CN102998778B - 制冷红外双视场光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制冷红外双视场光学镜头。从物方到像方依次包括具有正屈光度的前固定组、负屈光度的变倍组和负屈光度的后固定组，所述的前固定组由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜构成，用于会聚收光；变倍组由一片双凹型锗透镜构成，用于改变系统的焦距，增加变倍倍率，同时用于补偿不同物距不同温度下像面位移；后固定组由两片凸面朝向物侧的弯月型前、后锗透镜和一片双凸型的硅透镜构成，所述的硅透镜在前、后锗透镜之间；光学系统焦距为f，前固定组焦距为f1，满足0.3＜f1/f＜0.4。适用于320×256规格中波制冷探测器，尽可能提高探测作用距离及提高像质的基础上，采用一次成像方式，单片透镜变焦，从而降低成本和系统体积，使结构简单，运动负荷小。
Description
技术领域
本发明属于光学技术领域，特别涉及一种中波红外双视场光学镜头。
背景技术
近年来，红外热成像等红外探测技术在军事、工业以及民用等领域有着广泛应用。非制冷探测器虽然具有价格低、体积小、重量轻、功耗低等优点，但是其灵敏度低，而中波制冷探测器由于灵敏度高，其价格比同类型长波探测器具有更明显的优势，为了满足对远距离目标的搜索和跟踪，中波制冷红外双视场光学系统在民用和军用领域有着良好的应用前景。
之前报道的中波红外双视场或连续变焦光学系统所使用的玻璃片数都在6片到11片左右，且多数采用二次成像方式，或者运用衍射技术。其缺点是玻璃数量多且加工难度大，增加了系统的成本和重量，降低了系统的透过率，从而使降低了系统的作用距离。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种制冷红外双视场光学镜头，适用于320×256规格中波制冷探测器，尽可能提高探测作用距离及提高像质的基础上，采用一次成像的方式，单片透镜变焦，从而降低成本和系统体积，使结构简单，运动负荷小。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：从物方到像方依次包括具有正屈光度的前固定组、负屈光度的变倍组和负屈光度的后固定组，所述的前固定组由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜构成，用于会聚收光；变倍组由一片双凹型锗透镜构成，用于改变系统的焦距，增加变倍倍率，同时用于补偿不同物距不同温度下像面位移；后固定组由两片凸面朝向物侧的弯月型前、后锗透镜和一片双凸型的硅透镜构成，所述的硅透镜在前、后锗透镜之间,用于会聚收光；光学系统焦距为f，前固定组焦距为f1，满足0.3＜f1/f＜0.4。
本发明只有五片透镜，口径最大的硅透镜，三个非球面设置在锗透镜上，结构较为简单易于制作加工，可有效降低成本，第一片硅透镜还用于密封，镜头可作整体气密。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明短焦位置示意图；
图2为本发明长焦位置示意图；
图3为本发明短焦系统MTF曲线图；
图4为本发明短焦系统轴向球差、场曲、畸变曲线图；
图5为本发明短焦系统像面照度分布图；
图6为本发明短焦系统像面照度仿真数据；
图7为本发明长焦系统MTF曲线图；
图8为本发明长焦系统轴向球差、场曲、畸变曲线图；
图9为本发明长焦系统像面照度分布图；
图10为本发明长焦系统像面照度仿真数据。
具体实施方式
如附图所示，从物方到像方依次包括具有正屈光度的前固定组10、负屈光度的变倍组11和负屈光度的后固定组12，所述的前固定组10由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜1构成，用于会聚收光；变倍组11由一片双凹型锗透镜2构成，用于改变系统的焦距，增加变倍倍率，同时用于补偿不同物距不同温度下像面位移；后固定组12由两片凸面朝向物侧的弯月型前、后锗透镜3、5和一片双凸型的硅透镜4构成，所述的硅透镜4在前、后锗透镜3、5之间,用于会聚收光；光学系统焦距为f，前固定组焦距为f1，满足0.3＜f1/f＜0.4。
从前固定组10的弯月型硅透镜1的第一面S1到像面Image总长为200mm，总长与焦距之比为L/f￠＝0.67。
所述弯月型硅透镜1、双凹型锗透镜2、前、后锗透镜3、5和双凸型的硅透镜4的参数见表1；
表中S3、S5、S9前面的*表示该面为非球面。
Claims (2)
1.一种制冷红外双视场光学镜头，其特征在于：从物方到像方依次包括具有正屈光度的前固定组(10)、负屈光度的变倍组(11)和负屈光度的后固定组(12)，所述的前固定组(10)由一片凸面朝向物侧的弯月型硅透镜(1)构成，用于会聚收光；变倍组(11)由一片双凹型锗透镜(2)构成，用于改变系统的焦距，增加变倍倍率，同时用于补偿不同物距不同温度下像面位移；后固定组(12)由两片凸面朝向物侧的弯月型前、后锗透镜(3、5)和一片双凸型的硅透镜(4)构成，所述的硅透镜(4)在前、后锗透镜(3、5)之间,用于会聚收光；光学系统焦距为f，前固定组焦距为f1，满足0.3＜f1/f＜0.4。
2.根据权利要求1所述的制冷红外双视场光学镜头，其特征在于：所述弯月型硅透镜(1)、双凹型锗透镜(2)、前、后锗透镜(3、5)和双凸型的硅透镜(4)的参数见表1；
表中S3、S5、S9前面的*表示该面为非球面。
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