[發明專利]一種長波紅外光學系統

在審

• 申請號: 201710781729.0
• 申請日: 2017-09-02
• 公開（公告）號: CN107479174A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陶曾;陳瀟;陳麗娜;周陽;徐玉潔
• 申請（專利權）人: 福建福光股份有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/18
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,馮建斌

技術領域

本發明涉及一種長波紅外光學系統，屬于光學技術領域。

背景技術

紅外鏡頭具有晚間作用距離遠；穿透煙塵、霧霾能力強；抗干擾性能好；圖像直觀，易于觀察；可全天候、全天時工作；具有多目標全景觀察、追蹤和目標識別能力及良好的抗目標隱形能力等優點。紅外鏡頭一般應用于室內或者環境條件較好的室外，對鏡頭體積重量及振動要求不高。由于普通長焦紅外鏡頭體積大重量重，機械強度低。而在大均方根振動過載的作用下，如給出的裝夾方式不合適，會使鏡片松動，導致像面漂移，探測器收集到的圖像模糊甚至完全看不到圖像；更嚴重的，將可能導致鏡片碎裂，無法滿足無人機穩像平臺的使用要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種體積小，重量輕的長波紅外光學系統。

本發明采用以下方案實現：一種長波紅外光學系統，包括沿光線自前向后入射方向依次設置的正月牙透鏡A、負月牙透鏡B和正月牙透鏡C，所述正月牙透鏡A與負月牙透鏡B之間的空氣間隔為34mm，所述負月牙透鏡B與正月牙透鏡C之間的空氣間隔為5mm，正月牙透鏡C到像面的距離為11.8mm。

進一步的，所述正月牙透鏡A前鏡面的曲率半徑分別為20mm<R<60mm，后鏡面為非球面，厚度為4.5mm，折射率為4.0；負月牙透鏡B前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為40mm<R<80mm和10mm<R<40mm，厚度為2.3mm，，折射率為2.4；正月牙透鏡C前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為30mm<R<60mm和40mm<R<80mm，厚度為3.7mm，折射率為4.0。

進一步的，還包括用以安裝正月牙透鏡A和負月牙透鏡B的主鏡筒，主鏡筒后端套設有聚焦鏡筒，聚焦鏡筒內設置有可相對聚焦鏡筒前后移動的鏡座，所述正月牙透鏡C安裝于所述鏡座上；所述聚焦鏡筒外圍套設有與其旋轉配合的聚焦環，所述聚焦環通過聚焦撥釘帶動鏡座前后移動。

進一步的，所述聚焦撥釘穿過聚焦環上的的凸輪槽和聚焦鏡筒的導向直槽后旋接于鏡座上；所述聚焦鏡筒側部設置有聚焦電機，聚焦電機的電機軸上安裝有與聚焦環上的外齒圈相嚙合的聚焦齒輪。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）結構簡單，具備大相對孔徑、體積小重量輕和高透過率等特點；

（2）可以與長波紅外非制冷型640×480，17μm探測器適配，進行實況記錄和監控任務；

（3）本發明使用偶次非球面來平衡系統像差，使得光學系統的結構更簡化，成像質量更好。

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本發明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例光學系統示意圖；

圖2是本發明實施例結構剖視圖；

圖3是本發明實施例結構示意圖；

圖中標號說明：1-正月牙透鏡A、2-負月牙透鏡B、3-正月牙透鏡C、4-主鏡筒、5-聚焦鏡筒、6-鏡座、7-聚焦環、8-聚焦電機、9-聚焦齒輪、10-壓圈。

具體實施方式

如圖1~3所示，一種長波紅外光學系統，包括沿光線自前向后入射方向依次設置的正月牙透鏡A、負月牙透鏡B和正月牙透鏡C，各個透鏡的材料均為鍺；所述正月牙透鏡A與負月牙透鏡B之間的空氣間隔為34mm，所述負月牙透鏡B與正月牙透鏡C之間的空氣間隔為5mm，正月牙透鏡C到像面的距離為11.8mm。

在本實施例中，所述正月牙透鏡A前鏡面的曲率半徑分別為20mm<R<60mm，后鏡面為非球面，厚度為4.5mm，折射率為4.0；負月牙透鏡B前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為40mm<R<80mm和10mm<R<40mm，厚度為2.3mm，，折射率為2.4；正月牙透鏡C前鏡面和后鏡面的曲率半徑分別為30mm<R<60mm和40mm<R<80mm，厚度為3.7mm，折射率為4.0。

在本實施例中，正月牙透鏡A后鏡面的面型方程如下：

Z代表光軸方向的位置，r代表相對光軸的垂直方向上的高度，c代表曲率半徑，k代表圓錐系數， 、、、...代表非球面系數。

非球面數據如下表所示：