[实用新型]一种小体积大光圈长波双视场红外光学镜头

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种小体积大光圈长波双视场红外光学镜头。

背景技术

红外技术可适用于夜间及烟、雾、尘不良气象条件下对目标的探测，实现全天候观察。

双视场红外光学镜头具有宽、窄两个视场，能够分别满足探测和识别的功能。宽视场用于目标的探测，窄视场用于目标的识别。

对于天气比较恶劣的情况，希望有更多的能量进入光学系统被探测到，从而增加成像对比度。以光学原理来说，艾利班直径随着光圈的增大而变小，也就意味着分辨率越高。因此需要大光圈的镜头。随着系统的复杂性增加，在体积重量等方面要求越来越严格，迫切需要一种体积小，重量轻的镜头。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是要提供一种小体积大光圈长波双视场红外光学镜头。

一种小体积大光圈长波双视场红外光学镜头，其特征在于，从物方到像面依次包括前固定组、变倍组、第一后固定组、第二后固定组；

所述前固定组，具有正屈光度，对光进行汇聚，包括一片凸面朝向物侧的弯月形锗正透镜；

所述变倍组，具有负屈光度，用于焦距的切换，包括一片双凹形锗负透镜；

所述第一后固定组，具有正屈光度，包括一片双凸形锗正透镜；

所述第二后固定组，具有正屈光度，包括一片凸面朝向像面的弯月形锗正透镜。

所述变倍组中的负透镜靠近像面的镜面采用衍射面。

所述第一后固定组中的正透镜靠近物方的镜面采用高次非球面。

所述第二后固定组中的正透镜靠近物方的镜面采用高次非球面。

该镜头的工作波段为8-12um。

该镜头在长焦时F数＝1，短焦时F数＝0.9。

该镜头适配640X480-17um探测器。

本实用新型提供的小体积大光圈长波双视场红外光学镜头，采用高次非球面和衍射面改善系统像质，使系统的光路总长更短和重量更轻。由于采用了一片透镜的移动来实现视场的转换和调焦补偿，减少了系统中的运动机构，降低了装调难度。

本实用新型提供的一种小体积大光圈长波双视场红外光学镜头满足如下参数：

所述长波红外双视场光学镜头的有效焦距EFL＝50/110mm，F数＝0.9/1，光学总长＝175mm，适配探测器分辨率640x480，像元大小17μm。

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。

附图说明

图1是本实用新型窄视场、长焦距光路图；

图2是本实用新型宽视场、短焦距光路图；

图3是本实用新型窄视场、长焦距弥散斑图；

图4是本实用新型宽视场、短焦距弥散斑图；

图5是本实用新型窄视场、长焦距光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；

图6是本实用新型宽视场、短焦距光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；

图7是本实用新型窄视场、长焦距象散畸变图；

图8是本实用新型宽视场、短焦距象散畸变图。

其中，101-物方，L1-前固定组，L2-变倍组，L3-第一后固定组，L4-第二后固定组,102-探测器保护窗口，103-像面，S1～S8为透镜各个表面。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不仅限于本实用新型。

图1、图2分别为本实用新型在焦距110mm，和50mm时的光学系统图，所述镜头的结构相同，以其中一个图为例作为说明。

如图1所示，本实施由正光焦度的前固定组L1、负光焦度的变倍组L2、正光焦度的后固定组L3、L4组成。