[实用新型]一种无热红外镜头

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理类，用于红外用途专门设计的光学物镜，尤指一种无热红外镜头。

背景技术

随着现代光学技术的发展，红外镜头已经普及，在军用和民用方面得到了广泛的应用，随着非制冷探测器技术的成熟，长波红外非制冷光学系统在军用和民用领域均得到了广泛的应用，由于红外光学材料的折射率温度系数较大，工作温度的剧烈变化会对红外光学系统有严重的影响，引起系统焦距变化、像面漂移、成像质量下降等问题，减小或消除温度对光学系统影赂的技术就是无热光学技术，针对这些特殊应用领域的红外光学系统必须进行无热设计，在设计的时候考虑温度变化对系统成像质量的影响，使得红外光学系统在一个较大的温度范围内均具有良好的成像质量。

目前的无热技术方案主要有三种：机械被动补偿，光机主动补偿和光学被动补偿，最早出现的也是最直接的方法是利用镜体材料的热膨胀来移动像面位置，用高膨胀系数的材料制做镜筒，用其热胀冷缩产生的轴向位移来补偿温度变化引起的焦面位移，通常此种方法准确度低且补偿范围有限；随后出现的光机主动式补偿方法，是通过温度传感器测得温度变化信息，再反馈给电机传动结构产生相应的位移量对后焦面做出相应的补偿，这种方法适合温度变化较大的情况或者变焦光学系统， 但是结构复杂、成本较高并且受机械准确度的影响，有一定滞后性；光学被动无热技术，利用具有特定特性的光学面型、光学材料特性实现无热化设计，该技术的温度补偿主要靠镜头内部光学零件相互补偿完成，无需外部附加零件或动力具有可靠性高、实时性等特点。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种无热红外镜头，通过四片透镜的合理布局，能到达73度的超广角和8%以下的低畸变，通过对第二透镜使用硫系玻璃和衍射光学结构设计，能适应-40～70℃的环境。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无热红外镜头，包括第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，其特征在于：沿光轴从物方至像方依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜，其中第一透镜为凸面朝向物方的弯月形透镜，第二透镜为双凸形透镜，第三透镜为凹面朝向物方的弯月形透镜，第四透镜为凸面朝向像方的平凸形透镜，第二透镜为硫系玻璃材料，第二透镜工作面加工有二元光学结构（DOE）。

工作原理：

本实用新型通过合理的光学结构设计，形成一个反摄远型的光学物镜结构，能达到73度的超广角，通过将第二透镜设计为硫系玻璃，并在该透镜上附加二元光学结构（DOE），实现无热，具有良好的光学无热效果，能使红外物镜的使用温度达到-40～70℃的大范围环境，同时本设备通过合理的光学结构设计，能将畸变降低到8%以下。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型通过合理的光学结构设计，形成一个反摄远型光学物镜结构，能达到73度的超广角；

2、通过将第二透镜设计为硫系玻璃，并在该透镜上附加二元光学结构（DOE），实现无热具有良好的光学无热效果，能使红外物镜的使用温度达到-40～70℃的大范围环境；

3、本设备通过合理的光学结构设计，能将畸变降低到8%以下。

附图说明

图1为一种无热红外镜头结构示意图；

图2为一种无热红外镜头场曲畸变图；

图3为一种无热红外镜头20℃时MTF图；

图4为一种无热红外镜头-40℃时MTF图；

图5为一种无热红外镜头60℃时MTF图；

图中1-第一透镜；2-第二透镜；3-第三透镜；4-第四透镜。

具体实施方式

   下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

实施例1