[实用新型]一种经济型长波红外锅炉镜头

说明书

本实用新型公开了一种经济型长波红外锅炉镜头，从物方至像方依次有三组透镜，包括：具有正光焦度的第一透镜，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜；具有正光焦度的第二透镜，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜；具有正光焦度的第三透镜，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜。本实用新型可在锅炉环境中良好成像，同时F数为1.8，焦距为5.5mm，适用于640x480，像元大小17μm的长波非制冷探测器；相比同类型镜头体积小，重量轻，更经济实用。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种用于长波红外非制冷探测器的经济型长波红外锅炉镜头。

背景技术

随着红外技术的日趋成熟，红外光学镜头越来越向可见光镜头领域靠拢，普通已经不能满足更多场合的需求，在监测锅炉内实时情况时需要使用锅炉镜头。锅炉镜头能够适应炉内高温温度范围内成像清晰，不会受环境温度的影响。锅炉镜头探头采用针孔、水冷气封式结构，相比于普通镜头能够更稳定的在炉内工作。因此迫切需要一种体积小，重量轻的锅炉镜头。这种镜头可以在工作温度范围内保证像质良好，同时光圈保持恒定，安装在锅炉炉顶，安装使用方便。相对同类型镜头本新型实用缩小了镜片口径，视场更大，成本更加低廉。

实用新型内容

本实用新型提供了一种经济型长波红外锅炉镜头，要解决的技术问题是提供一种可以在高温锅炉内使用，光学总长短，体积小，便于携带，装调方便，成像质量高的锅炉镜头。其工作波段为8～12微米，焦距为5.5mm，F数＝1.8，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99.716mm，最大口径32mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种经济型长波红外锅炉镜头，由物方到像方依次包括，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及探测器部分；

所述第一透镜具有正光焦度，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向物方的一面为非球面；

所述第二透镜具有正光焦度，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为非球面；

所述第三透镜具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为非球面；

在所述第三透镜后为长波非制冷探测器部分，包括保护窗口和像面，孔径光阑位于第三透镜的后表面。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的有效焦距EFL＝5.5mm，F数＝1.8，光学系统总长＝99.716mm，适配探测器分辨率640x480，像元大小17μm。

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝89.4°。

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。

本实用新型的有益效果为：能够在高温锅炉内良好成像，光学系统总长为99.716mm，最大口径32mm，结构紧凑。系统只使用了三片镜片，使系统更稳定。同时使用折射式光学结构，装调简便，易于量产。全视场的平均MTF>0.49@20lp/mm。

附图说明

图1是本实用新型提供的经济型长波红外锅炉镜头的光学系统图；

图2是本实用新型提供的经济型长波红外锅炉镜头的点列图；

图3是本实用新型提供的经济型长波红外锅炉镜头的光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；