CN102830485A - 变光栏红外双视场光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变光栏红外双视场光学镜头。从物方到像方依次同轴设置第一弯月正透镜、短焦光阑、第二弯月负透镜、第三双凹负透镜、长焦光阑、第四双凸正透镜、第五弯月正透镜和探测器焦平面，第三弯月负透镜和第四双凹负透镜在短焦光阑和长焦光阑之间移动，分别构成窄视场光路和宽视场光路。可以实现大相对口径的红外双视场光学***。
Description
技术领域
本发明涉及变光栏红外双视场红外光学镜头，适用于国防监控、民用监控、森林防火等远程监控领域。
背景技术
红外热像仪是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。红外探测具有一定的穿透烟、雾、霾、雪等限制以及识别合肥伪装的能力，可以实现远距离，全天候观察，主要适用于国防监控、民用监控、森林防火等远程监控领域。
非致冷红外热像仪价格低廉，在电力、消防、工业、医疗、安防等民用领域应用非常广泛。双视场红外光学***与单视场镜头相比可同时实现对目标的探测与识别，与连续变焦镜头相比结构简单，装调精度高。
现有的国外的专利如US6424460B 1虽然实现双视场切换，但镜片数较多；国内的专利如CN102062932A双视场焦距变倍为2。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种变光栏红外双视场光学镜头，可以实现大相对口径的红外双视场光学***。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：从物方到像方依次同轴设置第一弯月正透镜、短焦光阑、第二弯月负透镜、第三双凹负透镜、长焦光阑、第四双凸正透镜、第五弯月正透镜和探测器焦平面，第三弯月负透镜和第四双凹负透镜在第二短焦光阑和第五长焦光阑之间移动，分别构成窄视场光路和宽视场光路。
本发明具有窄、宽两个光学视场，宽视场用于目标的探测，窄视场用于目标的识别。
本发明采用两个光阑位置，避免了在高变倍比、大相对口径条件下同一个光阑位置导致的长焦时第一个镜片口径过大，以及加渐晕导致的像面成像不均匀。本发明变倍比为4。
本发明利用移动透镜组实现近距离调焦及温度在-40℃～+70℃范围内的无热化补偿。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图为本发明示意图。
具体实施方式
如附图所示，光学镜头由两个光栏及五个镜片组成。第一弯月正透镜1、长焦光阑2、第二弯月负透镜3、第三双凹负透镜4、短焦光阑5、第四双凸正透镜6、第五弯月正透镜7，成像在探测器焦平面8上。
本发明采用了长、短焦两个光阑位置，同时通过移动透镜组实现双视场红外光学***的变焦。该***包括从物方到像方依次同轴设置第一弯月正透镜、短焦光阑、第二弯月负透镜、第三双凹负透镜、长焦光阑、第四双凸正透镜、第五弯月正透镜和探测器焦平面。
目标热辐射依次经第一弯月正透镜1、长焦光阑2、第二弯月负透镜3、第三双凹负透镜4、短焦光阑5、第四双凸正透镜6、第五弯月正透镜7，成像在探测器焦平面8上。当光线通过短焦光阑，第二弯月负透镜3和第三双凹负透镜4位于图1所示A位置时，构成光学***宽视场光路。当第二弯月负透镜3和第三双凹负透镜4沿轴移动至B位置，光线通过长焦光阑时，构成光学***窄视场光路。该光学镜头的具体参数如表1所示。
表1
| 面型序号 | 曲率半径 | 面型间隔 |
| 1： | 209.7400 | 11.8000 |
| 2： | 355.1000 | 8.51 |
| 3：(长焦光阑) | infinity | 51.3/94.5 |
| 4： | 569.2300 | 4.5000 |
| 5： | 237.8300 | 6.2000 |
| 6： | -187.5460 | 3.8000 |
| 7： | 206.1600 | 46.94/3.74 |
| 8：(短焦光阑) | infinity | 0.5600 |
| 9： | 170.8900 | 6.0000 |
| 10： | -1240.5430 | 61.8400 |
| 11： | 46.9150 | 5.2000 |
| 12： | 67.2650 | 18.0000 |
| 13： | infinity | 1.0000 |
| 14： | infinity | 1.3600 |
| Image：(像面) | infinity |
变光栏红外双视场光学镜头的F数为0.8/1.2(短焦/长焦)；窄视场焦距为180mm，宽视场焦距为45mm；光学***第一面到探测器焦平面的总长为227mm，成像波段为8μm～12μm；通过第二弯月负透镜和第三双凹负透镜的轴向移动，实现视场切换及补偿-40℃～+70℃温度范围内的像面飘移。
所述第一弯月正透镜1、第二弯月负透镜3、第三双凹负透镜4、第四双凸正透镜6和第五弯月正透镜7的镜片材料分别为锗、锗、硒化锌、锗、锗。
Claims (4)
1.一种变光栏红外双视场光学镜头，其特征在于：从物方到像方依次同轴设置第一弯月正透镜（1）、短焦光阑（5）、第二弯月负透镜（3）、第三双凹负透镜（4）、长焦光阑（2）、第四双凸正透镜（6）、第五弯月正透镜（7）和探测器焦平面（8），第三弯月负透镜（4）和第四双凹负透镜（6）在短焦光阑（5）和长焦光阑（2）之间移动，分别构成窄视场光路和宽视场光路。
2.根据权利要求1所述的变光栏红外双视场光学镜头，其特征在于：光学镜头的具体参数如表1所示。
表1
3.根据权利要求1所述的变光栏红外双视场光学镜头，其特征在于：变光栏红外双视场光学镜头的F数为0.8/1.2；窄视场焦距为180mm，宽视场焦距为45mm；光学***第一面到探测器焦平面的总长为227mm，成像波段为8μm~12μm。
4.根据权利要求1所述的变光栏红外双视场光学镜头，其特征在于：所述第一弯月正透镜（1）、第二弯月负透镜（3）、第三双凹负透镜（4）、第四双凸正透镜（6）和第五弯月正透镜（7）的镜片材料分别为锗、锗、硒化锌、锗、锗。
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