[發明專利]紅外成像鏡頭的設計方法及無調焦制冷型紅外成像鏡頭

有效

• 申請號: 201410186359.2
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103969801B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 彭晴晴;張興德;楊加強;李榮剛;劉琳;孫昌峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/18;G02B1/00;G01J5/08
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 田衛平

1.一種紅外成像鏡頭的設計方法，其特征在于，包括：

根據鏡頭焦距f、相對孔徑F和基準物距L之間的相對關系設置N組透鏡，以使得入射光通過所述N組透鏡進行調整，其中，N≥3，且每組透鏡之間均采用不同的紅外光學材料，不同紅外光學材料的透鏡組之間需滿足如下條件：不同材料透鏡組的光焦度的和等于鏡頭的總光焦度；不同材料的光焦度與熱差系數的乘積的和等于零；不同材料的光焦度與阿貝數之比的和等于零；通過制冷型紅外探測器將調整后的所述入射光進行成像。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下公式確定鏡頭焦距f、相對孔徑F和基準物距L之間的相對關系：0<δFf(f-L)-f2LδF(f-L)-f2≤L1<L<L2≤δFf(f-L)+f2LδF(f-L)+f2,]]>其中，δ為彌散圓直徑，L₁為成像工作距離的近點，L₂為成像工作距離的遠點。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述N組透鏡和所述制冷型紅外探測器組成的鏡頭的孔徑光闌位于所述制冷型紅外探測器的冷屏處，且滿足冷光闌效率100％。

4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述紅外光學材料包括：硅、鍺、硒化鋅、硫化鋅和砷化鎵。

5.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述透鏡包括：非球面透鏡和/或衍射面透鏡。

6.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，在N的值為3的情況下，還包括：

按照入射光方向順序排列三組透鏡；

設置所述三組透鏡的光焦度采用第一組透鏡光焦度為正、第二組透鏡光焦度為負和第三組透鏡光焦度為正。

7.一種無調焦制冷型紅外成像鏡頭，其特征在于，包括：

N組透鏡和制冷型紅外探測器，其中，N≥3，且每組透鏡之間均采用不同的紅外光學材料，不同紅外光學材料的透鏡組之間需滿足如下條件：不同材料透鏡組的光焦度的和等于鏡頭的總光焦度；不同材料的光焦度與熱差系數的乘積的和等于零；不同材料的光焦度與阿貝數之比的和等于零；

其中，入射光經第一組透鏡入射，經第N組透鏡射出，出射光經過所述制冷型紅外探測器后進行成像。

8.如權利要求7所述的無調焦制冷型紅外成像鏡頭，其特征在于，所述制冷型紅外探測器包括：

入射窗口、冷屏和像面；其中，從第N組透鏡射出的光經所述入射窗口照射到所述冷屏上，經過所述冷屏后在所述像面呈像。

9.如權利要求7所述的無調焦制冷型紅外成像鏡頭，其特征在于，所述透鏡包括：非球面透鏡和/或衍射面透鏡。

10.如權利要求7至9中任一項所述的無調焦制冷型紅外成像鏡頭，其特征在于，所述紅外光學材料包括：硅、鍺、硒化鋅、硫化鋅和砷化鎵。