[發明專利]非制冷切換式雙視場紅外光學系統

有效

• 申請號: 201510388632.4
• 申請日: 2015-07-03
• 公開（公告）號: CN104914557B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 趙坤;吳耀;王海濤;熊濤;李勇;黃則兵
• 申請（專利權）人: 湖北久之洋紅外系統股份有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/18;G02B13/00;G02B7/02;G02B7/04;G01J5/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 許美紅,胡建平

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種非制冷切換式雙視場紅外光學系統。

背景技術

紅外熱像儀不受霧、雨、塵等不良氣象條件的限制，探測距離大，可實現全天候觀察。非制冷紅外熱像儀以其不需制冷、價格低廉等優勢，目前在公路、電力等民用安防領域以及軍事領域，都得到了廣泛應用。紅外光學系統作為紅外熱像儀的核心部件，可分為單視場、雙視場、多視場以及連續變焦等形式。雙視場紅外光學系統可以實現寬視場和窄視場的切換，且結構簡單，在軍事領域有其不可替代的地位。

之前報道的非制冷雙視場紅外光學系統是通過軸向移動透鏡來實現視場切換，如專利號為201010516394.8的非制冷雙視場紅外光學系統發明專利、專利號為201420073363.3的一種小尺寸非制冷雙視場紅外光學系統實用新型專利。軸向移動變倍雙視場紅外光學系統，變倍時間較長，無法實現視場快速切換，容易造成高速移動目標脫靶。在某些軍事領域，對光軸穩定性有很高的要求，由于凸輪加工精度及結構件配合等問題，設備經過振動試驗后，很難保證高精度的光軸穩定性。

發明內容

本發明的目的是，提供一種非制冷切換式雙視場紅外光學系統，以解決軸向移動雙視場紅外光學系統視場切換時間長、難實現高精度光軸穩定性的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供了一種非制冷切換式雙視場紅外光學系統，從物方到像方依次包括前固定組、切換變倍組、后固定組以及調焦組；

所述前固定組，具有正屈光度，用于對光進行匯聚；

所述切換變倍組，具有正屈光度，用于切換長焦和短焦；光學系統處于短焦時，外界輻射通過前固定組、后固定組和調焦組匯聚到探測器焦平面上；光學系統處于長焦時，外界輻射通過前固定組、切換變倍組、后固定組和調焦組匯聚到探測器焦平面上；

所述后固定組，具有負屈光度；

所述調焦組，具有正屈光度的用于補償不同物距、不同溫度下像面的漂移。

本發明所述的光學系統中，所述前固定組包括一片凸面朝向物側的彎月形鍺正透鏡。

本發明所述的光學系統中，所述切換變倍組包括一片凹面朝向物側的彎月形鍺負透鏡和一片凸面朝向物側的彎月形鍺正透鏡。

本發明所述的光學系統中，所述后固定組包括一片凸面朝向物側的彎月形鍺負透鏡和一片凹面朝向物側的彎月形硒化鋅負透鏡。后固定組由兩片彎月負透鏡組成，該光學系統的孔徑光闌設置在鍺負透鏡前表面。

本發明所述的光學系統中，所述調焦組包括一片雙凸形鍺正透鏡。

本發明所述的光學系統中，所述切換變倍組第一片透鏡第一面、后固定組第一片透鏡第一面均采用高次非球面。

本發明所述的光學系統中，該光學系統的工作波段為8～12μm，F#為1.1。

本發明所述的光學系統中，所述切換變倍組旋轉90°進行窄視場、寬視場變換，在窄視場時，所述切換變倍組不切入光路。

本發明產生的有益效果是：本發明的光學系統結構緊湊、雙視場的成像質量良好、系統采用切換變倍進行雙視場轉換，雙視場切換過程中沒有間隙配合運動組件，避免了間隙配合誤差對系統光軸的影響，在高強度的振動條件下能有效保證高精度光軸穩定性。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1a為本發明實施例非制冷雙視場紅外光學系統在短焦位置時的結構示意圖；

圖1b為本發明實施例非制冷雙視場紅外光學系統在長焦位置時的結構示意圖；

圖2a為本發明實施例非制冷雙視場紅外光學系統在短焦位置時的光學系統傳遞函數圖；

圖2b為本發明實施例非制冷雙視場紅外光學系統在長焦位置時的光學系統傳遞函數圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明實施例的非制冷切換式雙視場紅外光學系統如圖1a和圖1b所示，從物方到像方依次為前固定組1、切換變倍組2、后固定組3和調焦組4。其中：

前固定組1為一片凸面朝向物方的彎月形鍺正透鏡；

切換變倍組2由一片凹面朝向物方的彎月鍺負透鏡21和一片凸面朝向物方的彎月鍺正透鏡22組成。光學系統通過將切換變倍組旋轉90°來實現長焦和短焦的切換。