一种适用制造技术

本发明专利技术公开了一种适用

【技术实现步骤摘要】
一种适用1.5
‑
5um的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头


[0001]本专利技术涉及一种适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，属于宽光谱无热化制冷镜头

。

技术介绍

[0002]1.5um
～
5.0um
高帧频制冷型中波红外机芯应用于安全监控
、
空气污染
、
目标特性检测
、
高速目标检测跟踪以及机械设备状态监测等科研和工业领域，具有灵敏高
、
测温范围宽
、
测温精度高，测量速度快等特点
。
[0003]宽波段光学系统具有系统像差和色差难以校正等设计难点
。
目前制冷型中波镜头一般标称适用于
3.0um
～
5.0um
，实际上大部分是按照
3.7um
～
4.8um
波段消除色差，该类镜头用在
1.5um
～
5.0um
的机芯上会造成能量损失以及
1.5um
～
3.0um
波段信息丢失
。CN106019534B
公布了一种
1.3
～
5um
宽波段红外成像镜头，存在镜片数量多
、
体积大
、
像面小
、
非无热化
、
整体加工装调不便等问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种适用于短波和中波双色探测器
640*512
红外机芯的大幅面宽光谱镜头，适用于安全监控
、
空气污染
、
目标特性检测
、
高速目标检测跟踪以及机械设备状态监测等相关领域
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，包括从物方到像方依次设置的第一透镜
、
第二透镜
、
第三透镜
、
第四透镜；其中，第一透镜为负屈光率的凹凸透镜；第二透镜正屈光率的凸凸透镜；第三透镜为正屈光率的凸凹透镜；第四透镜为正屈光率的凸凹透镜；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；第一像侧面为非球面；第三物侧面为衍射面；第一物侧面
、
第二物侧面
、
第二像侧面
、
第三像侧面
、
第四物侧面和第四像侧面均为球面透镜
。
[0007]上述镜头为适用于短波和中波双色探测器
640*512
‑
15um
机芯的高频制冷型镜头
。
本申请给出了一种适用于从短波到中波双色探测器无热化镜头的解决方案，填补了国内短波到中波波段无热化成像物镜的空白
。
[0008]上述镜头采用衍射面进行色差和热差优化
。
[0009]上述适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，系统组合焦距
f
’
为
25mm
，系统
F
数等于
2.5
，对角线成像面
12.3mm
，对角线视场角达
27.6
°
。
[0010]上述第一透镜至第四透镜采用晶体材质和硫系玻璃制成
。
优选，为保证整体的透过率，降低镜片数量，消除温度变化对像质的不利影响，镜片采用折射率较高的晶体材质和折射率随温度变化系数
dn/dT
较小的硫系玻璃；进一步优选，第一透镜和第四透镜所用材质
为硒化锌，使用了非球面，校正像质；第二透镜所用材质为氟化钙晶体，氟化物晶体在
1.5
‑
5um
具有较高的透过率，在不镀膜的情况下透过率都能达到
90
％；第三透镜所用材质为硫系玻璃，优选的硫系玻璃为国产的
IRG206
，使用衍射面，有助于消除光学系统的色差和热差
。
[0011]为了进一步确保成像效果，第一物侧面的曲率半径为
‑
16.280
±
0.005mm
，第一像侧面的曲率半径为
‑
24.868
±
0.005mm
；第二物侧面的曲率半径为
63.376
±
0.005mm
，第二像侧面的曲率半径为
‑
65.842
±
0.005mm
；第三物侧面的曲率半径为
118.371
±
0.005mm
，第三像侧面的曲率半径为
159.804
±
0.005mm
；第四物侧面的曲率半径为
43.214
±
0.005mm
，第四像侧面的曲率半径为
110.284
±
0.005mm。
[0012]为了进一步确保成像质量，第一透镜和第二透镜之间的中心间隔为
11.073
±
0.005mm
，第二透镜和第三透镜之间的中心间隔为
0.300
±
0.005mm
，第三透镜和第四透镜之间的中心间隔为
0.626
±
0.005mm。
[0013]为了进一步确保成像稳定性和成像质量，第一透镜的中心厚度
7.000
±
0.05mm
，第二透镜的中心厚度
6.200
±
0.05mm
，第三透镜的中心厚度
2.700
±
0.05mm
，第四透镜的中心厚度
2.700
±
0.05mm。
[0014]为了兼顾成像质量和镜头体积，第一透镜的外径为
21.2
～
28.3mm
，第二透镜的外径为
27.5
±
0.1mm
，第三透镜的外径为
23.5
～
26.1mm
，第四透镜的外径为
21.8
～
24.7mm。
[0015]上述镜头实现了
100
％冷光阑效率
。
[0016]本专利技术未提及的技术均参照现有技术
。
[0017]本专利技术适用
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，其特征在于：包括从物方到像方依次设置的第一透镜
、
第二透镜
、
第三透镜和第四透镜；其中，第一透镜为负屈光率的凹凸透镜；第二透镜正屈光率的凸凸透镜；第三透镜为正屈光率的凸凹透镜；第四透镜为正屈光率的凸凹透镜；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；第一像侧面为非球面；第三物侧面为衍射面；第一物侧面
、
第二物侧面
、
第二像侧面
、
第三像侧面
、
第四物侧面和第四像侧面均为球面透镜
。2.
如权利要求1所述的适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，其特征在于：系统组合焦距
f
’
为
25mm
，系统
F
数等于
2.5
，对角线成像面
12.3mm
，对角线视场角达
27.6
°
。3.
如权利要求1或2所述的适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，其特征在于：第一透镜至第四透镜所用材料为晶体材质或硫系玻璃
。4.
如权利要求3所述的适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，其特征在于第一透镜所用材质为硒化锌；第二透镜所用材质为氟化钙晶体；第三透镜所用材质为硫系玻璃；第四透镜所用材质为硒化锌
。5.
如权利要求1或2所述的适用
1.5
‑
5um
的双色探测系统的宽光谱无热化制冷镜头，其特征在于：第一物侧面的曲率半径为
‑
16.280
±
0.005mm
，第一像侧面的曲率半径为
‑
24.868
±
0.005mm
；第二物侧面的曲率半径为<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪诗妍，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：发明
国别省市：