[发明专利]一种宽温度范围的光学无热化镜头

说明书

本发明提供一种宽温度范围的光学无热化镜头，在‐80℃～+100℃温度范围内消除了热差的影响，像质均满足使用要求。该宽温度范围的光学无热化镜头包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；所述第一透镜为双弯月正透镜，采用硫系材料，光焦度为正；第二透镜为双弯月负透镜，采用锗材料，光焦度为负；第三透镜为双弯月正透镜，采用锗材料，光焦度为正；第一透镜的焦距f_A满足第二透镜的焦距f_B满足第三透镜的焦距f_C满足第一透镜的右侧表面和第三透镜的左侧表面均为非球面，第二透镜的左侧表面为衍射面非球面，其余表面均为球面。

技术领域

本发明涉及一种宽温度范围的光学无热化镜头。

背景技术

由于红外光学材料的折射率温度系数dn/dt相对可见光无色光学玻璃高两个数量级，例如，红外常用材料锗的dn/dt为3.96×10^‐4，可见无色光学玻璃H‐K9L的dn/dt为3.6×10^‐6，因此，当环境温度变化时，可见光玻璃镜头成像质量下降程度很小，而红外光学镜头的镜片曲率、厚度、间隔、镜体均会产生明显变化，导致成像质量严重下降。故一般采用三种消热差处理方法来解决上述问题。

第一种，机械被动式无热化，即通过结合不同热膨胀系数的机械材料配合，补偿由温度变化引起的像移量，其特点体积大。

第二种，机电主动式无热化，即通过移动调焦组移动补偿热差影响，其特点运动机构复杂。

第三种，光学被动式无热化，即通过光焦度、镜片和镜体自身特性合理匹配，实现消热差处理，其特点是无运动机构、结构紧凑、重量轻。

目前红外光学被动式无热化镜头一般工作温度范围为‐40℃～+60℃，但在特种环境条件下，将对温度范围要求更高。因此，为了应对特种环境，更宽温度范围的光学被动式无热化镜头势在必行。

发明内容

本发明的目的是满足超宽温度范围的前提下，提供一种光学被动式无热化的红外光学镜头。

本发明的技术方案是：

该宽温度范围的光学无热化镜头包括第一透镜A、第二透镜B和第三透镜C，光线从左到右依次经第一透镜A、第二透镜B、第三透镜C透射最终到达像面D；所述第一透镜A为双弯月正透镜，采用硫系材料，光焦度为正；第二透镜B为双弯月负透镜，采用锗材料，光焦度为负；第三透镜C为双弯月正透镜，采用锗材料，光焦度为正；所述宽温度范围的光学无热化镜头的焦距为f，第一透镜A焦距f_A满足第二透镜B的焦距f_B满足第三透镜C的焦距f_C满足

进一步的，光学无热化镜头的六个工作表面中，第一透镜A的右侧表面S2和第三透镜C的左侧表面S5均为非球面，第二透镜B的左侧表面S3为衍射面非球面，其余表面均为球面。

进一步的，所述的宽温度范围的光学无热化镜头的第一透镜A、第二透镜B和第三透镜C均镀有高效增透膜。

进一步的，所述的宽温度范围的光学无热化镜头的F数范围是0.9～1.4，工作波段范围是8um～14um。

进一步的，第二透镜B和第三透镜C的材料优选单晶锗。

以上所谓“从左至右”、“左侧”、“右侧”等并非空间上的绝对位置限定，而只是为了方便描述和理解所作的相对位置关系的说明。

本发明的有益效果：

在设计当中，对像差、光焦度、玻璃材料、镜体等多方面考虑，最终所述宽温度范围的光学无热化镜头在‐80℃～+100℃温度范围内消除了热差的影响，像质均满足使用要求。

镜头像素数可达48万像素，更适用于高性能光电系统当中。

附图说明