[发明专利]一种两档变焦长波红外显微镜头

说明书

本发明涉及一种两档变焦长波红外显微镜头，该镜头由物平面与像平面之间同光轴依次设置的第一透镜，第二透镜，光阑和第三透镜组成；其中第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜；第一透镜和第二透镜的物侧面为凹面，另一侧为凸面；第三透镜的物侧面为凸面，另一侧为凹面；第二透镜可在第一透镜与光阑之间移动。本发明采用简单的三片式镜头结构，通过移动中间一片负透镜的位置即可实现两个焦距的切换，进而改变镜头的放大倍率，实现了高成像质量和稳定的像方数值孔径，并且结构简单。

技术领域

本发明属于显微镜头技术领域，涉及一种工作于长波红外波段的放大倍率可以两档切换的显微镜头。

背景技术

红外热像仪可以将物体发出的热辐射能量转化为电子信号，继而获取物体的温度分布信息。当电流通过电子元件时，部分电能会转化为内能，产生或强或若发热现象。在很多情况下，通过电子元件的发热情况可以评估电路的效率或进行故障的诊断，这时基于热量探测的长波红外显微镜便成为必不可少的工具。

当被诊断的电子元件对象尺寸不同时，采用变放大倍率的镜头能同时兼顾测量范围和测量细节。虽然采用定焦镜头、通过改变物距和像距可以实现放大倍率的改变，但是在物距很近的显微成像条件下，改变物距、像距导致像差急剧恶化，镜头成像质量下降。此外，改变物距和像距也导致镜头的实际工作数值孔径变化，将对物体温度测量造成不利影响。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种两档变焦长波红外显微镜头，该镜头能够克服现有长波红外镜头在改变放大倍率后像质下降、测量温度偏移的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的两档变焦长波红外显微镜头，由物平面与像平面之间同光轴依次设置的第一透镜，第二透镜，光阑和第三透镜组成；其中第一透镜为弯月正透镜，第二透镜为弯月负透镜，第三透镜为弯月正透镜；第一透镜和第二透镜的物侧面为凹面，另一侧为凸面；第三透镜的物侧面为凸面，另一侧为凹面；第二透镜可在第一透镜与光阑之间移动。

所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜的前、后表面均采用非球面。所述的第一透镜前表面中心曲率半径为-498.06mm，后表面中心曲率半径为-73.0742mm，厚度为10mm；所述的第二透镜前表面中心曲率半径为-18.339mm，后表面中心曲率半径为-26.797mm，厚度为6mm；光阑与第三透镜前表面的间距为17.49mm；第三透镜前表面中心曲率半径为63.675mm，后表面中心曲率半径为170.0398mm，厚度为7.5mm。

所述的第一透镜前表面的四次非球面系数A为-3.509E-7，六次非球面系数B为3.7234E-10，八次非球面系数C为-2.9647E-14；第一透镜后表面的四次非球面系数A为3.7683E-7，六次非球面系数B为2.0268E-10，八次非球面系数C为5.5142E-14；所述的第二透镜前表面的四次非球面系数A为5.3062E-5，六次非球面系数B为8.027E-8，八次非球面系数C为-3.7815E-10；第二透镜后表面的四次非球面系数A为2.2151E-5，六次非球面系数B为3.5239E-8，八次非球面系数C为-8.367E-11；所述的第三透镜的前表面的四次非球面系数A为8.672E-7，六次非球面系数B为1.3129E-9，八次非球面系数C为3.7424E-12；第三透镜后表面的四次非球面系数A为1.7539E-6，六次非球面系数B为1.6719E-9，八次非球面系数C为6.1754E-12。

低放大倍率时，第一透镜后表面与第二透镜前表面的间距为14.25mm，第二透镜2后表面与光阑的间距为33.05mm。

高放大倍率时，第一透镜后表面与第二透镜前表面的间距为43.78mm；第二透镜2后表面与光阑的间距为3.52mm。

所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜均采用单晶锗材料。

有益效果