[實用新型]一種小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭

有效

• 申請號: 201721052436.0
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN207216126U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 劉佳偉;劉自強;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

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭。

背景技術

紅外技術可適用于夜間及煙、霧、塵不良氣象條件下對目標的探測，實現全天候觀察。

雙視場紅外光學鏡頭具有寬、窄兩個視場，能夠分別滿足探測和識別的功能。寬視場用于目標的探測，窄視場用于目標的識別。

對于天氣比較惡劣的情況，希望有更多的能量進入光學系統被探測到，從而增加成像對比度。以光學原理來說，艾利班直徑隨著光圈的增大而變小，也就意味著分辨率越高。因此需要大光圈的鏡頭。隨著系統的復雜性增加，在體積重量等方面要求越來越嚴格，迫切需要一種體積小，重量輕的鏡頭。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是要提供一種小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭。

一種小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭，其特征在于，從物方到像面依次包括前固定組、變倍組、第一后固定組、第二后固定組；

所述前固定組，具有正屈光度，對光進行匯聚，包括一片凸面朝向物側的彎月形鍺正透鏡；

所述變倍組，具有負屈光度，用于焦距的切換，包括一片雙凹形鍺負透鏡；

所述第一后固定組，具有正屈光度，包括一片雙凸形鍺正透鏡；

所述第二后固定組，具有正屈光度，包括一片凸面朝向像面的彎月形鍺正透鏡。

所述變倍組中的負透鏡靠近像面的鏡面采用衍射面。

所述第一后固定組中的正透鏡靠近物方的鏡面采用高次非球面。

所述第二后固定組中的正透鏡靠近物方的鏡面采用高次非球面。

該鏡頭的工作波段為8-12um。

該鏡頭在長焦時F數＝1，短焦時F數＝0.9。

該鏡頭適配640X480-17um探測器。

本實用新型提供的小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭，采用高次非球面和衍射面改善系統像質，使系統的光路總長更短和重量更輕。由于采用了一片透鏡的移動來實現視場的轉換和調焦補償，減少了系統中的運動機構，降低了裝調難度。

本實用新型提供的一種小體積大光圈長波雙視場紅外光學鏡頭滿足如下參數：

所述長波紅外雙視場光學鏡頭的有效焦距EFL＝50/110mm，F數＝0.9/1，光學總長＝175mm，適配探測器分辨率640x480，像元大小17μm。

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。

所述鏡頭的鏡片中的衍射面滿足下列表達式：

Φ＝A₁ρ²+A₂ρ⁴

其中Φ為衍射面的位相，ρ＝r/r_n,r_n是衍射面的規劃半徑，A₁、A₂為衍射面的位相系數。

附圖說明

圖1是本實用新型窄視場、長焦距光路圖；

圖2是本實用新型寬視場、短焦距光路圖；

圖3是本實用新型窄視場、長焦距彌散斑圖；

圖4是本實用新型寬視場、短焦距彌散斑圖；

圖5是本實用新型窄視場、長焦距光學傳遞函數圖(截止分辨率為20lp/mm)；

圖6是本實用新型寬視場、短焦距光學傳遞函數圖(截止分辨率為20lp/mm)；

圖7是本實用新型窄視場、長焦距象散畸變圖；

圖8是本實用新型寬視場、短焦距象散畸變圖。

其中，101-物方，L1-前固定組，L2-變倍組，L3-第一后固定組，L4-第二后固定組,102-探測器保護窗口，103-像面，S1～S8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。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不僅限于本實用新型。

圖1、圖2分別為本實用新型在焦距110mm，和50mm時的光學系統圖，所述鏡頭的結構相同，以其中一個圖為例作為說明。

如圖1所示，本實施由正光焦度的前固定組L1、負光焦度的變倍組L2、正光焦度的后固定組L3、L4組成。