CN207216125U - 一种折转式中波红外制冷镜头 - Google Patents
一种折转式中波红外制冷镜头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207216125U CN207216125U CN201721052405.5U CN201721052405U CN207216125U CN 207216125 U CN207216125 U CN 207216125U CN 201721052405 U CN201721052405 U CN 201721052405U CN 207216125 U CN207216125 U CN 207216125U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- camera lens
- falcate
- group
- wave infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 13
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种折转式中波红外制冷镜头，从物方至像方依次包括一次成像组、反射镜组、转像镜组、调焦组以及探测器部分，涉及有五组透镜，一次成像组包括两个透镜：反射镜组包括具有折转作用的反射镜M1；转像镜组包括具有正光焦度的第三透镜L3，为一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜；有负光焦度的第四透镜L4，为一片凸面朝向像方的弯月形的锗负透镜；具有正光焦度的第五透镜L5，调焦组包括一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜。本实用新型焦距为300mm，F数1.93，从第一透镜L1到像面的轴向最大距离为206mm，最大径向长度为180mm；与同类中波制冷镜头相比，拥有更紧凑的使用空间。
Description
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折转式中波红外制冷镜头。
背景技术
光电探测系统需要具有非常远的作用距离和高分辨率成像性能，且要能满足高集成性、小体积的要求。目前，中波制冷型探测器本身的体积大，长度大于100mm，为适应长焦距、大相对孔径、小体积的需求，设计了一种折转式中波红外制冷镜头。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种光学总长短，体积小，装调方便，成像质量高的折转式中波红外制冷镜头。其工作波段为3～5微米，焦距为300mm，F数＝1.93，适配分辨率为640x512，像元大小15微米的中波制冷探测器，光学系统轴向最大长度为206mm，最大径向长度为180mm。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种折转式中波红外制冷镜头，由物方到像方依次包括，一次成像组、反射镜组、转像镜组、调焦组以及探测器部分；
所述一次成像组由一片具有正光焦度的凸面朝向物方的弯月形的硅单晶透镜和一片具有负光焦度的凸面朝向物方的弯月形的锗单晶透镜组成，弯月形的硅单晶透镜表面类型为球面；弯月形的锗单晶透镜其朝向像方的一侧为非球面；
所述反射镜组为45°反射镜，表面镀有反射膜；
所述转像镜组由三片透镜组成，分别为具有正光焦度一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面；有负光焦度的凸面朝向像方的弯月形的氟化镁负透镜；具有正光焦度的凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面。
所述调焦组为转像镜组最后一片，为一片有正光焦度的凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面，所述透镜的总移动行程4.6mm；
在所述调焦组后为中波制冷探测器部分，包括2片保护窗口和像面；孔径光阑位于保护窗口后0.86mm处。
所述镜头满足如下参数：
所述镜头的有效焦距EFL＝300mm，F数＝1.93，光学系统轴向最大长度为206mm，适配探测器分辨率640x512，像元大小15μm。
所述镜头的水平视场角范围为：2w＝1.8°。
所述镜头的竖直视场角范围为：2w＝1.5°。
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。
本实用新型的有益效果为：光学系统轴向长度为206mm，最大径向长度为180mm，结构紧凑，全视场的平均MTF在20lp/mm处MTF>0.55。
附图说明
图1是一种折转式中波红外制冷镜头光学系统图；
图2是本实用新型提供的折转式中波红外制冷镜头的点列图；
图3是本实用新型提供的折转式中波红外制冷镜头的光学传递函数图(截止分辨率为20lp/mm)；
图4是本实用新型提供的折转式中波红外制冷镜头象散畸变图；
其中，101-物空间，L1-第一透镜，L2-第二透镜，M1-45°反射镜，L3-第三透镜，L4-第四透镜，L5-第五透镜，L5-调焦组，102-第一探测器保护窗口，103-第二探测器保护窗口，104-探测器冷光阑，105-像面，S1～S10为透镜各个表面。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步详细说明。
该实施例是本实用新型应用于中波制冷型分辨率640×512像元尺寸15μm凝视型焦平面探测器的例子。
如图1所示，本实施由正光焦度的第一透镜L1、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度第三透镜L3、45°反射镜M1、负光焦度的第四透镜L4、正光焦度的第五透镜L5以及最后的探测器组件102、103、104、105组成。
L1即第一透镜，为凸面朝向物方的正透镜，材料为硅单晶，其两个表面均为球面；L2即第二透镜，为弯月形为负透镜，材料为锗单晶，S4表面为非球面。45°反射镜M1，为光路折转。L3即第三透镜，为弯月形的正透镜，材料为硒化锌，S5表面为非球面。L4即第四透镜，为凸面朝向像方的弯月形负透镜，材料为氟化镁。调焦组L5即第五透镜，为凸面朝向像方的弯月形正透镜，材料为硒化锌，其中S9面为非球面。该透镜是移动镜片，当目标距离发生改变以及工作温度发生变化时，可以用该镜片重新聚焦，总移动行程4.6mm；中波制冷探测器包括：第一探测器保护窗口102，第二探测器保护窗口103，冷光阑104，成像面105，分辨率为640x512，像元大小15μmx15μm。
所述镜头的有效焦距EFL＝300mm，F数＝1.93，光学系统轴向最大长度为206mm。
