[实用新型]一种切入式轻型长波红外双视场镜头

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种用于长波非制冷探测器的切入式轻型长波红外双视场镜头。

背景技术

随着红外成像技术的发展，红外光学系统越来越多的应用于军民领域。其中监控、军事领域对性价比较高多视场镜头有很大需求。按照视场切换方式划分，多视场镜头分为轴向移动式和径向切入式。对于轴向移动式镜头需要将镜片移动较长距离，花费较长时间。在相比轴向移动镜片实现视场切换镜头，切入式双视场镜头视场切换更加迅速，重量更轻。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种F数为1.15，光学总长短，切换时间短、体积小，成像质量高的切入式轻型长波红外双视场镜头。其工作波段为8～12微米，焦距为65mm/135mm，F数为1.15，适配分辨率为640x480，像元大小17微米的非制冷探测器，光学系统总长182.2mm，最大口径119mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种切入式轻型长波红外双视场镜头，

由物方到像方依次包括，前固定组、变倍组、后固定组，以及探测器部分；

所述前固定组具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形正透镜；朝向像方的一侧为非球面；

所述变倍组具有正光焦度，为一片锗负透镜和一片锗正透镜；其中负透镜弯向物方，凹面为非球面；正透镜弯向像方，凹面为非球面。

所述后固定组具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的正透镜，朝向像方的一侧为非球面。

在所述后固定组后为长波非制冷探测器部分，包括保护窗口和像面。

所述切入式轻型长波红外双视场镜头，其特征在于，所述镜头满足如下参数：

所述镜头变倍组切入或切出光路实现视场切换。变倍组和后固定组能够切出光路，使得F数不变；切入切出时镜头在65mm焦段和135mm焦段进行变换。

所述镜头的有效焦距EFL＝65/135mm，F数＝1.15，光学系统总长＝182.2mm，适配探测器分辨率640×480，像元大小17μm。

所述切入式轻型长波红外双视场镜头，其特征在于，所述镜头在65mm焦段的全视场的平均在20lp/mm处MTF>0.6；在135mm焦段的全视场的平均在20lp/mm处MTF>0.4。

所述切入式轻型长波红外双视场镜头，其特征在于，所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：

其中z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的距离矢高，c表示表面的顶点曲率，k为圆锥系数，α₂、α₃、α₄、α₅、α₆为高次非球面系数。

所述镜头的镜片中的衍射面满足下列表达式：

Φ＝A₁ρ²+A₂ρ⁴

其中Φ为衍射面的位相，ρ＝r/r_n,r_n是衍射面的规划半径，A₁、A₂为衍射面的位相系数。

所述切入式轻型长波红外双视场镜头，其特征在于，所述镜头的水平视场角范围为：2w＝9.6°～4.6°。

所述手持型切入式长波红外双视场镜头，其特征在于，所述镜头在65mm焦段的全视场的平均在20lp/mm处MTF>0.6；在135mm焦段的全视场的平均在20lp/mm处MTF>0.4。

附图说明

图1是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为65mm时的光学系统图；

图2是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为65mm时的点列图；

图3是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为65mm时的光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；

图4是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为135mm时的象散畸变图；

图5是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为135mm时的光学系统图；

图6是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为135mm时的点列图；

图7是本实用新型提供的切入式轻型长波红外双视场镜头的焦距为135mm时的光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；