[實用新型]超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭

有效

• 申請號: 201620967486.0
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN206133103U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉濤;肖維軍;仇力;鄭勇強;周陽
• 申請（專利權）人: 福建福光天瞳光學有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/00;G02B7/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及光學鏡頭裝置技術領域，特別是一種超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭。

背景技術

紅外鏡頭具有抗干擾能力強以及能在惡劣氣候下晝夜工作等特點。普通的長波紅外鏡頭使用的探測器探測波段寬、能夠在通常的環境溫度下工作而不需要冷卻，但是靈敏度低、響應速度慢，對細微差別的物體無法區分，而軍用的量子型探測器必須冷卻。經過制冷，可以縮短響應時間，提高探測靈敏度?，F代化制冷式熱成像儀的成像傳感器中集成了一個低溫制冷器。這種裝置可以給傳感器降溫度。降低探測器溫度，使熱噪聲的信號低于成像信號，使得鏡頭能夠敏感反應對場景中細小溫度差異的物體。中波紅外制冷鏡頭在夜間成像的對比度要比長波紅外的圖像更鮮明，這就使中波紅外制冷鏡頭在軍事、國防等對精度要求較高的領域有著較大的優勢。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述不足之處，提供一種超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭。

本實用新型的技術方案是：超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭，其特征在于：所述鏡頭的光學結構中沿光線入射方向依次設置有負月牙形透鏡A、負月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C。

進一步的，上述負月牙形透鏡A和負月牙形透鏡B之間的空氣間隔為1.5mm，所述負月牙形透鏡B和正月牙形透鏡C之間的空氣間隔為16mm。

進一步的，上述鏡頭的光學指標：

1)焦距：f′=4.8mm；

2)相對孔徑F：4.0；

3)視場角：2w≥100°；

4)分辨率：可與80*8030μm探測器攝像機適配；

5)光路總長∑≤30mm，光學后截距l′≥10mm；

6)適用譜線范圍：3μm~7μm。

進一步的，上述鏡頭的測試視場角達100°。

進一步的，上述鏡頭的機械結構主要有外罩和設在外罩內的主鏡筒、設在外罩內位于主鏡筒前、后端的限位壓圈、前壓圈和彈性墊片，以及用于機械無熱化調節的第一伸縮環、固定件和第二伸縮環。

進一步的，上述鏡頭依照正月牙形透鏡C、負月牙形透鏡B、負月牙形透鏡A順序依次組入主鏡筒中，A片與B片之間用AB隔圈定位，B片與C片之間用BC隔圈定位，最后用前壓圈壓住C片固定。

進一步的，所述主鏡筒外設計有M34的常用螺紋，可配合制冷探測器使用。

本實用新型超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭的工作方法，所述超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭的光學結構中沿光線入射方向依次設置有負月牙形透鏡A、負月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C；所述鏡頭的機械結構主要有外罩和設在外罩內的主鏡筒、設在外罩內位于主鏡筒前、后端的限位壓圈、前壓圈和彈性墊片，以及用于機械無熱化調節的第一伸縮環、固定件和第二伸縮環，其中機械無熱化部件主要有彈性墊片、第一伸縮環、固定件、第二伸縮環，當工作環境溫度變化時，第一伸縮環、第二伸縮環對溫度較敏感，通過熱脹冷縮帶動主鏡筒移動，補償鏡片R值變化帶來的焦平面的偏移；所述彈性墊片用于補償機械移動帶來的空間變化，保證鏡頭在不同溫度下主鏡筒的穩定性。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型在成像系統口徑和鏡頭特性一定的條件下，中波紅外譜段比長波紅外短，可實現更高的分辨率。中波紅外鏡頭設計時對3～5μm的寬光譜范圍進行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優良的像質，實現了寬光譜共焦；選用高折射、低色散的光學玻璃材料，通過設計和優化，校正了光學鏡頭的各種像差，使鏡頭實現高分辨率、低畸變等優點；畸變較小，在1%以下；在結構設計上鏡頭較小較輕便，鏡頭總長僅3cm、直徑3.5cm，且結構緊湊鏡頭整體重量輕；通過機械材料的熱脹冷縮特性，實現了在不同溫度情況下，伸縮環熱脹冷縮帶動鏡座前后移動，補償溫度變化帶來的焦平面的偏移。

附圖說明

圖1為本實用新型的光學結構示意圖；

圖2為本實用新型的機械結構示意圖；

圖中：

A-負月牙透鏡A；B-負月牙透鏡B；C-正月牙透鏡C；1-限位壓圈；2-第一伸縮環；3-固定件；4-第二伸縮環；5-彈性墊片；6-外罩；7-BC隔圈；8-主鏡筒；9-AB隔圈；10-前壓圈。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

如圖1～2所示，本實用新型超高靈敏度型中波制冷紅外無熱化鏡頭，所述鏡頭的光學結構中沿光線入射方向依次設置有負月牙形透鏡A、負月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C。