[實用新型]一種折轉式中波紅外制冷鏡頭

有效

• 申請號: 201721052405.5
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN207216125U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 劉自強;劉佳偉;孔超
• 申請（專利權）人: 北京藍思泰克科技有限公司
• 主分類號: G02B15/17
• 分類號: G02B15/17
• 代理公司: 北京高文律師事務所11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，涉及一種用于中波紅外制冷探測器的折轉式中波紅外制冷鏡頭。

背景技術

光電探測系統需要具有非常遠的作用距離和高分辨率成像性能，且要能滿足高集成性、小體積的要求。目前，中波制冷型探測器本身的體積大，長度大于100mm，為適應長焦距、大相對孔徑、小體積的需求，設計了一種折轉式中波紅外制冷鏡頭。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種光學總長短，體積小，裝調方便，成像質量高的折轉式中波紅外制冷鏡頭。其工作波段為3～5微米，焦距為300mm，F數＝1.93，適配分辨率為640x512，像元大小15微米的中波制冷探測器，光學系統軸向最大長度為206mm，最大徑向長度為180mm。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種折轉式中波紅外制冷鏡頭，由物方到像方依次包括，一次成像組、反射鏡組、轉像鏡組、調焦組以及探測器部分；

所述一次成像組由一片具有正光焦度的凸面朝向物方的彎月形的硅單晶透鏡和一片具有負光焦度的凸面朝向物方的彎月形的鍺單晶透鏡組成，彎月形的硅單晶透鏡表面類型為球面；彎月形的鍺單晶透鏡其朝向像方的一側為非球面；

所述反射鏡組為45°反射鏡，表面鍍有反射膜；

所述轉像鏡組由三片透鏡組成，分別為具有正光焦度一片凸面朝向像方的彎月形硒化鋅正透鏡，其朝向物方的一側為非球面；有負光焦度的凸面朝向像方的彎月形的氟化鎂負透鏡；具有正光焦度的凸面朝向像方的彎月形硒化鋅正透鏡，其朝向物方的一側為非球面。

所述調焦組為轉像鏡組最后一片，為一片有正光焦度的凸面朝向像方的彎月形硒化鋅正透鏡，其朝向物方的一側為非球面，所述透鏡的總移動行程4.6mm；

在所述調焦組后為中波制冷探測器部分，包括2片保護窗口和像面；孔徑光闌位于保護窗口后0.86mm處。

所述鏡頭滿足如下參數：

所述鏡頭的有效焦距EFL＝300mm，F數＝1.93，光學系統軸向最大長度為206mm，適配探測器分辨率640x512，像元大小15μm。

所述鏡頭的水平視場角范圍為：2w＝1.8°。

所述鏡頭的豎直視場角范圍為：2w＝1.5°。

所述鏡頭的鏡片中的非球面滿足下列表達式：

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

第一透鏡靠近物側的表面鍍類金剛石碳膜。

本實用新型的有益效果為：光學系統軸向長度為206mm，最大徑向長度為180mm，結構緊湊，全視場的平均MTF在20lp/mm處MTF>0.55。

附圖說明

圖1是一種折轉式中波紅外制冷鏡頭光學系統圖；

圖2是本實用新型提供的折轉式中波紅外制冷鏡頭的點列圖；

圖3是本實用新型提供的折轉式中波紅外制冷鏡頭的光學傳遞函數圖(截止分辨率為20lp/mm)；

圖4是本實用新型提供的折轉式中波紅外制冷鏡頭象散畸變圖；

其中，101-物空間，L1-第一透鏡，L2-第二透鏡，M1-45°反射鏡，L3-第三透鏡，L4-第四透鏡，L5-第五透鏡，L5-調焦組，102-第一探測器保護窗口，103-第二探測器保護窗口，104-探測器冷光闌，105-像面，S1～S10為透鏡各個表面。

具體實施方式

以下結合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

該實施例是本實用新型應用于中波制冷型分辨率640×512像元尺寸15μm凝視型焦平面探測器的例子。

如圖1所示，本實施由正光焦度的第一透鏡L1、負光焦度的第二透鏡L2、正光焦度第三透鏡L3、45°反射鏡M1、負光焦度的第四透鏡L4、正光焦度的第五透鏡L5以及最后的探測器組件102、103、104、105組成。