所述镜头的水平视场角范围为：2w＝1.8°。所述镜头的竖直视场角范围为：2w＝1.5°。
以上五片透镜中，第一透镜S1表面镀类金刚石碳膜，因为该表面外露，需要镀类金刚石碳膜碳膜起保护性作用，其余S2～S10表面均镀增透膜。
表1为本实用新型光学结构参数：
表1
以上八片透镜中提及的非球面，均为偶次非球面，其表达式如下：
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。
表2为表面S4，S5，S9的非球面系数：
表2
| 表面 | α2 | α3 | α4 | α5 | α6 |
| S4 | 5.73E-9 | 3.28E-13 | -1.7452E-15 | 4.2278E-17 | -1.653E-20 |
| S5 | 1.92E-5 | 2.88E-6 | -3.567E-8 | 4.26E-10 | -6.534E-12 |
| S9 | 5.66E-8 | -6.22E-10 | 4.99E-12 | -5.426E-14 | 6.284E-16 |
下面参照像差分析图对本实用新型的效果做进一步详细的描述。
图2-图4是图1所述的一种折转式中波红外制冷镜头的具体实施例的像差分析图，图2是点列图、图3是MTF图、图4是场曲畸变图；
从图中可以发现，各种像差得到了很好的校正，弥散斑均校正到接近艾利斑大小，MTF接近衍射极限，畸变<5％。
由此可见，本实用新型提供的一种折转式中波红外制冷镜头具有良好的成像质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案。因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种折转式中波红外制冷镜头，其特征在于：由物方到像方依次包括，一次成像组、反射镜组、转像镜组、调焦组以及探测器部分；
所述一次成像组由一片具有正光焦度的凸面朝向物方的弯月形的硅单晶透镜和一片具有负光焦度的凸面朝向物方的弯月形的锗单晶透镜组成，弯月形的硅单晶透镜表面类型为球面；弯月形的锗单晶透镜其朝向像方的一侧为非球面；
所述反射镜组为45°反射镜，表面镀有反射膜；
所述转像镜组由三片透镜组成，分别为具有正光焦度一片凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面；有负光焦度的凸面朝向像方的弯月形的氟化镁负透镜；具有正光焦度的凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面；
所述调焦组为转像镜组最后一片，为一片有正光焦度的凸面朝向像方的弯月形硒化锌正透镜，其朝向物方的一侧为非球面，所述透镜的总移动行程4.6mm；
在所述调焦组后为中波制冷探测器部分，包括2片保护窗口和像面；孔径光阑位于保护窗口后0.86mm处。
2.根据权利要求1所述的折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，所述镜头满足如下参数：
所述镜头的有效焦距EFL＝300，F数＝1.93，轴向最大距离为206mm，适配探测器分辨率640x512，像元大小15μm。
3.根据权利要求1所述的折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，所述镜头的水平视场角范围为：2w＝1.8°。
4.根据权利要求1所述的折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，所述镜头的竖直视场角范围为：2w＝1.5°。
5.根据权利要求1所述折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，第一透镜靠近物侧的表面镀类金刚石碳膜。
7.根据权利要求1所述的折转式中波红外制冷镜头，其特征在于，所述镜头的全视场的平均传函值MTFMTF在20lp/mm处MTF>0.55。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721052405.5U CN207216125U (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种折转式中波红外制冷镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721052405.5U CN207216125U (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种折转式中波红外制冷镜头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207216125U true CN207216125U (zh) | 2018-04-10 |
Family
ID=61816131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721052405.5U Active CN207216125U (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 一种折转式中波红外制冷镜头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207216125U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110007456A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-12 | 上海曙佳科技发展有限公司 | 一种高分辨率近红外双波段工业内窥高温光学镜头 |
| CN115166955A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-11 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种防辐射非制冷红外连续变焦光学系统及光学镜头 |
-
2017
- 2017-08-22 CN CN201721052405.5U patent/CN207216125U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110007456A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-12 | 上海曙佳科技发展有限公司 | 一种高分辨率近红外双波段工业内窥高温光学镜头 |
