[实用新型]轻量化连续变焦非制冷红外热像仪

说明书

本实用新型公开了一种轻量化连续变焦非制冷红外热像仪，包括连续变焦红外光学镜头和红外成像组件，所述的连续变焦红外光学镜头由五片组成，从物方到像方依次为：前固定的正弯月透镜、可移动的双凹透镜、可移动的正弯月透镜、后固定的负弯月透镜、后固定的正弯月透镜。通过采用五片镜片的结构，使结构更为紧凑，体积小，重量轻、成本低。优选的方案中，利用二元光学技术精心设计连续变焦红外光学镜头，光圈F数达1.0，匹配大矩阵小像元红外成像组件，使得仪器分辨率高，适用范围宽广。设置的衍射光学结构，能够实现高阶像差的校正，消除色差及抗温变功能；实现任意波前调制。设置的调焦结构紧凑，在调焦过程中不改变镜头的体积。

技术领域

本实用新型涉及红外热成像技术领域，特别是一种轻量化连续变焦非制冷红外热像仪。

背景技术

相对于传统的制冷型热成像系统，非制冷红外热成像系统具有性价比高、体积小、重量轻、功耗低等优点，在红外热成像系统的发展中占据着举足轻重的地位。而红外连续变焦成像系统因具有连续可变的视场，可对目标进行连续跟踪，逐渐在非制冷红外热成像系统的技术发展中获得更大的关注。

在国内现有的连续变焦非制冷红外镜头中，其结构较为复杂，需要很多镜片，不仅影响了探测距离，而且成本高，不利于系统轻量化设计。例如中国专利文献CN104991332A即记载了一种连续变焦非制冷红外热像仪，即采用了7片镜片，这影响了仪器的体积。

现有技术中，连续变焦红外镜头主要适用于分辨率为320×256,384×288及像元尺寸≥25µm的非制冷探测器组件，难于满足非制冷红外系统高分辨率的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轻量化连续变焦非制冷红外热像仪，能够减轻仪器重量，减小体积，降低成本，在优选的方案中，能够校正像差、色差等影像缺陷，能够实现快速对焦，提高成像精度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种轻量化连续变焦非制冷红外热像仪，包括连续变焦红外光学镜头和红外成像组件，所述的连续变焦红外光学镜头由五片组成，从物方到像方依次为：前固定的正弯月透镜、可移动的双凹透镜、可移动的正弯月透镜、后固定的负弯月透镜、后固定的正弯月透镜。

优选的方案中，所述的正弯月透镜的第二面和可移动的正弯月透镜的第一面为非球面，在正弯月透镜的第二面和可移动的正弯月透镜的第一面设有衍射光学结构。

优选的方案中，所述的衍射光学结构为同心环状的微浮雕光栅结构。

优选的方案中，所述的连续变焦红外光学镜头F数为1.0；

透镜材料均为锗单晶。

优选的方案中，所述的红外成像组件为非制冷焦平面阵列，分辨率为640×512，像元间距为17µm。

优选的方案中，连续变焦红外光学镜头的参数为：

前固定的正弯月透镜第一面曲率半径405.5mm，第二面曲率半径2096.06mm，厚度9mm，空气间隔89.292mm；

可移动的双凹透镜第一面曲率半径-405.5mm，第二面曲率半径912mm，厚度5mm，空气间隔42.509mm；

可移动的正弯月透镜第一面曲率半径87.23mm，第二面曲率半径184.67mm，厚度8.2mm，空气间隔5.029mm；

后固定的负弯月透镜第一面曲率半径35.16mm，第二面曲率半径26.42mm，厚度5mm，空气间隔24.4mm；

后固定的正弯月透镜第一面曲率半径52.405mm，第二面曲率半径76.16mm，厚度5mm，空气间隔12mm。