，焦距等于6.56mm；所述镜头本体畸变小于3.5％；所述镜头本体光谱范围为0.45um到0.85um，所述镜头本体像素尺寸4um，所述镜头本体搭配1920*1080分辨率的1/1.8英寸图像传感器；全视场角度为66.4°。

技术总结本发明提供了一种头盔用宽温域高清微光夜视镜头，包括镜头本体，所述镜头本体由7片球面玻璃透镜组成，光线自左向右经透镜组消像差和矫正后，达到镜头后方图像传感器上。镜头采用双高斯对称结构，进一步减少镜片数量和体积，可以实现镜头的小型化；采用7块全玻璃材料，使得其在‑45℃到+60℃的成像质量与常温基本相同，实现镜头的无热化低畸变特性；工作波长从0.45um到0.8um，同时具备夜视兼容能力，实现日夜两用的高分辨率成像；透镜采用环境适应性高的全玻璃球面设计，具有结构简单、加工难度低，可以实现降低镜头的成本的同时极大增强实用性，适合规模生产。该发明对拓展宽温域头盔用高清微光夜视镜头的应用具有重要价值。技术研发人员：程瑞剑受保护的技术使用者：江西省科学院应用物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11