[發(fā)明專利]一種大相對孔徑微光電視成像前置物鏡光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710361171.0
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN106997090B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海清;劉志廣;王宗俐;丁利偉;談大偉;盧延婷
• 申請（專利權(quán)）人: 凱邁（洛陽）測控有限公司
• 主分類號: G02B13/16
• 分類號: G02B13/16
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種大相對孔徑微光電視成像前置物鏡光學系統(tǒng)，設(shè)置在像增強器陰極面的前方，沿光線的傳播方向依次同軸設(shè)置有第一彎月形負透鏡、第一彎月正形透鏡、雙凹負透鏡、第一雙凸正透鏡、第二雙凸正透鏡、第三雙凸正透鏡、色差校正透鏡組和第三彎月負形透鏡。本發(fā)明提供一種用于微光電視成像系統(tǒng)的大視場、大相對孔徑前置物鏡光學系統(tǒng)，視場50°，相對孔徑1:1.0；物鏡T數(shù)≤1.2，光學長度≤55mm。有效提高了對微弱光線的聚光能力及系統(tǒng)的靈敏度，用于將微弱自然光（如星光、月光和大氣輝光）照射下的目標成像在像增強器陰極面上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微光電視成像系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大相對孔徑微光電視成像前置物鏡光學系統(tǒng)。

背景技術(shù)

微光電視成像系統(tǒng)是利用星光、月光和大氣輝光由目標表面反射后經(jīng)前置物鏡聚焦于像增強器光陰極面，利用圖像增強器件對暗弱目標光輻射信號進行增強放大后成像的技術(shù)。便于進行夜間觀察。

微光電視系統(tǒng)在軍事領(lǐng)域起著舉足輕重的地位，通過微光電視系統(tǒng)，前線戰(zhàn)士可以在夜間清晰洞察到敵軍的動靜，而且可將視頻傳輸?shù)轿挥趹?zhàn)線后方的指揮中心，指揮人員也可以清晰的了解到前線作戰(zhàn)情況并根據(jù)情況的不同制定合理的應(yīng)戰(zhàn)措施，因此研究微光電視成像系統(tǒng)具有重要意義。

微光電視成像系統(tǒng)的主要工作原理如圖1所示，自然光由目標表面反射進入前置物鏡11后聚焦成像在像增強器10的陰極面上，通過像增強器進行信號的增強放大，在像增強器的熒光屏上成像，再由中繼耦合光學系統(tǒng)12將熒光屏的像耦合至CMOS/CCD成像探測器13上，然后在圖像顯示器14進行圖像顯示供人眼觀察。

中國期刊《兵工學報》在2014年8月出版的第35卷第8期1308～1312頁刊登了張良、潘曉東發(fā)表的題為“采用塑料光學元件的微光夜視物鏡設(shè)計”的論文。文中介紹了一種采用光學玻璃元件和光學塑料元件混合的微光夜視物鏡，用于降低系統(tǒng)重量。該系統(tǒng)相對孔徑為1/1.2，視場為40°。由于塑料元件的光學性能受溫度影響較大，引入非球面用于實現(xiàn)系統(tǒng)無熱化設(shè)計，非球面透鏡的加工成本高，對系統(tǒng)的裝配精度要求高。此外，該系統(tǒng)存在相對孔徑小，系統(tǒng)像面照度低的缺陷。

申請?zhí)枮?01510474928.8的中國專利申請公開了一種廣角微光攝像鏡頭，該系統(tǒng)相對孔徑為1/1.2，由于像增強器中心的光照度與前置物鏡相對孔徑的平方成正比，為使像面有足夠的照度，需要大相對孔徑的物鏡。此外，該系統(tǒng)鏡片數(shù)量較多，由11片透鏡組成，因此系統(tǒng)透過率不高、對微弱光線的聚光能力不夠，系統(tǒng)的靈敏度不高。

申請?zhí)枮?01420804888.X的中國專利申請公開了一種用于微光夜視前置鏡，該系統(tǒng)總長達285mm，光學系統(tǒng)長、體積大，在實際應(yīng)用中難于滿足微光電視成像系統(tǒng)的小型化、輕量化的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)的微光電視成像前置物鏡光學系統(tǒng)相對孔徑小、聚光能力低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于微光電視成像系統(tǒng)的大視場、大相對孔徑前置物鏡光學系統(tǒng)，用于將微弱自然光如星光、月光和大氣輝光照射下的目標成像在像增強器上，能夠有效提高微光電視成像系統(tǒng)對微弱光線的聚光能力及系統(tǒng)的靈敏度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

一種大相對孔徑微光電視成像前置物鏡光學系統(tǒng)，設(shè)置在像增強器的前方，沿光線的傳播方向依次同軸設(shè)置有第一彎月形負透鏡、第一彎月形正透鏡、雙凹負透鏡、第一雙凸正透鏡、第二雙凸正透鏡、第三雙凸正透鏡、色差校正透鏡組和第二彎月形負透鏡。

所述色差校正透鏡組由第四雙凸正透鏡與第二彎月形正透鏡膠合而成；所述第一彎月形負透鏡、第一彎月形正透鏡均彎向像方，第二彎月形正透鏡、第二彎月形負透鏡均彎向物方。