[实用新型]一种大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头

说明书

本实用新型公开了一种大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头，包括从物侧到靶面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜为凸面朝向物侧的负光焦度透镜；第二透镜为凸面朝向物侧的正光焦度透镜；第三透镜为凸面朝向物侧的负光焦度透镜；第四透镜为凸面朝向物侧的正光焦度透镜。本实用新型采用光学被动消热差技术，对角线视场角可以达到180°，温度变化范围‑40°～+60°，适用于森林防火监视、公安、边防警戒等温度变化范围较大的场合，可靠性高；成像幅面大，可用于640机芯，光学系统通光量大。

技术领域

本实用新型涉及一种大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头，属于被动消热差鱼眼镜头领域。

背景技术

长波红外鱼眼镜头是一种视场角能达到180度以上的特殊镜头，在森林防火监视、公安、边防警戒等方面具有重要作用，在这些特殊场合温度变化范围大，导致光学系统靶面随温度偏移像质下降，有必要对光学系统采用消热差设计；

CN 106547074 A公布了一种五片式红外鱼眼镜头；CN204462517 U公布了一种三片式150度鱼眼长波红外镜头，以上两者都没有涉及光学被动消热差技术；

现有技术中公布的消热差镜头视场角较小或机芯靶面小，如：CN 103852863A公布的视场角约为35°；CN103995344A公布的视场角约为15.24°x11.46°；CN 106405800A公布的探测器：长波红外非制冷型160*120,25um，视场角43°x32°。

CN 201096959 Y公布的广角光学被动消热差红外光学镜头以及2014年10月份付跃刚等人在《红外与激光工程》Vol.43No.10上发表的《双波段消热差红外鱼眼光学系统设计》均针对制冷型机芯设计，为保证100％冷光阑效率，将系统的孔径光阑与机芯的冷屏重合。随着技术的不断进步，非制冷长波红外机芯朝大靶面高像素发展，同时随着视场角及相对孔径的增大，大视场与小视场光路轨迹差异较大，导致大靶面长波红外鱼眼镜头光学被动消热差难度较大，付跃刚等人《双波段消热差红外鱼眼光学系统设计》所公布系统的F数(焦距/系统孔径)为2.68，使用了7片透镜，像质评价一般。

实用新型内容

为了解决现有技术中消热差镜头视场角较小或机芯靶面小等缺陷，本实用新型提供一种大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头，是一种适用于640x480红外机芯的大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头，本申请给出了一种大靶面长波红外鱼眼镜头光学被动消热差解决方案，适用于森林防火监视、公安、边防警戒等温度变化范围较大的场合。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜头，包括从物侧到靶面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；

其中，第一透镜为凸面朝向物侧的负光焦度透镜；

第二透镜为凸面朝向物侧的正光焦度透镜；

第三透镜为凸面朝向物侧的负光焦度透镜；

第四透镜为凸面朝向物侧的正光焦度透镜。

上述大幅面长波红外光学被动消热差鱼眼镜有效解决了现有技术中消热差镜头视场角较小或机芯靶面小等缺陷。

进一步的，红外鱼眼镜头焦距f’较短，为保证后工作距离BFL，本申请采用反摄远结构，满足：BFL/f’>1.4；-3<f1’/f’<0；2<f2’/f’<4；其中，f1’是第一透镜的焦距；f2’是第二、三、四透镜的组合焦距；f’是镜头组合焦距；BFL是后工作距离。

后工作距大于焦距的光学系统称为反摄远型结构。