本實(shí)用新型涉及光學(xué)鏡頭裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭。

背景技術(shù)：

紅外鏡頭具有抗干擾能力強(qiáng)以及能在惡劣氣候下晝夜工作等特點(diǎn)。普通的長(zhǎng)波紅外鏡頭使用的探測(cè)器探測(cè)波段寬、能夠在通常的環(huán)境溫度下工作而不需要冷卻，但是靈敏度低、響應(yīng)速度慢，對(duì)細(xì)微差別的物體無(wú)法區(qū)分，而軍用的量子型探測(cè)器必須冷卻。經(jīng)過(guò)制冷，可以縮短響應(yīng)時(shí)間，提高探測(cè)靈敏度?，F(xiàn)代化制冷式熱成像儀的成像傳感器中集成了一個(gè)低溫制冷器。這種裝置可以給傳感器降溫度。降低探測(cè)器溫度，使熱噪聲的信號(hào)低于成像信號(hào)，使得鏡頭能夠敏感反應(yīng)對(duì)場(chǎng)景中細(xì)小溫度差異的物體。中波紅外制冷鏡頭在夜間成像的對(duì)比度要比長(zhǎng)波紅外的圖像更鮮明，這就使中波紅外制冷鏡頭在軍事、國(guó)防等對(duì)精度要求較高的領(lǐng)域有著較大的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述不足之處，提供一種超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭，其特征在于：所述鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)月牙形透鏡A、負(fù)月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C。

進(jìn)一步的，上述負(fù)月牙形透鏡A和負(fù)月牙形透鏡B之間的空氣間隔為1.5mm，所述負(fù)月牙形透鏡B和正月牙形透鏡C之間的空氣間隔為16mm。

進(jìn)一步的，上述鏡頭的光學(xué)指標(biāo)：

1)焦距：f′=4.8mm；

2)相對(duì)孔徑F：4.0；

3)視場(chǎng)角：2w≥100°；

4)分辨率：可與80*8030μm探測(cè)器攝像機(jī)適配；

5)光路總長(zhǎng)∑≤30mm，光學(xué)后截距l(xiāng)′≥10mm；

6)適用譜線范圍：3μm~7μm。

進(jìn)一步的，上述鏡頭的測(cè)試視場(chǎng)角達(dá)100°。

進(jìn)一步的，上述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有外罩和設(shè)在外罩內(nèi)的主鏡筒、設(shè)在外罩內(nèi)位于主鏡筒前、后端的限位壓圈、前壓圈和彈性墊片，以及用于機(jī)械無(wú)熱化調(diào)節(jié)的第一伸縮環(huán)、固定件和第二伸縮環(huán)。

進(jìn)一步的，上述鏡頭依照正月牙形透鏡C、負(fù)月牙形透鏡B、負(fù)月牙形透鏡A順序依次組入主鏡筒中，A片與B片之間用AB隔圈定位，B片與C片之間用BC隔圈定位，最后用前壓圈壓住C片固定。

進(jìn)一步的，所述主鏡筒外設(shè)計(jì)有M34的常用螺紋，可配合制冷探測(cè)器使用。

本實(shí)用新型超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭的工作方法，所述超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)月牙形透鏡A、負(fù)月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C；所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有外罩和設(shè)在外罩內(nèi)的主鏡筒、設(shè)在外罩內(nèi)位于主鏡筒前、后端的限位壓圈、前壓圈和彈性墊片，以及用于機(jī)械無(wú)熱化調(diào)節(jié)的第一伸縮環(huán)、固定件和第二伸縮環(huán)，其中機(jī)械無(wú)熱化部件主要有彈性墊片、第一伸縮環(huán)、固定件、第二伸縮環(huán)，當(dāng)工作環(huán)境溫度變化時(shí)，第一伸縮環(huán)、第二伸縮環(huán)對(duì)溫度較敏感，通過(guò)熱脹冷縮帶動(dòng)主鏡筒移動(dòng)，補(bǔ)償鏡片R值變化帶來(lái)的焦平面的偏移；所述彈性墊片用于補(bǔ)償機(jī)械移動(dòng)帶來(lái)的空間變化，保證鏡頭在不同溫度下主鏡筒的穩(wěn)定性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型在成像系統(tǒng)口徑和鏡頭特性一定的條件下，中波紅外譜段比長(zhǎng)波紅外短，可實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。中波紅外鏡頭設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)3～5μm的寬光譜范圍進(jìn)行像差校正和平衡，使鏡頭在寬光譜范圍都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了寬光譜共焦；選用高折射、低色散的光學(xué)玻璃材料，通過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，校正了光學(xué)鏡頭的各種像差，使鏡頭實(shí)現(xiàn)高分辨率、低畸變等優(yōu)點(diǎn)；畸變較小，在1%以下；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上鏡頭較小較輕便，鏡頭總長(zhǎng)僅3cm、直徑3.5cm，且結(jié)構(gòu)緊湊鏡頭整體重量輕；通過(guò)機(jī)械材料的熱脹冷縮特性，實(shí)現(xiàn)了在不同溫度情況下，伸縮環(huán)熱脹冷縮帶動(dòng)鏡座前后移動(dòng)，補(bǔ)償溫度變化帶來(lái)的焦平面的偏移。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

