[实用新型]一种经济型长波红外光学无热化镜头

说明书

本实用新型公开了一种经济型长波红外光学无热化镜头，从物方至像方依次有三组透镜，包括：具有正光焦度的第一透镜，为一片凸面朝向物方的弯月形硫系玻璃正透镜；具有负光焦度的第二透镜，为一片平面在物方一侧的平凹形硫化锌负透镜；具有正光焦度的第三透镜，为一片凸面朝向物方的弯月形锗正透镜。本实用新型可在‑40℃～60℃范围内无热化成像，同时F数为1.0，焦距为50mm，适用于640x480，像元大小17μm的长波非制冷探测器；在‑40℃～60℃温度范围内成像清晰，实现了光学无热化，相比同类型镜头体积小，重量轻，更经济实用。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种用于长波红外非制冷探测器的经济型长波红外光学无热化镜头。

背景技术

随着红外技术的日趋成熟，红外光学镜头越来越向可见光镜头领域靠拢，普通已经不能满足更多环境温度的需求，需要使用无热化镜头。无热化镜头能够适应-40℃～60℃温度范围内成像清晰，不会受环境温度变化的影响。光学无热化镜头相对于主动无热化和机械无热化技术具有其独特的优势。因此迫切需要一种体积小，重量轻的光学无热化镜头。这种镜头可以在工作温度范围内保证像质良好，同时光圈保持恒定，安装在手持或者移动式热像仪上，携带方便。相对同类型镜头本新型实用缩小了镜片口径，成本更加低廉。

实用新型内容

本实用新型提供了一种经济型长波红外光学无热化镜头，要解决的技术问题是提供一种光学设计消热差，光学总长短，体积小，便于携带，装调方便，成像质量高的光学无热化镜头。其工作波段为8～12微米，焦距为50mm，F数＝1.0，适配分辨率为640x480，像元大小17微米的非制冷探测器，光学系统总长60.881mm，最大口径50mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种经济型长波红外光学无热化镜头，由物方到像方依次包括，第一透镜、孔径光阑、第二透镜、第三透镜以及探测器部分；

所述第一透镜具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形硫系玻璃正透镜，表面类型均为非球面；

所述孔径光阑位于第一透镜之后；

所述第二透镜具有负光焦度，为一片平面在物方一侧的平凹形硫化锌负透镜，其朝向像方的一侧为非球面；

所述第三透镜具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其表面类型均为非球面；

在所述调焦组后为长波非制冷探测器部分，包括保护窗口和像面。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的有效焦距EFL＝50mm，F数＝1.0，光学系统总长＝60.881mm，适配探测器分辨率640x480，像元大小17μm。

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝12.4°。

所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：

其中z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c表示表面的顶点曲率，k为圆锥系数，α₂、α₃、α₄、α₅、α₆为高次非球面系数。

本实用新型的有益效果为：在-40℃～60摄氏度大范围温度内无热差，光学系统总长为60.881mm，最大口径50mm，结构紧凑。系统只使用了三片镜片，使系统更稳定。同时使用折射式光学结构，装调简便，易于量产。整个温度范围内成像质量优良，全视场的平均MTF>0.67@20lp/mm。

附图说明

图1是本实用新型提供的经济型长波红外光学无热化镜头在常温20℃的光学系统图；