本實用新型涉及光學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種大光圈長波雙視場紅外光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù)：
：紅外技術(shù)可適用于夜間及煙、霧、塵不良氣象條件下對目標(biāo)的探測，實現(xiàn)全天候觀察。雙視場紅外光學(xué)鏡頭具有寬、窄兩個視場，能夠分別滿足探測和識別的功能。寬視場用于目標(biāo)的探測，窄視場用于目標(biāo)的識別。對于天氣比較惡劣的情況，希望有更多的能量進入光學(xué)系統(tǒng)被探測到，從而增加成像對比度。以光學(xué)原理來說，艾利班直徑隨著光圈的增大而變小，也就意味著分辨率越高。因此需要大光圈的鏡頭。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型提供了一種大光圈長波雙視場紅外光學(xué)鏡頭，解決了上述問題，其技術(shù)方案如下所述：一種長波紅外雙視場紅外光學(xué)鏡頭，從物方到像方依次包括前固定組、變倍組、第一后固定組、第二后固定組；所述前固定組，具有正屈光度，對光進行匯聚，包括一片凸面朝向物側(cè)的彎月形鍺正透鏡；所述變倍組，具有負屈光度，用于焦距的切換，包括一片雙凹形鍺負透鏡；所述變倍組第二面采用衍射面；所述第一后固定組，具有正屈光度，包括一片雙凸形鍺正透鏡；所述第二后固定組，具有正屈光度，包括一片凸面朝向像方的彎月形鍺正透鏡。所述第一后固定組第一面采用高次非球面。所述第二后固定組第一面采用高次非球面。所述長波紅外雙視場紅外光學(xué)鏡頭的工作波段為8～12um。所述長波紅外雙視場紅外光學(xué)鏡頭在長焦時F數(shù)＝1，短焦時F數(shù)＝0.9。其中，F(xiàn)/#指鏡頭的直徑和焦距的比值，是光學(xué)專業(yè)術(shù)語，沒有單位。該光學(xué)系統(tǒng)適配探測器分辨率640×480，像元大小17μm。該光學(xué)系統(tǒng)可在50/150mm兩個視場內(nèi)內(nèi)成像質(zhì)量良好，并能夠?qū)崿F(xiàn)焦距快速切換。附圖說明圖1是本實用新型窄視場、長焦距光路圖；圖2是本實用新型寬視場、短焦距光路圖；圖3是本實用新型窄視場、長焦距彌散斑圖；圖4是本實用新型寬視場、短焦距彌散斑圖；圖5是本實用新型窄視場、長焦距光學(xué)傳遞函數(shù)圖，截止分辨率為20llp/mm；圖6是本實用新型寬視場、短焦距光學(xué)傳遞函數(shù)圖，截止分辨率為20llp/mm；圖7是本實用新型窄視場、長焦距象散畸變圖；圖8是本實用新型寬視場、短焦距象散畸變圖；其中，110-物空間，L1-前固定組，111-光闌，L2-變倍組，L3-第一后固定組，L4-第二后固定組,112-保護窗口，113-探測器保護窗口，114-像面，S1～S8為透鏡各個表面。具體實施方式本實用新型從物方到像方依次設(shè)置第一彎月正透鏡L1，第二雙凹負透鏡L2，第三雙凸正透鏡L3，第四彎月正透鏡L4，保護窗口112和像面113，第二負透鏡可沿軸向在第一透鏡L1和第三透鏡L3之間移動，分別構(gòu)成窄視場光路和寬視場光路。光學(xué)系統(tǒng)處于短焦時，外界輻射通過前固定組、變倍組、后固定組匯聚到探測器焦平面上；光學(xué)系統(tǒng)處于長焦時，外界輻射通過前固定組、變倍組、第一后固定組、第二后固定組匯聚到探測器焦平面上。本實用新型提供的大光圈長波雙視場紅外光學(xué)鏡頭，采用高次非球面和衍射面改善系統(tǒng)像質(zhì)，使系統(tǒng)的光路總長更短和重量更輕。由于采用了一片透鏡的移動來實現(xiàn)視場的轉(zhuǎn)換和調(diào)焦補償，減少了系統(tǒng)中的運動機構(gòu)，降低了裝調(diào)難度。并滿足如下參數(shù)：所述長波紅外雙視場光學(xué)鏡頭的有效焦距EFL＝50/150mm，F(xiàn)數(shù)＝0.9/1，光學(xué)系統(tǒng)總長＝220mm，適配探測器分辨率640×480，像元大小17μm。以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不僅限于本實用新型。圖1、圖2分別為本實用新型在焦距150mm和50mm時的光學(xué)系統(tǒng)圖，所述鏡頭的結(jié)構(gòu)相同，以其中一個圖為例作為說明。如圖1所示，本實施由正光焦度的前固定組L1、負光焦度的變倍組L2、正光焦度的后固定組L3、L4組成。前固定組L1即第一透鏡，為凸面朝向物方的正透鏡，材料為鍺單晶，該片鏡片口徑大，因此不使用非球面；變倍組L2即第二透鏡，為雙凹形為負透鏡，材料為鍺單晶，S4表面為衍射面。該透鏡是移動鏡片，起到了變倍和調(diào)焦的作用，總移動行程39.6mm；第一后固定組L3即第三透鏡，為雙凸形的正透鏡，材料為鍺單晶，S5表面為非球面；第二后固定組-L4即第四透鏡，為凸面朝向像方的彎月形正透鏡，材料為鍺單晶，S7表面為非球面。光線經(jīng)過探測器保護窗口112，成像在像面113，分辨率為640x480，像元大小17μ。以上四片透鏡中，第一透鏡S1表面鍍類金剛石碳膜，因為該表面外露，需要鍍類金剛石碳膜碳膜起保護性作用，其余S2～S8表面均鍍增透膜。表1為本實用新型在焦距150mm，50mm時的光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)：表1以上4片透鏡中提及的非球面，均為偶次非球面，其表達式如下：z=cr21+1-(1+k)c2r2+α2r4+α3r6+α4r8+α5r10+α6r12]]>其中z為非球面沿光軸方向在高度為r的位置時，距非球面頂點的距離矢高，c表示表面的頂點曲率，k為圓錐系數(shù)，α2、α3、α4、α5、α6為高次非球面系數(shù)。表2為表面S4、S5、S7的非球面系數(shù)：表2以上4片透鏡中提及的衍射面，其表達式如下：Φ＝A1ρ2+A2ρ4其中Φ為衍射面的位相，ρ＝r/rn,rn是衍射面的規(guī)劃半徑，A1、A2為衍射面的位相系數(shù)。表3為表面S3的衍射系數(shù)：表3表面S4-34.833.381最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所描述的技術(shù)方案。因此，盡管本說明書參照上述的實施例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替換；而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3