[实用新型]一种枪瞄型长波红外无热化镜头

说明书

本实用新型公开了一种枪瞄型长波红外无热化镜头，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锗正透镜；具有正光焦度的第二透镜，为一片双凸形的硫系玻璃正透镜；具有负光焦度的第三透镜，为一片弯月形的硫系玻璃负透镜。本实用新型为定焦镜头，利用特殊的红外材料搭配，可在‑40℃～60℃范围内保持成像清晰，同时F数为1.2，适用于640x512，像元大小17μm的长波非制冷探测器；在全温度段内焦距变化很小，不需要多余的机械器件及电子器件，有良好的成像效果；相比同类型镜头体积小，重量轻，更实用稳定。

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枪瞄型长波红外无热化镜头。

背景技术

随着时代的发展，红外技术在军事、工业及相关行业的应用越来越广泛。在军事应用上，红外主要是在侦测，成像等方面有较好的优势。具备抗干扰能力强、探测精度高及适应性强等诸多特点。但红外技术的由于其本身的特性，受温度影响会远远高于可见光镜头。因为发展出结构紧凑、体积小、重量轻及成像质量好的红外镜头成为了一种趋势。在无热化设计中，机械无热化及机电无热化由于会使系统体积增大、质量增加、并且会破坏原有像质平衡、可靠性下降等特点，逐渐被综合效率最高的光学无热化所替代。光学无热化利用了光学材料热特性之间的差异，通过不同特性材料之间的合理组合以消除温度影响。相对同类型镜头本新型减少了镜片数量，成本更加低廉。

实用新型内容

本实用新型提供了一种枪瞄型长波红外无热化镜头，要解决的技术问题是提供一种光学总长短，体积小，温度影响小，装调方便，成像质量高的镜头。其工作波段为8～12微米，焦距为34mm，F数＝1.2，适配分辨率为640x512，像元大小17微米的非制冷探测器，光学系统总长52.8mm，最大口径34mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种枪瞄型长波红外无热化镜头，由物方到像方依次包括第一透镜、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锗单晶正透镜，其凹面为衍射面；

所述第二透镜具有正光焦度，为一片双凸形硫系玻璃正透镜，其两面均为非球面，用于补偿温度引起的焦距变化；

所述第三透镜具有负光焦度，为一片凹凸形硫系玻璃单晶负透镜，其两面均为非球面，用于补偿温度引起的焦距变化；

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；孔径光阑位于第二透镜前方，变温过程中保持恒定。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的有效焦距EFL＝34mm，F数＝1.2，光学系统总长＝52.8mm，适配探测器分辨率640x512，像元大小17μm。

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝18.2°。

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。

所述镜头的镜片中的衍射面满足下列表达式：

Φ＝A₁ρ²+A₂ρ⁴

其中Φ为衍射面的位相，ρ＝r/r_n,r_n是衍射面的规划半径，A₁、A₂为衍射面的位相系数。