[发明专利]一种制冷型中波红外无热化镜头及探测组件

说明书

本发明公开了一种制冷型中波红外无热化镜头及探测组件，所述制冷型中波红外无热化镜头包括：沿光线入射方向依次间隔排布的弯月型硫化锌透镜、弯月型锗透镜和弯月型硅透镜；硫化锌透镜的凹面、弯月型锗透镜的凹面和弯月型硅透镜的凹面均朝向像方。采用本发明技术方案，使用由不同材质的三个弯月形透镜组成的镜头实现无热化设计，结构简单，无需机械调焦机构，且透镜的材质普通低廉，降低了镜头的成本。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种制冷型中波红外无热化镜头及探测组件。

背景技术

红外热成像技术是获取目标信息的一种重要手段，可以实现全天时接收目标辐射能量，在目标探测、搜索跟踪、目标识别等领域具有广泛应用前景。红外光学材料折射指数的温度系数较高，意味着红外材料的折射率随温度变化较为明显。同时在目标探测、搜索跟踪等应用领域，光学镜头的使用环境温度范围常常为-40℃～+60℃，基于此，红外光学系统要考虑消热差设计以满足高低温成像要求。目前制冷型中波红外镜头大多采用机械调焦的方式进行温度补偿，即通过机械结构调整镜头中相关镜片前后位置来实现高低温正常成像。此类温度补偿方式的成像精度会受机械调焦结构精度的影响，结构复杂，稳定性差。另外还有一些制冷型中波红外无热化镜头虽然采用光学无热化设计，但是光学镜片数量往往不少于四片，且光学材料中包含硫系玻璃，这导致光学镜片的尺寸、重量和成本均有所上升。

发明内容

本发明提供一种制冷型中波红外无热化镜头及探测组件，用以至少解决现有技术中无热化镜头镜片数量多造成成本高的问题。

根据本发明第一方面实施例提出的一种制冷型中波红外无热化镜头，包括：沿光线入射方向依次间隔排布的弯月型硫化锌透镜、弯月型锗透镜和弯月型硅透镜；

所述硫化锌透镜的凹面、所述弯月型锗透镜的凹面和所述弯月型硅透镜的凹面均朝向像方。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜和所述硅透镜均为正光焦度，所述锗透镜为负光焦度。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜的焦距f1满足：40mm≤f1≤80mm；

所述锗透镜的焦距f2满足：-40mm≤f2≤-20mm；

所述硅透镜的焦距f3满足：20mm≤f3≤60mm。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜的外口径φ1满足：0.9≤φ1/f1≤1.1；

所述锗透镜的外口径φ2和所述硅透镜的外口径φ3满足：φ1＞φ2＞φ3。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜和所述锗透镜的中心间距d1满足：12mm≤d1≤16mm；

所述锗透镜和所述硅透镜的中心间距d2满足：4mm≤d2≤8mm。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜的凹面、所述锗透镜的凹面、以及所述硅透镜的凹面均为非球面。

根据本发明的一些实施例，所述硫化锌透镜的凹面设置有衍射环带。

根据本发明第二方面实施例提出的一种制冷型中波红外探测组件，包括：

探测器，包括探测器窗口、探测器滤光片以及靶面；

镜头，为根据第一方面实施例中任一项所述的制冷型中波红外无热化镜头，所述镜头设于所述探测器窗口处。

根据本发明的一些实施例，所述镜头的光圈与所述探测器的光圈相同；

所述镜头的光栏与所述探测器的冷光栏重合。

根据本发明的一些实施例，所述镜头中的硅透镜与所述探测器窗口的中心间距d3满足：3mm≤d3≤7mm。