[实用新型]一种新型长波红外定焦镜头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型长波红外定焦镜头，尤其是一种具有宽温度范围内消热差性能，可广泛应用于车载夜视和安防监控领域的长波红外定焦镜头。

背景技术

随着非制冷探测器技术的成熟，长波红外非制冷光学系统在军用和民用领域均得到了广泛的应用。由于红外光学材料的折射率温度系数较大，工作温度的剧烈变化会对红外光学系统有严重的影响，引起系统焦距变化、像面漂移、成像质量下降等问题。针对这些特殊应用领域的红外光学系统必须进行消热差设计，在设计的时候考虑温度变化对系统成像质量的影响，使得红外光学系统在一个较大的温度范围内均具有良好的成像质量。

在红外光学系统的消热差技术中，光学消热差由于其结构简单，性能可靠等特点得到广泛的应用。但现有光学消热差镜头方案存在以下问题，一是利用多种材料热特性差异配合实现消热差，该方案存在使用材料多，镜头数量较多，结构相对复杂，成本高等问题；二是采用利用衍射光学元件具有负消热散的特性实现消热差，该方案存在由于衍射面的衍射效率而导致光学系统透过率下降明显的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决了上述光学消差系统中存在的问题，提供了一种新型长波红外光学定焦镜头，该系统采用三片式结构，利用硫系玻璃具有较低的折射率温度系数的特性，实现在宽温度范围内的消热差特性。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下面所描述：

一种新型长波红外光学定焦镜头，沿光轴从物方至像方依次设置有第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3；

所述的第一透镜为具有正屈光力并凸面向物侧的弯月型透镜；

所述的第二透镜为具有负屈光力的透镜；

所述的第三透镜为具有正屈光力并凸面向像侧的透镜；

所述新型长波红外定焦镜头满足下列公式：

0<FNO*f12*f3*(n1-1)/(f*f*R1)<1以及1*10^-5<dn1/dT<5*10^-5

其中，f为整个光学系统的焦距；n1为第一透镜材料的中心波长折射率；FNO为光学系统的F数；f12为第一透镜和第二透镜的组合焦距；f3为第三透镜的焦距；R1第一透镜的凸面近似曲率半径；dn1/dT为第一透镜材料折射率温度系数。

进一步地所述第三透镜满足下列的表达式：

1*10^-5<dn3/dT<5*10^-5

其中，n3为第一透镜材料的中心波长折射率；dn3/dT为第一透镜材料折射率温度系数。

进一步地，所述第一透镜和第二透镜组成的组合焦距和光学系统焦距满足下列的表达式：

1<f12/f<7

其中，f12为第一透镜和第二透镜的组合焦距；f为整个光学系统的焦距。

进一步地，所述第一透镜和光学系统焦距满足下列的表达式：

0<f1/f<1

其中，f1为第一透镜焦距；f为整个光学系统的焦距。

进一步地，所述第二透镜和光学系统焦距满足下列的表达式：

-1<f2/f<0

其中，f2为第二透镜焦距；f为整个光学系统的焦距。

进一步地，所述第三透镜和光学系统焦距满足下列的表达式：

0<f3/f<1

其中，f3为第三透镜焦距；f为整个光学系统的焦距。

进一步地，所述镜头采用三种硫系玻璃材料，每一透镜采用不同的硫系玻璃材料。

所述镜头的透镜中均不含有衍射面结构。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优势和有益效果：

本实用新型通过采用三片透镜的方案，无需采用衍射面结构而实现宽温度范围内的消热差功能。较现有的光学消热差方案具有以下优势：与多种光学材料配比实现光学消热差方案相比，本实用新型具有镜头镜片数量少，镜头结构简单的优点；与采用衍射光学元件实现光学消热差方案相比，本实用新型由于无需采用衍射面结构，具有系统透过率高的优点。本实用新型采用三种硫系玻璃，在材料成本上硫系玻璃具有明显的优势，而且硫系玻璃在大批量生产时可以进行精密模压，可以大大降低加工成本，具有广阔的市场前景。实践证明，该种技术方案具有较好的应用效果。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。