[實用新型]緊湊型中波紅外雙視場光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320062096.5
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN203133372U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大立科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/14;G02B13/06;G02B1/00
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及了一種緊湊型中波紅外雙視場光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在以往中波紅外攝遠(yuǎn)型物鏡設(shè)計中，為了消除色差主要有兩種方法：（1）前組透鏡和后組透鏡分別消色差（通過正負(fù)透鏡組合或者使用二元光學(xué)器件等方法實現(xiàn)），此方法鏡片數(shù)量最少需要4片，鏡片數(shù)量多，導(dǎo)致信號經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的衰減增大，并且前組透鏡中出現(xiàn)消色差的負(fù)透鏡鍺，由于此處位置靠前，鏡片口徑大，導(dǎo)致系統(tǒng)的重量增加明顯；二元光學(xué)器件消色差，采用二元光學(xué)器件消色差雖然不增加系統(tǒng)的重量，但是由于二元衍射面的衍射效率在全波段不能達(dá)到100%，導(dǎo)致能量損失較大，也不是最優(yōu)方案。（2）前組透鏡使用低色散的硅材料，后組透鏡使用高色散的鍺材料，通過后組透鏡的鍺材料的色差來平衡前組透鏡產(chǎn)生的色差，這種方法的缺點是前后組透鏡焦距確定時受消色差限制，自由度受限，設(shè)計結(jié)果往往導(dǎo)致前組透鏡光焦度強，后組透鏡靠近前組透鏡，且尺寸偏大，系統(tǒng)球差大，前后組織之間同軸度要求高，系統(tǒng)的工藝性不好。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中第一種方法鏡片口徑大，導(dǎo)致系統(tǒng)的重量增加明顯或能量損失較大，第二種方法系統(tǒng)的工藝性不好的缺點，提供了在一種大大壓縮后組口徑的條件下，仍然能保證與前組相互消色差的緊湊型中波紅外雙視場光學(xué)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過下述技術(shù)方案得以解決：

緊湊型中波紅外雙視場光學(xué)系統(tǒng)，包括前組透鏡和后組透鏡，所述的前組透鏡包括第一透鏡，后組透鏡包括第二透鏡和第三透鏡，前組透鏡和后組透鏡的間距在10mm至55mm之間；第一透鏡為正透鏡，第二透鏡為負(fù)透鏡，第三透鏡為正透鏡。

作為優(yōu)選，所述的第二透鏡采用鍺材料制成。

作為優(yōu)選，所述的第一透鏡和第三透鏡采用硅材料制成。

作為優(yōu)選，所述的前組透鏡和后組透鏡實現(xiàn)窄視場；在第三透鏡后打入第四透鏡和第五透鏡，實現(xiàn)寬視場。

作為優(yōu)選，第五透鏡后設(shè)有第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡。

作為優(yōu)選，所述的第六透鏡為調(diào)焦透鏡，第七透鏡和第八透鏡為中繼組。調(diào)焦透鏡實現(xiàn)高低溫環(huán)境補償和近距離觀察。

作為優(yōu)選，所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡按順序從左到右同軸排列。

本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果：攝遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)后組透鏡采用負(fù)透鏡（鍺）和正透鏡（硅）的組合，組合后的后組透鏡色差值相對較大，可以消除攝遠(yuǎn)系統(tǒng)前組透鏡產(chǎn)生的色差，大大壓縮后組透鏡的口徑，降低鏡片的重量；用該技術(shù)設(shè)計了一套中波紅外雙視場制冷光學(xué)系統(tǒng)，采用打入打出形式，實現(xiàn)視場變倍的效果，且該結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，工藝性好。

附圖說明

圖1是本實用新型工作在寬視場的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型工作在窄視場的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1的寬視場設(shè)計傳遞函數(shù)（MTF)。

圖4是圖2的窄視場設(shè)計傳遞函數(shù)（MTF)。

以上附圖中各數(shù)字標(biāo)號所指代的部位名稱如下：其中1—第一透鏡、2—第二透鏡、3—第三透鏡、4—第四透鏡、5—第五透鏡、6—第六透鏡、7—第七透鏡、8—第八透鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實施例1

緊湊型中波紅外雙視場光學(xué)系統(tǒng)，如圖2所示，包括前組透鏡和后組透鏡，所述的前組透鏡包括第一透鏡1，后組透鏡包括第二透鏡2和第三透鏡3，前組透鏡和后組透鏡的間距在10mm至55mm之間；第一透鏡1為正透鏡，第二透鏡2為負(fù)透鏡，第三透鏡3為正透鏡。在本實施例中，前組透鏡和后組透鏡的間距為37mm。

所述的第二透鏡2采用鍺材料制成。所述的第一透鏡1和第三透鏡3采用硅材料制成。

第一項功能：實現(xiàn)窄視場；所述的前組透鏡和后組透鏡實現(xiàn)窄視場。

第二項功能：完成寬視場轉(zhuǎn)變；如圖1所示，在第三透鏡3后打入第四透鏡4和第五透鏡5，實現(xiàn)寬視場。

第五透鏡5后設(shè)有第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8。所述的第六透鏡6為調(diào)焦透鏡，實現(xiàn)高低溫環(huán)境補償和近距離觀察，第七透鏡7和第八透鏡8為中繼組。所述的第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8按順序從左到右同軸排列。

中波紅外攝遠(yuǎn)型物鏡，設(shè)計波長一般為3.7-4.8um,常用的材料有硅、鍺、硒化鋅、硫化鋅等，其折射率與阿貝數(shù)對應(yīng)如下：