本发明涉及一种光学系统，尤其涉及一种用于监控、车载系统的光学消热差、高像素、高照度、低成本红外热成像系统。
背景技术：
：目前视场上监控、车载系统所用镜头普遍存在这样的缺点:镜头热差大、成本高等。为了实现消热差及高像素,一般使用了锗或者硫化锌材质镜片进行成像，这两种材料价格昂贵，另外，目前锗和硫化锌材质非球面镜片只能采用车削加工，加工成本较高，再者，这两种材料的折射率温度系数大，热差较大，需要使用机械消热差，额外增加机械装置，再次提高了成本。由于上述问题的存在，有必要提出相应的解决方案，本发明正是基于这样的背景作出的。技术实现要素：本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种消热差好、清晰度高、照度高、成本低的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统。为了实现实现上述目的，本发明采用了以下所述的技术方案：一种光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于从物侧至像侧依次设有：第一镜片、光阑、第二镜片、第三镜片和感光芯片，所述的第一镜片、第二镜片和第三镜片均为硫系玻璃非球面透镜。如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片和第三镜片的焦距为正，所述的第二镜片的焦距为负。如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面；所述的第二镜片朝向物侧的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面；所述的第三镜片朝向物侧和朝向像侧的表面均为凸面。如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第一镜片、第二镜片和第三镜片的非球面表面形状满足如下方程：在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数。如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于所述的第三镜片与感光芯片之间设有保护窗玻璃。如上所述的光学消热差、高像素、高照度、低成本热成像系统，其特征在于：所述的感光芯片为非制冷焦平面探测器，其像素尺寸为17μm×17μm，分辨率为640*512，水平宽度10.88mm，垂直宽度8.704mm，对角线宽度13.93mm。本发明的有益效果是：1、现有的高像素热成像镜头普遍采用锗玻璃非球面和机械消热差方法，本发明仅采用低价的硫系玻璃，这种材料可以进行模压成型，因此能降低加工成本。2、硫系玻璃的折射率温度系数仅为锗晶体材料的1/10，因此硫系玻璃镜片组成的系统解像力随温度变化较小，可以通过光学消热差实现解像力稳定而不跑焦，同时降低结构的复杂性，减少成本。3、本镜头采用7.5微米到14微米的宽光谱，1:1:1:1设计，在远红外波段具有极好的图像锐利度，整个画面都能清晰成像。4、本发明结构简单，成本低廉，适合推广应用。【附图说明】图1是本发明的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本发明作进一步详细描述：如图1所示，一种光学消热差、高像素、高照度，低成本红外热成像系统，从物侧至像侧依次包括：第一镜片1、光阑4、第二镜片2、第三镜片3和感光芯片6，所述的第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3均为硫系玻璃的非球面镜片，第三镜片3与感光芯片6之间设有保护窗玻璃5。如图1所示，在本实施例中，所述的第一镜片1和第三镜片3的焦距为正，所述的第二镜片2的焦距为负。如图1所示，在本实施例中，所述的第一镜片1、第二镜片2和第三镜片3的非球面面型满足方程式：在上述方程中，参数c为第一镜片1、第二镜片2和第三镜片3的半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数。如图1所示，在本实施例中，所述的感光芯片6为非制冷焦平面探测器，其像素尺寸为17μm×17μm，分辨率为640*512，对角线宽度13.93mm。本发明中光学消热差的实现方法是：采用红外硫系材料。现有的主要使用的红外材料为锗晶体和硫系玻璃材料。由于锗晶体折射率温度系数大，而硫系玻璃性能随温度变化较小，仅为锗晶体的1/10，故采用硫系玻璃材料，能够实现光学消热差。本发明中高像素的实现方法是：合理分配第一镜片1、第二镜片2和第三镜片3的光焦度，并依据光焦度选择合适折射率的材料进行搭配；并且，采用非球面校正了球差和红外色差的缺陷；另外，在光学设计时考虑提升中心视场解像力的同时，对周边视场的像差进行校正，尽量保证整个画面均匀性。本发明中高照度的实现方法是：在光学系统设计时，不设置渐晕来保证边缘光线全部通过镜头，到达感光芯片6；另外，通过控制边缘光线的折射角度来减少光线的损失，从而实现高照度的要求。本发明中低成本的实现方法是：整个系统采用全硫系红外材料。现有红外热成像光学系统大多使用锗和硫化锌材料，这两种材料必须采用车削的方式加工。采用硫系玻璃作为非球面透镜的材质，可以进行模压加工，加工效率高，避免了传统锗透镜需要车削加工带来的高成本问题，降低了成本。下面为本发明的实际设计案例：面编号面型半径厚度材料有效直径物面标准球面InfinityInfinityAIRInfinityS1偶次非球面20.8486.452IRG20618.06S2偶次非球面-52.347-0.301AIR17.05光阑标准球面Infinity0.597AIR15.28S4偶次非球面199.7541.993IRG20315.26S5偶次非球面9.3743.086AIR13.71S6偶次非球面51.5497IRG20617.53S7偶次非球面-41.30410.013AIR15.81S8标准球面Infinity1GERMANIUM15.23S9标准球面Infinity1AIR15.20像面标准球面Infinity13.78各个面的非球面系数：上述三枚镜片非球面面型满足以下方程式：在上述方程中，参数c为第一镜片1、第二镜片2和第三镜片3的半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a1至a8分别表示各径向坐标所对应的系数。当前第1页1 2 3