CN203981953U - 一种长波红外物镜 - Google Patents
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Abstract
一种长波红外物镜，包括透镜组，其特征在于：所述透镜组包括自物方至像方同轴依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜、第三透镜为正透镜组，负透镜与正透镜组之间相隔一定的距离；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凸面为偶次非球面并且朝向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凹面朝向像方。该设计继承了反远距结构的优点：结构简单，体积小，质量轻，像面照度均匀，同时又具有超大视场，这些特点使其具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本设计涉及长波红外物镜，属于光学技术领域。
背景技术
非制冷红外焦平面阵列探测器能在室温下良好地工作，并且具有质量轻、体积小、寿命长、成本低、功耗小、启动快及稳定性好等优点，满足了民用红外系统和部分军事红外系统对长波红外探测器的迫切需要，获得了广泛应用。但与制冷型红外探测器相比较，非制冷红外探测器的灵敏度明显不高，因而要求光学系统的相对孔径为1左右(尽可能大于1)来弥补这一不足。随着扫描技术的发展，电子扫描将完全替代传统的机械扫描实现凝视成像。获取大场景的红外图像要求红外光学系统具有很大的视场。
反射式和折反式结构不适于大视场短焦距光学系统，这是因为: 焦距太短，满足不了反射式和折反式结构中反射元件对空间的要求，而且随着视场的增大，中心遮拦比也会随之增大，导致系统的辐射能量利用率降低。
发明内容
针对上述要求，本设计采用了可实现超广角的反远距结构。该结构由2个镜组组成，靠近物方的前组为负透镜组，后组为正透镜组,两者相隔一定的距离。这种结构使像方主面向系统的后面移动，从而获得较大的后工作距。正负透镜组的间隔越大，像方主面向后移动的距离就越大，镜头的后工作距也会越长，满足超大视场的需求。
为实现上述目的，本设计是通过以下技术手段来实现的：
一种长波红外物镜，包括透镜组，其特征在于：所述透镜组包括自物方至像方同轴依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜、第三透镜为正透镜组，负透镜与正透镜组之间相隔一定的距离；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凸面为偶此非球面并且朝向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凹面朝向像方。
优选的：
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：在第二透镜凸面上还设有光阑。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的工作波段为8—12μm，有效焦距为6mm，相对孔径为1:0.8。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组为锗镜。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的后工作距离为15mm。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组总长为86.13mm。
本发明的有益效果是：该设计继承了反远距结构的优点：结构简单，体积小，质量轻，像面照度均匀，同时又具有超大视场，这些特点使其具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为透镜组组成结构示意图。
附图标号的含义如下：1第一透镜，2第二透镜，3第三透镜，1-1第一透镜凸面，1-2第一透镜凹面，2-1第二透镜凸面，2-2第二透镜凹面，3-1第三透镜凸面，3-2第三透镜凹面。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对设计作进一步的说明。
如图1所示，一种长波红外物镜，包括透镜组，其特征在于：所述透镜组包括自物方至像方同轴依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3；所述第一透镜1为负透镜，所述第二透镜2、第三透镜3为正透镜组，负透镜与正透镜组之间相隔一定的距离；所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3凸面1-1、2-1、3-1为偶次非球面并且朝向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凹面1-2、2-2、3-2朝向像方。
优选的：
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：在第二透镜2凸面2-2上还设有光阑。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的工作波段为8—12μm，有效焦距为6mm，相对孔径为1:0.8。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组为锗镜。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的后工作距离为15mm。
所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组总长为86.13mm。
本设计采用了可实现超广角的反远距结构。该结构由2个镜组组成，靠近物方的前组为负透镜组，后组为正透镜组,两者相隔一定的距离。这种结构使像方主面向系统的后面移动，从而获得较大的后工作距。正负透镜组的间隔越大，像方主面向后移动的距离就越大，镜头的后工作距也会越长，满足超大视场的需求。
反远距型结构的光阑一般设置在后镜组上，使得通过后镜组的光线倾角变小，使其承担较小的视场，而相应的前镜组将会承担较大的视场。但是，轴上点光束通过前镜组后变成发散光束，入射到后镜组的光线高度增大，后镜组所负担的孔径变大。反远距镜头具有短焦距、大视场、长后工作距和像方视场角小于物方视场角的特征，有利于像面照度的分布。
系统由3片锗镜组成，采用反远距结构，第一片透镜为负透镜组，后2片透镜为正透镜组。透镜凸面为偶次非球面。光阑放在第三面上，第三面为非球面，可以校正与孔径有关的球差。第一和第六面的非球面一个远离光阑，一个
接近像面，用来校正除场曲以外的轴外像差，如彗差，像散。
随着非球面加工工艺和光学检测水平的进步，非球面越来越多地用于各种光学系统中。非球面不仅可用于成像质量不高的光学系统中，而且在照相机，广角、大孔径、变焦距物镜中都有应用。非球面的使用使得光学系统结构更为简单，透镜厚度变薄，使大相对孔径成为可能，或者用非球面来控制某一高级像差来提高系统的成像质量。为了改善系统成像质量并简化系统结构，本设计使用了3个偶次非球面。
设计实验结果表明：在空间频率为20 lp/mm处的MTF值大于0.7，接近于衍射极限。该系统结构简单，视场非常大，成像质量较好，在军事和民用领域中有广阔的应用前景。
以上显示和描述了本设计的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种长波红外物镜，包括透镜组，其特征在于：所述透镜组包括自物方至像方同轴依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜、第三透镜为正透镜组，负透镜与正透镜组之间相隔一定的距离；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凸面为偶次非球面并且朝向物方，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜凹面朝向像方。
2.如权利要求1所述的一种长波红外物镜，其特征在于：在第二透镜凸面上还设有光阑。
3. 如权利要求1所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的工作波段为8—12μm，有效焦距为6mm，相对孔径为1:0.8。
4. 如权利要求1所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组为锗镜。
5. 如权利要求1所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组的后工作距离为15mm。
6. 如权利要求1所述的一种长波红外物镜，其特征在于：所述透镜组总长为86.13mm。
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| CN201420435467.4U CN203981953U (zh) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | 一种长波红外物镜 |
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| CN203981953U true CN203981953U (zh) | 2014-12-03 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104090350A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-10-08 | 江苏卡罗卡国际动漫城有限公司 | 一种长波红外物镜 |
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2014
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