| CN115166955A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-11 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种防辐射非制冷红外连续变焦光学系统及光学镜头 |
| CN115166955B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-06-02 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种防辐射非制冷红外连续变焦光学系统及光学镜头 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4813669B2 (ja) | ズームレンズ | |
| CN203981958U (zh) | 一种大变倍比中波红外连续变焦镜头 | |
| CN209167667U (zh) | 一种大变倍比中波红外制冷连续变焦镜头 | |
| CN207216123U (zh) | 一种大焦距无衍射面中波红外双视场镜头 | |
| CN209182565U (zh) | 一种经济型长波红外光学无热化镜头 | |
| CN110456482B (zh) | 超广角可交换式定焦镜头 | |
| CN205539681U (zh) | 一种大变倍比长波红外连续变焦镜头 | |
| CN114019652A (zh) | 一种广角大靶面小畸变光学定焦镜头 | |
| CN207216125U (zh) | 一种折转式中波红外制冷镜头 | |
| CN211454082U (zh) | 大靶面高分辨率光学无热化镜头 | |
| CN208984871U (zh) | 一种大视场长波红外鱼眼镜头 | |
| CN209182571U (zh) | 一种便携长焦距经济型长波红外连续变焦镜头 | |
| CN205263386U (zh) | 一种长焦距长波红外连续变焦镜头 | |
| CN210090814U (zh) | 一种长焦距中波红外制冷双视场镜头 | |
| CN207216127U (zh) | 一种长焦距长波红外连续变焦镜头 | |
| CN207216121U (zh) | 一种大孔径广角长波红外定焦镜头 | |
| CN107807439B (zh) | 远摄可交换式定焦镜头 | |
| CN112285911B (zh) | 超广角镜头及成像设备 | |
| CN209167662U (zh) | 一种枪瞄型长波红外无热化镜头 | |
| CN205427294U (zh) | 一种大光圈长波红外连续变焦监控镜头 | |
| CN203965714U (zh) | 一种长焦距长波红外连续变焦镜头 | |
| CN103901592B (zh) | 一种红外连续变焦镜头 | |
| CN209182570U (zh) | 一种经济型长波红外锅炉镜头 | |
| CN205809399U (zh) | 一种长焦距切入式中波制冷型双视场红外光学镜头 | |
| CN107797259A (zh) | 一种5.2mm超清4K定焦镜头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 065200 l03-g workshop in Baishi Jingu Yanjiao international industrial base, west of Yingbin North Road and north of Gushan West Road, Yanjiao Development Zone, Sanhe City, Langfang City, Hebei Province Patentee after: SANHE LENSTEC PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100016 courtyard 160, East Bajianfang village, Jiangtai Township, Chaoyang District, Beijing Patentee before: BEIJING LENSTECH SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210303 Address after: 065200 l03-g workshop in Baishi Jingu Yanjiao international industrial base, west of Yingbin North Road and north of Gushan West Road, Yanjiao Development Zone, Sanhe City, Langfang City, Hebei Province Patentee after: SANHE LENSTEC PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 100016 courtyard 160, East Bajianfang village, Jiangtai Township, Chaoyang District, Beijing Patentee before: BEIJING LENSTECH SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 065200 l03-g workshop in Baishi Jingu Yanjiao international industrial base, west of Yingbin North Road and north of Gushan West Road, Yanjiao Development Zone, Sanhe City, Langfang City, Hebei Province Patentee after: Hebei Lansitek Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Address before: 065200 l03-g workshop in Baishi Jingu Yanjiao international industrial base, west of Yingbin North Road and north of Gushan West Road, Yanjiao Development Zone, Sanhe City, Langfang City, Hebei Province Patentee before: SANHE LENSTEC PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |