[实用新型]一种长波红外光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种长波红外光学系统，尤其是适合于安防监控领域的新型低成本高分辨率的长波红外广角镜头。

背景技术

目前，长波红外非制冷探测器技术越来越为成熟，非制冷型探测器具有结构紧凑、功耗小、成本低等特点，可广泛应用于森林防火、道路监控，机场监察等安防领域。目前的非制冷探测器像元数已从160×120、320×240逐步过渡到640×480，像元尺寸规格也从25微米开始向17微米过渡，尤其在高端应用场合，30万象素的热成像仪已经开始普及。

现有公开技术中，长波红外广角镜头或者采用单片镜片方案，但存在镜头分辨率较低的问题。或者采用3片或者3片以上镜片方案，材料一般采用单晶锗，但该方案结构复杂，成本高。因此需要提供一种新的解决方案，像质上需要满足新型的640*48017μm非制冷探测器应用要求，成本上需要满足低廉的要求，便于在安防监控领域的大规模推广。

实用新型内容

针对传统上的长波红外广角镜头存在光学结构复杂，成像分辨率低，成本高等问题。本实用新型提供了一种长波红外光学系统，该光学系统采用2片透镜实现高分辨的成像品质和超广的水平视场角。该光学系统采用全硫系玻璃材料，利用硫系玻璃具有精密模压的特点，通过精密模压实现批量生产，这样可以大幅度降低光学系统的成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下面所描述：

一种长波红外光学系统，沿光轴从物方至像方依次设置有光阑，第一透镜，第二个透镜。所述第一透镜是凹面朝向物侧的具有正屈光力的弯月形透镜，所述第二透镜是凸面朝向物侧的具有正屈光力的弯月形透镜，所述的第一透镜、第二透镜采用同一种透红外硫系玻璃材料。

所述的第一透镜、第二透镜，满足下列公式：

-2<f*(n-1)/(FNO*R1)<-0.5

其中，f为整个光学系统的焦距；

n为第一透镜材料的中心波长折射率；

FNO为光学系统的F数；

R1为第一透镜的凹面近似曲率半径；

进一步地所述第一透镜的焦距和光学系统焦距满足下列的表达式：

1<f1/f＜2

其中，f1为第一透镜的焦距；

f为整个光学系统的焦距；

进一步地所述第二透镜的焦距和光学系统焦距满足下列的表达式：

3<f2/f＜6

其中，f2为第二透镜的焦距；

f为整个光学系统的焦距；

进一步地所述第一透镜或者第二透镜有一面为衍射面。

进一步地所述系统光阑位于物方和第一透镜之间。

进一步地所述光学系统的最大视场角2ω>90°。

所述第一透镜、第二透镜采用同一种透红外硫系玻璃材料。

所述衍射面之外的镜头镜面为非球面。

所述衍射面满足下列表达式：

φ=ΣNAiρ2i]]>

其中ρ=r/r₁，r₁是衍射面归化半径，A_i是衍射面相位系数。

所述非球面满足下列表达式：