[实用新型]基于硫系玻璃的远红外镜头

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种远红处镜头，特别涉及一种大视场的基于硫系玻璃的远红外镜头。 

【背景技术】

目前所设计的红外镜头以近红外为主，需要主动发射红外光线来达到夜视监测的效果，对被动式的基于硫系玻璃的远红外镜头设计涉及较少，如专利CN201010609811.3实用新型了激光夜视仪用近红外镜头，针对近红外波段夜视成像；专利CN201110173404.7和专利CN00208521.6实用新型的也都是近红外镜头，采用镜头主动近红外光照射物体进行夜视成像。少数设计的基于硫系玻璃的远红外镜头视场角较小，扩大视场角的同时会降低镜头的分辨率，对比度变差，图像质量满足不了要求，如专利US6507432设计的三片式基于硫系玻璃的远红外镜头(波长8μm-12μm)最大视场角为20.8°；再有，现有基于硫系玻璃的远红外镜头的镜片材料绝大部分采用锗或硫化锌等晶体材料，如专利US6507432采用单晶锗作为镜片材料，专利US7835071和专利US7911688设计的基于硫系玻璃的远红外镜头主要采用硫化锌作为镜片材料，单晶锗是一种比较昂贵的晶体，而且只能通过车削加工获得非球面和衍射面，镜头成本很高，镜片加工的效率非常低，批量制造的难度较大；而硫化锌除了能直接车削加工外，可以采用硫化锌粉末直接高温加热压铸成型，但其成型的温度超过1000°，工艺控制难度大，加工成本同样也很高。 

【实用新型内容】

为克服上述技术缺点，本实用新型提供一种可用于车载夜视镜、夜视监控镜头等领域的基于硫系玻璃的远红外镜头。 

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：提供一种基于硫系玻璃的远红外镜头，其特征在于：从物方到像方依次包括光阑、第一新月形正透镜、第二新月形负透镜和第二新月形正透镜和像面。 

优选地，该第一新月形正透镜的凸面朝向物面，该第二新月形负透镜的凸面朝向像面，且该第二新月形正透镜凸面朝向物面。 

选选地，该基于硫系玻璃的远红外镜头透过光线的波长范围在8-12μm。 

优选地，该基于硫系玻璃的远红外镜头的总长<50mm，f数为0.8，视场角>20°。 

优选地，该基于硫系玻璃的远红外镜头的该第一新月形正透镜包括第一透镜表面S2与第二透镜表面S3，该第二新月形负透镜包括第三透镜表面S4与第四透镜表面S5，该第二新月形正透镜包括第五透镜表面S6与第六透镜表面S7，其中透镜表面S2、S4、S5、S6和S7为球面，透镜表面S3为非球面。 

优选地，该基于硫系玻璃的远红外镜头的成像分辨率为320×240像素。 

本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头采用三片式折衍混合光学系统，简化镜头结构；系统具有较大的视场角，可夜视监测的范围更大，采用较小的f数设计，增大镜头的通光孔径，使得夜视场景更加清晰明亮，极大地提高了镜头的夜晚观测能力；同时，镜片材料采用可大批量快速模压成型的硫系玻璃，其模压温度仅三百度左右(略高于硫系玻璃转化温度Tg)，大大降低了镜头的制造成本。 

【附图说明】

图1为本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头的光学结构图。 

图2为本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头的光线像差曲线。 

图3为本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头的纵向球差、像散和畸变曲线。 

图4为本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头的MTF曲线。 

【具体实施方式】

如图1所示，本实用新型基于硫系玻璃的远红外镜头包括如下组件，其由物体发出的红外光线依次经过光阑1、新月形正透镜2，其凸面朝向物面、新月形负透镜3，其凸面朝向像面，和新月形正透镜4，其凸面朝向物面，最后在像面5成像。该光阑1包括一入光口S1，该新月形正透镜2包括第一透镜表面S2与第二透镜表面S3，该新月形负透镜3包括第三透镜表面S4与第四透镜表面S5，该新月形正透镜4包括第五透镜表面S6与第六透镜表面S7，透镜表面S2、S4、S5、S6和S7为球面，透镜表面S3为非球面，圆锥系数为-1.325，并在非球面设置具有一级衍射级次的相位多项式型Kinoform二元光学面；透镜的材料采用肖特公司的硫系玻璃‘IG3’，可在不超过300°的条件下进行热模压成型，大大降低镜头成本。考虑热影响，透镜2设计为正光焦度，透镜3设计为负光焦度。