A-負(fù)月牙透鏡A；B-負(fù)月牙透鏡B；C-正月牙透鏡C；1-限位壓圈；2-第一伸縮環(huán)；3-固定件；4-第二伸縮環(huán)；5-彈性墊片；6-外罩；7-BC隔圈；8-主鏡筒；9-AB隔圈；10-前壓圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1～2所示，本實(shí)用新型超高靈敏度型中波制冷紅外無(wú)熱化鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)中沿光線入射方向依次設(shè)置有負(fù)月牙形透鏡A、負(fù)月牙形透鏡B以及正月牙形透鏡C。

在本實(shí)施例中，所述負(fù)月牙形透鏡A和負(fù)月牙形透鏡B之間的空氣間隔為1.5mm，所述負(fù)月牙形透鏡B和正月牙形透鏡C之間的空氣間隔為16mm。

在本實(shí)施例中，所述鏡頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有主鏡筒8、外罩6、限位壓圈1、前壓圈10、彈性墊片5以及用于機(jī)械無(wú)熱化調(diào)節(jié)功能的第一伸縮環(huán)2、固定件3、第二伸縮環(huán)4，所述鏡頭依照C、B、A順序依次組入主鏡筒中，鏡片A與鏡片B之間用AB隔圈9定位，鏡片B與鏡片C之間用BC隔圈7定位，最后用前壓圈10旋緊固定鏡片C。

在本實(shí)施例中，所述機(jī)械無(wú)熱化結(jié)構(gòu)主要有彈性墊片5、第一伸縮環(huán)2、固定件3、第二伸縮環(huán)4，當(dāng)工作環(huán)境溫度變化時(shí)，第一伸縮環(huán)2、第二伸縮環(huán)4對(duì)溫度較敏感，通過(guò)熱脹冷縮帶動(dòng)主鏡筒8移動(dòng)，補(bǔ)償鏡片R值變化帶來(lái)的焦平面的偏移。所述彈性墊片5則用于補(bǔ)償機(jī)械移動(dòng)帶來(lái)的空間變化，保證鏡頭在不同溫度下主鏡筒的穩(wěn)定性。

在本實(shí)施例中，所述主鏡筒1的外部設(shè)計(jì)了M34X0.75-6g的螺紋牙與制冷型探測(cè)器配合。

在本實(shí)施例中，補(bǔ)償調(diào)節(jié)包括以下步驟：

（1）溫度變化引起鏡片R值發(fā)生改變，成像焦平面發(fā)生偏移

（2）第一伸縮環(huán)2、第二伸縮環(huán)4對(duì)溫度較敏感，通過(guò)熱脹冷縮帶動(dòng)主鏡筒8移動(dòng)，補(bǔ)償鏡片R值變化帶來(lái)的焦平面的偏移；

（3）彈性墊片5則用于補(bǔ)償機(jī)械移動(dòng)帶來(lái)的空間變化，保證鏡頭在不同溫度下主鏡筒的穩(wěn)定性。

在本實(shí)施例中，由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到了如下的光學(xué)指標(biāo)：

1)焦距：f′=4.8mm；

2)相對(duì)孔徑F：4.0；

3)視場(chǎng)角：2w≥100°；

4)分辨率：可與80*8030μm探測(cè)器攝像機(jī)適配；

5)光路總長(zhǎng)∑≤30mm，光學(xué)后截距l(xiāng)′≥10mm；

6)適用譜線范圍：3μm~7μm；

上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。