本發明涉及光學系統，尤其是一種高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統。
背景技術：
：目前車載系統所用的紅外熱成像鏡頭普遍存在這樣的缺點:鏡頭熱差大、成本高等，其一般使用晶體鍺材質進行成像，這種材料價格較高，而且在加工非球面透鏡時只能進行車削加工，加工成本高，從而導致紅外熱成像鏡頭成本較高。這種材料的折射率溫度系數很大，熱差大，需要使用機械消熱差，這將會再次提高成本。因此，本發明正是基于以上的不足而產生的。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是提供一種高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，該成像系統像素高、照度高、成本低。為解決上述技術問題，本發明采用了下述技術方案：一種高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，其特征在于：從物側至像側依次設置有：光闌；第一透鏡，所述第一透鏡為球面透鏡，且所述第一透鏡采用硫系玻璃材質；第二透鏡,所述第二透鏡為非球面透鏡，且所述第二透鏡采用硫化鋅材質；第三透鏡,所述第三透鏡為球面透鏡；保護玻璃；感光芯片。如上所述的高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，其特征在于：所述第一透鏡、第三透鏡為正焦距透鏡，所述第二透鏡為負焦距透鏡。如上所述的高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，其特征在于：所述第三透鏡采用硫系玻璃材質。如上所述的高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，其特征在于：所述感光芯片為非制冷焦平面探測器，其像素尺寸為17μm×17μm，分辨率為640*480，對角線高度為13.6mm。如上所述的高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，其特征在于：所述第二透鏡的非球面表面形狀滿足方程式：上述方程式中參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線；當k系數等于-1時，透鏡的面形曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于0時，透鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形；α1至α8分別表示各徑向坐標所對應的系數。與現有技術相比，本發明的一種高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，達到了如下效果：1、現有高像素熱成像鏡頭普遍采用鍺材料的非球面和機械消熱差方法，本發明的第一透鏡和第三透鏡采用低價的硫系玻璃材質，第二透鏡采用硫化鋅材質的非球面透鏡，硫化鋅材料的非球面可以進行精密模壓，加工效率高，成本低廉；2、本發明采用的硫系玻璃的折射率溫度系數是鍺晶體材料的十分之一，所以使用硫系玻璃系統的解像隨溫度變化較小，從而實現解像力穩定，降低結構的復雜性和成本；3、本發明的透鏡采用寬光譜7.5微米到14微米，1:1:1:1設計,在遠紅外光波段有極好的圖像銳利度，整個畫面都能清晰成像，且硫化鋅透鏡具有顯著的調制傳遞函數性質，使成像細節更加清晰；4、本發明結構簡單，成本低廉，適合推廣應用。【附圖說明】下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明，其中：圖1為本發明示意圖。附圖說明：1、光闌；2、第一透鏡；3、第二透鏡；4、第三透鏡；5、保護玻璃；6、感光芯片。【具體實施方式】下面結合附圖對本發明的實施方式作詳細說明。如圖1所示，一種高像素、高照度、低成本的紅外熱成像系統，從物側至像側依次設置有：光闌1；第一透鏡2，所述第一透鏡2為球面透鏡，且所述第一透鏡2采用硫系玻璃材質；第二透鏡3,所述第二透鏡3為非球面透鏡，且所述第二透鏡3采用硫化鋅材質；第三透鏡4,所述第三透鏡4為球面透鏡；保護玻璃5；感光芯片6。第一透鏡2采用硫系玻璃材質，硫系玻璃的折射率溫度系數是鍺晶體材料的十分之一，所以使用硫系玻璃系統的解像隨溫度變化較小，從而實現解像力穩定，降低結構的復雜性和成本；第二透鏡3采用硫化鋅材質的非球面透鏡，硫化鋅材料的非球面可以進行精密模壓，加工效率高，成本低廉，并且硫化鋅材質的透鏡具有顯著的調制傳遞函數性質，使成像細節更加清晰。如圖1所示，在本實施例中，所述第一透鏡2、第三透鏡4為正焦距透鏡，所述第二透鏡3為負焦距透鏡；合理的分配第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的焦距，并依據焦距選擇合適的折射率材料，從而達到高效率的材料搭配。如圖1所示，在本實施例中，所述第三透鏡4采用硫系玻璃材質，加工效率高，成本低廉。如圖1所示，在本實施例中，感光芯片6為非制冷焦平面探測器，其像素尺寸為17μm×17μm，分辨率為640*480，對角線高度為13.6mm。如圖1所示，在本實施例中，第二透鏡3的非球面表面形狀滿足方程式：上述方程式中參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數；當k系數小于-1時，透鏡的面形曲線為雙曲線；當k系數等于-1時，透鏡的面形曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，透鏡的面形曲線為橢圓，當k系數等于0時，透鏡的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，透鏡的面形曲線為扁圓形；α1至α8分別表示各徑向坐標所對應的系數。合理的分配第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3的焦距，并依據焦距選擇合適的折射率材料，從而達到高效率的材料搭配；并且，采用非球面矯正了紅外色差的缺陷；另外，在光學系統設計時考慮提升中心解像力的同時對像差進行校正，從而使周邊視場的畫質均勻。在光學系統設計時，通過減少漸暈，甚至不設漸暈來保證邊緣盡可能多的光線到達感光芯片6，而且通過控制邊緣光線的折射角度，從而減小光線的損失，從而達到高照度的要求。本發明采用低價的硫系玻璃和硫化鋅材質，以往的紅外熱成像系統多使用鍺材料，鍺材料價格較高且這種材料的非球面必須進行車削加工。本發明的第二透鏡使用了硫化鋅非球面，硫化鋅材料的非球面可以進行精密模壓，從而使加工成本降低，提高加工效率高，成本低廉，避免了傳統非球面透鏡采用鍺材質需要車削加工而帶來的高成本問題，從而使該系統的成本降低。下表為本發明實際設計案例的參數：如上表格之中，S2，S3對應第一透鏡2的兩個面，S4，S5對應第二透鏡3的兩個面，S6，S7對應第三透鏡4的兩個面，S8，S9對應保護玻璃5的兩個面。下表是第二透鏡3的曲面參數：ka2a3a4a5a6a7a8S4-0.9031.082E-4-8.824E-6-2.281E-76.034E-9-1.231E-101.382E-12-6.621E-15S5-11.54-4.230E-41.472E-5-2.136E-72.523E-9-2.504E-112.752E-13-1.795E-15當前第1頁1 2 3