[发明专利]一种光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种光学系统，尤其涉及一种用于监控、车载系统的光学消热差、高像素、高照度、低成本红外热成像系统。

【背景技术】

目前视场上监控、车载系统所用镜头普遍存在这样的缺点:镜头热差大、成本高等。为了实现消热差及高像素,一般使用了锗或者硫化锌材质镜片进行成像，这两种材料价格昂贵，另外，目前锗和硫化锌材质非球面镜片只能采用车削加工，加工成本较高，再者，这两种材料的折射率温度系数大，热差较大，需要使用机械消热差，额外增加机械装置，再次提高了成本。

由于上述问题的存在，有必要提出相应的解决方案，本发明正是基于这样的背景作出的。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种消热差好、清晰度高、照度高、成本低的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统。

为了实现实现上述目的，本发明采用了以下所述的技术方案：

一种光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于从物侧至像侧依次设有：第一镜片、光阑、第二镜片、第三镜片和感光芯片，所述的第一镜片、第二镜片和第三镜片均为硫系玻璃非球面透镜。

如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片和第三镜片的焦距为正，所述的第二镜片的焦距为负。

如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面；所述的第二镜片朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面；所述的第三镜片朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面。

如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片、第二镜片和第三镜片的非球面表面形状满足如下方程：

在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a₁至a₈分别表示各径向坐标所对应的系数。

如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第三镜片与感光芯片之间设有保护窗玻璃。

如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于：所述的感光芯片为非制冷焦平面探测器，其像素尺寸为17μm×17μm，分辨率为640*512，水平宽度10.88mm，垂直宽度8.704mm，对角线宽度13.93mm。

本发明的有益效果是：

1、现有的高像素热成像镜头普遍采用锗玻璃非球面和机械消热差方法，本发明仅采用低价的硫系玻璃，这种材料可以进行模压成型，因此能降低加工成本。

2、硫系玻璃的折射率温度系数仅为锗晶体材料的1/10，因此硫系玻璃镜片组成的系统解像力随温度变化较小，可以通过光学消热差实现解像力稳定而不跑焦，同时降低结构的复杂性，减少成本。

3、本镜头采用7.5微米到14微米的宽光谱，1:1:1:1设计，在远红外波段具有极好的图像锐利度，整个画面都能清晰成像。

4、本发明结构简单，成本低廉，适合推广应用。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种光学消热差、高像素、高照度，低成本红外热成像系统，从物侧至像侧依次包括：第一镜片1、光阑4、第二镜片2、第三镜片3和感光芯片6，所述的第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3均为硫系玻璃的非球面镜片，第三镜片3与感光芯片6之间设有保护窗玻璃5。

如图1所示，在本实施例中，所述的第一镜片1和第三镜片3的焦距为正，所述的第二镜片2的焦距为负。

如图1所示，在本实施例中，所述的第一镜片1、第二镜片2和第三镜片3的非球面面型满足方程式：