[实用新型]一种长波红外制冷微距镜头

说明书

本实用新型公开了一种长波红外制冷微距镜头，从物方至像方依次有三组透镜，包括：具有负光焦度的第一透镜，为一片凸面朝向像方的弯月形锗负透镜；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正透镜；本实用新型对距第一透镜50mm处的物体成像，镜头的放大倍率为Γ＝0.5，适用于640×512，像元大小15μm的长波制冷探测器；在长波波段有良好的成像效果，光轴稳定性高，结构稳定，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制冷微距镜头。

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。其中小目标、PCB电路板散热以及半导体衬底和密封的观测对红外微距镜头有着迫切的需求。微距镜头能够对有限工作距离上的物体进行放大或缩小，相比于普通镜头能够看到更小和更近的目标。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，更能发挥微距镜头的特长。为了实现近距离微小目标的探测，需要研发一种长波红外制冷微距镜头。

实用新型内容

本实用新型提供了一种长波红外制冷微距镜头，要解决的技术问题是提供一种体积小，装调方便，冷像小，成像质量高的镜头。其工作波段为7.7～9.3微米，工作距离为50mm，垂轴放大率Γ＝0.5，F数＝2，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96.75mm，最大口径47mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种长波红外制冷微距镜头，由物方到像方依次包括，第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑以及探测器部分；

所述第一透镜具有负光焦度，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶负透镜，其凸面为非球面；

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，表面类型均为球面；

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，表面类型均为球面；

在所述第三透镜后为长波制冷探测器部分，包括保护窗口、冷屏、冷光阑和像面；保护窗口位于第三透镜后表面，冷屏位于保护窗口后表面，冷光阑位于冷屏后表面。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的工作距离为50mm，垂轴放大率Γ＝0.5，F数＝2，光学系统总长＝96.75mm，适配探测器分辨率640×512，像元大小15μm。

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。

第一透镜靠近物侧的表面镀类金刚石碳膜。

其中，物方到像方的方向，是从前到后的方向。

本实用新型的有益效果为：工作距离为50mm，垂轴放大率Γ＝0.5，光学系统总长为96.75mm，最大口径47mm。结构紧凑，光轴稳定性，装调简便，易于量产。全视场的平均MTF>0.5@20lp/mm。

附图说明

图1是本实用新型提供的长波红外制冷微距镜头的光学系统图；

图2是本实用新型提供的长波红外制冷微距镜头的点列图；