【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学镜头，特别涉及一种小f数消热差长波红外准直镜头。
技术介绍
1、随着红外成像系统在航空航天、民用检测、安防搜救等领域的应用不断深入，对红外成像系统的成像质量以及环境适应性提出了越来越高的要求。长波红外光学材料的折射率温度系数dn/dt较大，环境温度变化将引起红外准直物镜严重的离焦，导致系统成像质量大幅降低。
2、因此，亟需提供一种消热差的长波红外准直镜头，以满足宽温范围内高质量成像的使用需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，本专利技术提供了一种小f数消热差长波红外准直镜头，该长波红外准直镜头在宽温范围内温度变化时像面稳定、成像清晰，解决了因长波红外光学材料的折射率温度系数较大，环境温度变化将引起红外准直物镜严重的离焦，导致系统成像质量大幅降低的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术供了一种小f数消热差长波红外准直镜头，包括：从物方到像方沿光轴依次设置的孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和像面；
3、所述第一透镜为凹面弯向像方、具有正焦距的正弯月偶次非球面透镜；
4、所述第二透镜为凹面弯向物方、具有负焦距的负弯月偶次非球面透镜；
5、所述第三透镜为凹面弯向像方、具有负焦距的正弯月偶次非球面透镜；
6、所述第四透镜为凹面弯向物方、具有正焦距的负弯月偶次非球面透镜；
7、所述第一透镜和所述第四透镜采用同种光学玻璃，折射率大于2.77，色
8、在一种可能的设计中，所述长波红外准直镜头的工作波段为8μm～12μm，视场角为12°，焦距为50mm，f数为1，畸变小于0.2％，出瞳距大于250mm，无热化温度范围为-40℃～60℃。
9、在一种可能的设计中，所述孔径光阑与所述第一透镜的中心距离为10mm；
10、所述第一透镜和所述第二透镜的中心距离为18mm；
11、所述第二透镜和所述第三透镜的中心距离为2mm；
12、所述第三透镜和所述第四透镜的中心距离为10mm；和/或
13、所述第四透镜和所述滤光片的中心距离为5mm。
14、在一种可能的设计中，所述第一透镜靠近像方一面、所述第二透镜靠近像方一面、所述第三透镜靠近物方一面和所述第四透镜的靠近物方一面均为偶次非球面。
15、在一种可能的设计中，所述第一透镜靠近物方的一面的曲率半径为71mm，靠近像方的一面的曲率半径为234mm；
16、所述第一透镜的中心厚度为11mm；和/或
17、所述第一透镜的焦距为55mm。
18、在一种可能的设计中，所述第二透镜靠近物方的一面的曲率半径为-44mm，靠近像方的一面的曲率半径为-63mm；
19、所述第二透镜的中心厚度为5mm；和/或
20、所述第二透镜的焦距为-141.92mm。
21、在一种可能的设计中，所述第三透镜靠近物方的一面的曲率半径为39mm，靠近像方的一面的曲率半径为32mm；
22、所述第三透镜的中心厚度为5mm；和/或
23、所述第三透镜的焦距为-104.88mm。
24、在一种可能的设计中，所述第四透镜靠近物方的一面的曲率半径为57mm，靠近像方的一面的曲率半径为467mm；
25、所述第四透镜的中心厚度为8mm；
26、所述第四透镜的焦距为36.63mm。
27、在一种可能的设计中，所述滤光片的中心厚度为2mm；和/或
28、所述滤光片的带通波段为8～12μm。
29、在一种可能的设计中，所述第一透镜和所述第四透镜为硫系玻璃；
30、所述第二透镜为为zns光学玻璃；
31、所述第三透镜为锗光学玻璃；
32、所述滤光片为锗光学玻璃。
33、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
34、本专利技术通过各透镜的光学材料热特性(折射率、色散常数等)的匹配，使光学系统在工作环境温度范围内的温度焦移相互补偿或抵消，实现光学被动消热差的方式，消除温度的影响，获得无热化效果，使得长波红外准直镜头在宽温范围内温度变化时像面稳定、成像清晰，解决了因长波红外光学材料的折射率温度系数较大，环境温度变化将引起红外准直物镜严重的离焦，导致系统成像质量大幅降低的问题。
35、本专利技术提供的长波红外准直镜头通过光学被动式实现消热差，在宽温范围内温度变化时像面稳定、成像清晰；同时兼顾高灵敏度、低畸变，可大大提高光学系统的稳定性和精准性，无需采用机械主动式无热化，可有效降低生产成本。
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1.一种小F数消热差长波红外准直镜头，其特征在于，包括：从物方到像方沿光轴依次设置的孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和像面；
2.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述长波红外准直镜头的工作波段为8μm～12μm，视场角为12°，焦距为50mm，F数为1，畸变小于0.2％，出瞳距大于250mm，无热化温度范围为-40℃～60℃。
3.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述孔径光阑与所述第一透镜的中心距离为10mm；
4.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近像方一面、所述第二透镜靠近像方一面、所述第三透镜靠近物方一面和所述第四透镜的靠近物方一面均为偶次非球面。
5.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近物方的一面的曲率半径为71mm，靠近像方的一面的曲率半径为234mm；
6.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第二透镜靠近物方的一面的曲率半径为-44mm，靠近像方的一面的曲率半径为-63mm
7.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第三透镜靠近物方的一面的曲率半径为39mm，靠近像方的一面的曲率半径为32mm；
8.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第四透镜靠近物方的一面的曲率半径为57mm，靠近像方的一面的曲率半径为467mm；
9.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述滤光片的中心厚度为2mm；和/或
10.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第四透镜为硫系玻璃；
...【技术特征摘要】
1.一种小f数消热差长波红外准直镜头，其特征在于，包括：从物方到像方沿光轴依次设置的孔径光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、滤光片和像面；
2.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述长波红外准直镜头的工作波段为8μm～12μm，视场角为12°，焦距为50mm，f数为1，畸变小于0.2％，出瞳距大于250mm，无热化温度范围为-40℃～60℃。
3.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述孔径光阑与所述第一透镜的中心距离为10mm；
4.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述第一透镜靠近像方一面、所述第二透镜靠近像方一面、所述第三透镜靠近物方一面和所述第四透镜的靠近物方一面均为偶次非球面。
5.根据权利要求1所述的长波红外准直镜头，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘紫瑶，陈良瑜，李婷，申桦炜，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：
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