[實(shí)用新型]一種小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721051536.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207216116U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡文苑;劉自強(qiáng);孔超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三河市藍(lán)思泰克光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B13/00
• 分類號(hào): G02B13/00;G02B13/14;G02B13/18;G02B15/173
• 代理公司: 北京高文律師事務(wù)所11359
• 代理人: 徐江華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于中波制冷探測(cè)器的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭。

背景技術(shù)

隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展，紅外光學(xué)系統(tǒng)越來(lái)越多的應(yīng)用于軍民領(lǐng)域。相比相同焦距的非制冷探測(cè)器系統(tǒng)，制冷型紅外系統(tǒng)有靈敏性高的特點(diǎn)，有更強(qiáng)的搜索發(fā)現(xiàn)能力，更能發(fā)揮遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)鏡頭的特長(zhǎng)。監(jiān)控、軍事領(lǐng)域在對(duì)小型化制冷鏡頭有著迫切的需求。但是由于中長(zhǎng)焦距紅外鏡頭色差較大，目前國(guó)內(nèi)鏡頭大多使用衍射面糾正色差。衍射面的使用會(huì)降低鏡頭能量透過(guò)率，降低系統(tǒng)溫差靈敏度，并且增加鏡頭加工難度和成本。因此研發(fā)一種無(wú)衍射面的小型化制冷型鏡頭有很大的市場(chǎng)需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種F數(shù)為4.0，光學(xué)總長(zhǎng)短，體積小，裝調(diào)方便、成像質(zhì)量高的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭。其可以適用于工作波段為3.7～4.8微米，焦距為60mm/240mm，F(xiàn)數(shù)為4.0，適配分辨率為320x256，像元大小30微米的非制冷探測(cè)器，光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)169mm，最大口徑78mm。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭，由物方到像方依次包括前固定組、變倍組、后固定組、二次成像組以及探測(cè)器部分；

所述前固定組具有正光焦度，為一片凸面朝向物方的彎月形硅正透鏡，透鏡表面類型為球面；

所述變倍組具有負(fù)光焦度，為一片雙凹鍺負(fù)透鏡，兩面面型均為非球面，變倍組透鏡的總移動(dòng)行程30.6mm；

所述后固定組具有正光焦度，包括一片雙凸硅正透鏡、一片凸面朝向物方的硅正透鏡和一片凸面朝向物方彎曲的鍺負(fù)透鏡，后固定組中的透鏡的表面類型均為球面；

所述二次成像組具有正光焦度，包括一片凸面朝向像方的硫化鋅負(fù)透鏡、一片凸面朝向像方的硅正透鏡和一片凸面朝向物方的硅正透鏡；其中硫化鋅負(fù)透鏡的凹面類型為非球面；

在所述二次成像組與像方空間之間設(shè)置有中波制冷探測(cè)器部分，包括保護(hù)窗口、孔徑光闌和像面，孔徑光闌位于保護(hù)窗口與像面之間。

所述鏡頭滿足如下參數(shù)：

所述鏡頭的有效焦距EFL＝60/240mm，F(xiàn)數(shù)＝4.0，光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)＝169mm，適配探測(cè)器分辨率320×256，像元大小30μm。

所述鏡頭在60mm焦段時(shí)全視場(chǎng)平均在20lp/mm處MTF>0.45，在240mm焦段時(shí)全視場(chǎng)平均在20lp/mm處MTF>0.3。

所述鏡頭的鏡片中的非球面滿足下列表達(dá)式：

其中z為非球面沿光軸方向在高度為r的位置時(shí)，距非球面頂點(diǎn)的距離矢高，c表示非球面表面的頂點(diǎn)曲率，k為圓錐系數(shù)，α₂、α₃、α₄、α₅、α₆為高次非球面系數(shù)。

所述鏡頭的鏡片中未使用衍射面。

所述鏡頭的水平視場(chǎng)角范圍為：2w＝9.2°～2.3°。

本實(shí)用新型的有益效果為：全焦段光圈F數(shù)＝4.0，擁有4倍變倍比，光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)為169mm，最大口徑78mm。結(jié)構(gòu)緊湊，變焦曲線平滑，鏡片最大移動(dòng)量為30.6mm。后固定組有三片透鏡，這樣可以更好的分擔(dān)第一次成像組像差糾正壓力，提升系統(tǒng)公差敏感度。同時(shí)使用折射式光學(xué)結(jié)構(gòu)，無(wú)須調(diào)整反射鏡，裝調(diào)簡(jiǎn)便，易于量產(chǎn)。整個(gè)變焦范圍內(nèi)成像質(zhì)量?jī)?yōu)良，在60mm焦段全視場(chǎng)平均在20lp/mm處MTF>0.45，在240mm焦段全視場(chǎng)平均在20lp/mm處MTF>0.3。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為60mm時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為60mm時(shí)的點(diǎn)列圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為60mm時(shí)的光學(xué)傳遞函數(shù)圖(截止分辨率為20lp/mm)；

圖4是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為240mm時(shí)的象散畸變圖；

圖5是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為240mm時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)圖；

圖6是本實(shí)用新型提供的小型化無(wú)衍射面中波紅外雙視場(chǎng)鏡頭的焦距為240mm時(shí)的點(diǎn)列圖；