一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，包括从物侧到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜；其中，第一透镜为负屈光率的凸凹透镜；第二透镜为负屈光率的凸凹透镜；第三透镜为正屈光率的凹凸透镜；第四透镜为正屈光率的凸凹透镜；第五透镜为正屈光率的凸凹透镜。上述广角镜头适用于短中波双色探测器，对角线视场角可达120

【技术实现步骤摘要】
一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头


[0001]本技术涉及一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，属于短中波双色探测系统的广角镜头


技术介绍

[0002]所谓的广角镜头就是焦距较短、视角较大的镜头，具有更广阔的视野，被广泛应用于需要大范围取像的场合。
[0003]现有技术中，针对短中波双色探测系统的广角镜头的报道较少，尚无适用于双色探测器的短中波视场角能达到120度以上的特殊制冷镜头，如CN104297898B公布了一种大视场双波谐衍射光学系统，但是所述焦距为22.6mm，F2.0,视场角为37.5
°
的非制冷镜头，并未涉及到双色广角技术；CN110161663B公布了一种五片式中长波广角镜头，但是并未涉及到短波段。
[0004]开发适用于双色探测器的短中波视场角能达到120度以上的特殊制冷镜头，在大范围气体能源泄漏检测、地质探测、安全监控、公安执法、森林防火等相关领域有重要的应用作用，在这些特殊场合中需要监测的范围大，导致需要更大的视场角镜头，有必要进行短中波双色探测系统的大广角镜头的开发。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种适用于短中波双色探测器640*512红外机芯的大幅面红外光学广角镜头，给出了一种大靶面短中波双色探测器广角镜头的解决方案，系统组合焦距f
’
为6.5mm，系统F数等于3.5，对角线视场角达到120
°
，适用于大范围气体能源泄漏检测、地质探测、安全监控、公安执法、森林防火等相关领域。r/>[0006]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，包括从物侧到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜；
[0008]其中，第一透镜为负屈光率的凸凹透镜；
[0009]第二透镜为负屈光率的凸凹透镜；
[0010]第三透镜为正屈光率的凹凸透镜；
[0011]第四透镜为正屈光率的凸凹透镜；
[0012]第五透镜为正屈光率的凸凹透镜。
[0013]该光学系统具有屈光率的透镜只有上述的第一至第五透镜，所需镜片少；对角线视场角达到120
°
，适用于大范围气体能源泄漏检测、地质探测、安全监控、公安执法、森林防火等相关领域。
[0014]为保证双波段的色差和像差能达到较优，同时为保证整体成本的降低，第五透镜的物侧凸面(第五物侧面)为二元面，其余为球面透镜；二元面包含非球面和衍射面，二元面非球面方程为：
[0015][0016]其中，ZA：非球面沿光轴方向的透镜矢高；R：表面与光轴交点处的曲率半径；Y：透镜垂直于光轴方向的半口径；k：圆锥系数；A、B、C、D、E面系数；二元面衍射面方程为：F＝A1Y2+A2Y4+A3Y6，其中：Φ：为衍射面的位相；Y：透镜垂直于光轴方向的半口径；A1、A2、A3衍射面位相系数。
[0017]为保证整体的透过率，降低镜片数量，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均采用晶体材质制成。
[0018]进一步优选，第一透镜采用硫化锌材质，工艺上方便镀不同要求的膜层；第二透镜采用硅材质，折射率高达3.42，有助于校正光学系统的像差；第三透镜使用硫系玻璃，硫系玻璃折射率随温度变化系数dn/dT较小，在光学系统中采用硫系玻璃加上合理的光焦度分配，在材料成本上具有明显的优势，大批量生产时可以进行精密模压，可降低加工成本，市场前景广阔；第四透镜采用氟化镁材质，氟化镁材质自身不镀膜的情况下在中短波有很高的透过率，另外氟化镁的色散低，折射率相对其它晶体较低，在后工作距离较长的制冷型机芯上有很好的过渡作用；第五透镜L5采用硫化锌材质，综合像差作用。
[0019]上述广角镜头焦距f
’
较短，为保证后工作距离BFL,本技术采用反摄远结构，镜头满足：BFL/f
’
>5.7；
‑
6<f1
’
/f
’
<0；5<f2
’
/f
’
<6；其中，f1
’
是第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距；f2
’
为第四透镜和第五透镜的组合焦距；f
’
是镜头组合焦距。适用于大范围气体能源泄漏检测、地质探测、安全监控、公安执法、森林防火等相关领域。
[0020]从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面；第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面；第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面；第四透镜的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；第五透镜的两面依次为第五物侧面和第五像侧面；
[0021]为了提高像质，第一物侧面的曲率半径为96.127
±
0.02mm，第一像侧面的曲率半径为21.346
±
0.02mm；第二物侧面的曲率半径为241.145
±
0.02mm，第二像侧面的曲率半径为101.593
±
0.02mm；第三物侧面的曲率半径为
‑
211.479
±
0.02mm，第三像侧面的曲率半径为
‑
95.427
±
0.02mm；第四物侧面的曲率半径为21.318
±
0.02mm，第四像侧面的曲率半径为22.315
±
0.02mm；第五物侧面的曲率半径为32.434
±
0.02mm，第五像侧面的曲率半径为134.069
±
0.02mm。
[0022]为了进一步提高像质，第一透镜的中心的厚度为2
±
0.01mm；第二透镜的中心的厚度为4.45
±
0.01mm；第三透镜的中心的厚度为2.24
±
0.01mm；第四透镜的中心的厚度为8.05
±
0.01mm；第五透镜的中心的厚度为2
±
0.01mm；第一透镜与第二透镜之间的中心间隔为8.6
±
0.01mm；第二透镜与第三透镜之间的中心间隔为30.76
±
0.01mm；第三透镜与第四透镜之间的中心间隔为79.2
±
0.01mm；第四透镜与第五透镜之间的中心间隔为5.4
±
0.01mm。
[0023]上述系统组合焦距f
’
为6.5mm,系统F数等于3.5，适用于波段1.5
‑
5um。
[0024]本技术未提及的技术均参照现有技术。
[0025]本技术适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，具有如下有益效果：
[0026]1.适用于短中波双色探测器，对角线视场角可达120本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：包括从物侧到像面依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜；其中，第一透镜为负屈光率的凸凹透镜；第二透镜为负屈光率的凸凹透镜；第三透镜为正屈光率的凹凸透镜；第四透镜为正屈光率的凸凹透镜；第五透镜为正屈光率的凸凹透镜。2.如权利要求1所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：第五透镜的物侧凸面为二元面，其余为球面透镜。3.如权利要求1或2所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜均采用晶体材质制成。4.如权利要求3所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：第一透镜采用硫化锌材质；第二透镜采用硅材质；第三透镜使用硫系玻璃；第四透镜采用氟化镁材质；第五透镜L5采用硫化锌材质。5.如权利要求1或2所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：满足：BFL/f
’
>5.7；
‑
6<f1
’
/f
’
<0；5<f2
’
/f
’
<6；其中，f1
’
是第一透镜、第二透镜和第三透镜的组合焦距；f2
’
为第四透镜和第五透镜的组合焦距；f
’
是镜头组合焦距。6.如权利要求5所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：组合焦距f
’
为6.5mm，系统F数等于3.5，适用波段为1.5
‑
5um。7.如权利要求1或2所述的适用于短中波双色制冷探测系统的广角镜头，其特征在于：从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面；第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面；第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面；第四透镜的两面依次为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭东，吴玉堂，王国力，刘建芬，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：