[实用新型]一种长焦距中波红外制冷双视场镜头

说明书

本实用新型公开了一种长焦距的中波红外制冷双视场镜头，从物方至像方依次有四组透镜，包括：具有正光焦度的前固定组，包括一片凸面朝向物方的弯月形硅正透镜，一片凸面朝向物方的弯月形锗负透镜；具有负光焦度的变倍组，为一片凸面朝向物方的弯月形锗负透镜；具有正光焦度的后固定组，包括一片双凸形的硅正透镜，一片凸面朝向像方的弯月形锗负透镜；具有正光焦度的二次成像组，包括一片凸面朝向像方的弯月形硫化锌负透镜，一片凸面朝向像方的弯月形硅正透镜，一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜。本实用新型可在400mm/800mm两个焦段实现变倍，适用于640×512，像元大小15μm的中波制冷探测器；其变倍行程短时间快，光轴稳定性高，有良好的成像效果；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，涉及一种用于中波红外制冷探测器的长焦距中波红外制冷双视场镜头。

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、军事领域在超远目标探测对大焦距镜头有着迫切的需求。相比相同焦距的非制冷探测器系统，制冷型红外系统有灵敏性高的特点，有更强的搜索发现能力，更能发挥大焦距镜头的特长。目前国内大多数中波制冷的双视场镜头都是300mm以下的焦距，这样就导致镜头的探测距离有限，为了实现对更远目标探测，需要研发一种长焦距制冷型双视场镜头。

实用新型内容

本实用新型提供了一种长焦距中波红外制冷双视场镜头，要解决的技术问题是提供一种焦距长，冷像小，装调方便，成像质量高的镜头。其工作波段为3.7～4.8微米，焦距为400/800mm，F数＝4，适配分辨率为640×512，像元大小15微米的制冷探测器，光学系统总长490mm，最大口径203mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种长焦距中波红外制冷双视场镜头，由物方到像方依次包括前固定组、变倍组、后固定组、二次成像组以及探测器部分；

所述前固定组具有正光焦度，包括前面一片凸面朝向物方的弯月形硅单晶正透镜，作为第一透镜，表面类型均为球面；以及后面一片凸面朝向物方的弯月形的锗单晶负透镜，作为第二透镜，其朝像方的一侧为非球面；

所述变倍组具有负光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，作为第三透镜，其朝向像方的一侧为非球面，所述透镜的总移动行程42.88mm；

所述后固定组具有正光焦度，包括前面一片双凸形的硅单晶正透镜，作为第四透镜，表面类型均为球面；后面一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶负透镜，作为第五透镜，其凹面为衍射面；

所述二次成像组具有正光焦度，包括前面一片凸面朝向像方的弯月形多光谱硫化锌负透镜，作为第六透镜，其凹面为非球面；中间一片凸面朝向像方的弯月形硅单晶正透镜，作为第七透镜，表面类型均为球面；后面一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，作为第八透镜，其凹面为非球面；

在所述后固定组后为中波制冷探测器部分，包括保护窗口、冷屏、冷光阑和像面；保护窗口位于补偿组后表面，冷屏位于保护窗口后表面，冷光阑位于冷屏后表面，变倍过程中保持恒定。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的有效焦距EFL＝400/800mm，F数＝4，光学系统总长＝490mm，适配探测器分辨率640×512，像元大小15μm。

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝1.38°/0.69°。

所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：