本實用新型涉及光學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種長焦距切入式中波制冷型雙視場紅外光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù)：
：紅外成像制冷型探測器探測度比非制冷型高出1～2個數(shù)量級，在遠距離探測時擁有高對比度。一般的雙視場紅外光學(xué)鏡頭是通過軸向移動來實現(xiàn)視場切換，由于長焦時形成較長較長，而無法在有效的時間內(nèi)達到切換視場，容易造成告訴移動目標(biāo)脫靶。折反式中心有遮攔，會造成照度不均。所以在遠距離跟蹤目標(biāo)時，迫切需要一種能快速切換視場，總長短，照度均勻的鏡頭。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型提供了一種長焦距切入式中波制冷型雙視場紅外光學(xué)鏡頭，解決了上述問題，其技術(shù)方案如下所述：一種長焦距切入式中波制冷型雙視場紅外光學(xué)鏡頭，從物方到像方依次包括前固定組、變倍組、后固定組、轉(zhuǎn)像組；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)的彎月形硅正透鏡；所述切入變倍組，具有負(fù)屈光度，用于焦距的切換，包括一片凸面朝向像方的彎月形鍺負(fù)透鏡和一片凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡；所述后固定組，具有正屈光度，包括一片雙凹形鍺負(fù)透鏡、一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡和一片凸面朝向物方的彎月形鍺負(fù)透鏡；所述轉(zhuǎn)像組，具有正屈光度，包括一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡、一片雙凹形鍺負(fù)透鏡和一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡；光學(xué)系統(tǒng)處于短焦時，外界輻射通過前固定組、切入變倍組、后固定組、轉(zhuǎn)像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、后固定組、轉(zhuǎn)像組匯聚到探測器焦平面上；所述變倍組凸面朝向像方的彎月形鍺負(fù)透鏡第2面為高次非球面。所述變倍組凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡第1面為高次非球面。所述后固定組雙凹形鍺負(fù)透鏡第二面采用高次非球面。所述后固定組凸面朝向物方的彎月形鍺負(fù)透鏡第二面采用高次非球面。所述轉(zhuǎn)像組凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡第二面采用高次非球面。所述轉(zhuǎn)像組雙凹形鍺負(fù)透鏡第二面采用高次非球面。該光學(xué)系統(tǒng)的工作波段為3～5μm。該光學(xué)系統(tǒng)F/#為4。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640×512-15μm中波制冷探測器。該光學(xué)系統(tǒng)可在160/800mm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，L2-切入變倍組，L3-后固定組，L4-轉(zhuǎn)像組,120-探測器保護窗口1，121-冷光闌，122-探測器保護窗口1，123-像面，S1～S18為透鏡各個表面。具體實施方式本實用新型長焦距切入式中波制冷型雙視場紅外光學(xué)鏡頭，采用二次成像，并且前組采用攝遠結(jié)構(gòu)，降低口徑和總長。從物方到像方依次設(shè)置第一彎月正透鏡111，第二彎月負(fù)透鏡112，第三彎月正透鏡113，第四彎月負(fù)透鏡114，第五彎月正透鏡115，第六彎月負(fù)透鏡116，第七彎月正透鏡117，第八彎月負(fù)透鏡118，第九彎月正透鏡119，保護窗口120，冷光闌121，保護窗口122和像面123。光學(xué)系統(tǒng)處于短焦時，外界輻射通過前固定組、切入變倍組、后固定組、轉(zhuǎn)像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、后固定組、轉(zhuǎn)像組匯聚到探測器焦平面上。第一彎月正透鏡111為前固定組L1。第二彎月負(fù)透鏡112和第三彎月正透鏡113組成切入式變倍組L2。第四彎月負(fù)透鏡114，第五彎月正透鏡115，第六彎月負(fù)透鏡116組成后固定組L3。第七彎月正透鏡117，第八彎月負(fù)透鏡118，第九彎月正透鏡119組成轉(zhuǎn)像組L4。本實用新型采用高次非球面改善系統(tǒng)像質(zhì)，采用GE和SI兩種材料進行色差的矯正。并滿足如下參數(shù)：所述中波制冷型雙視場紅外光學(xué)鏡頭的有效焦距EFL＝160/800mm，F(xiàn)數(shù)＝4，光學(xué)系統(tǒng)總長＝510mm，適配探測器分辨率640×512，像元大小15μm。以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步詳細(xì)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800mm和160mm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(fù)光焦度的變倍組L2、正光焦度的后固定組L3、正光焦度的轉(zhuǎn)像組L4組成。前固定組L1即第一透鏡，為凸面朝向物方的正透鏡，材料為硅單晶，該片鏡片口徑大，因此不使用非球面；變倍組L2由一片凸面朝向像方的彎月形鍺負(fù)透鏡和一片凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡組成，其中S4，S5為高次非球面；后固定組L3片雙凹形鍺負(fù)透鏡、一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡和一片凸面朝向物方的彎月形鍺負(fù)透鏡組成，其中S8、S12為高次非球面；轉(zhuǎn)像組L4一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡、一片雙凹形鍺負(fù)透鏡和一片凸面朝向像方的彎月形硅正透鏡，S14、S16表面為高次非球面。經(jīng)過探測器保護窗口1-120，光闌-121，保護窗口2-122，最后成像在像面123，分辨率為640×480，像元大小15μm。以上九片透鏡中，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～S18表面均鍍增透膜。表1為本實用新型在焦距800mm，160mm時的光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)：表1以上9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、S8、S12、S14、S16的非球面系數(shù)：表2表面S4-2.32873e-0074.3809e-010-2.65740e-0126.83114e-015-6.81480e-018S5-1.640e-0082.806e-012-1.26051E-0152.25823E-19-1.14323E-22S81.528e-009-3.462e-012-8.934e-0154.893e-018-5.171e-022S12-6.570e-0062.985e-008-3.530e-0098.567e-011-1.183e-012S141.525e-004-1.427e-0061.690e-008-8.873e-0116.869e-014S16-1.359e-0044.981e-006-1.423e-0072.290e-009-2.604e-011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(xì)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)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3