[發(fā)明專(zhuān)利]透鏡系統(tǒng)和制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880053039.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110997294B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·D·卡特曼;W·J·霍爾;E·戈蘭松;T·E·里克斯曼;B·杰夫莫;B·達(dá)洛夫;S·古斯塔夫松;L·索馬爾;O·霍姆格倫;H·奧斯特林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰立戴恩菲力爾商業(yè)系統(tǒng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29D11/00
• 分類(lèi)號(hào): B29D11/00;C03B25/02;G02B27/00
• 代理公司: 青島聯(lián)智專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 閻娬斌;匡麗娟

提供了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的方法，這些方法用于在升高溫度下對(duì)硫?qū)倩锿哥R進(jìn)行退火，以加速在形成硫?qū)倩锿哥R的模制工藝期間引起的硫?qū)倩锿哥R內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力的釋放。具體地，退火工藝包括以下步驟：將硫?qū)倩锿哥R逐漸加熱至駐留溫度；在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將硫?qū)倩锿哥R維持在駐留溫度下；以及將硫?qū)倩锿哥R從駐留溫度逐漸冷卻。退火工藝穩(wěn)定硫?qū)倩锿哥R的形狀、有效焦距和/或調(diào)制傳遞函數(shù)。還描述了關(guān)聯(lián)的光學(xué)組件和紅外成像裝置。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2017年6月14日提交且標(biāo)題為“LENS?SYSTEMS?AND?METHODS?OFMANUFACTURE,”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.62/519758的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，據(jù)此通過(guò)引用將該申請(qǐng)全文并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及用于熱成像的光學(xué)部件，更具體地，涉及具有增強(qiáng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的透鏡以及制造這種透鏡的方法。

背景技術(shù)

在熱成像領(lǐng)域中，包含硫?qū)倩?chalcogenide)玻璃的透鏡用于允許在寬紅外光譜中成像。在緊湊的紅外成像裝置中，需要光學(xué)部件具有高光學(xué)精度。透鏡中的不穩(wěn)定光學(xué)特性可能負(fù)面地影響成像裝置的圖像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

此處公開(kāi)了提供用于紅外成像的改進(jìn)透鏡的根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)和方法。具體地，改進(jìn)的透鏡可以在其光學(xué)特性方面具有增強(qiáng)的穩(wěn)定性，諸如穩(wěn)定的有效焦距(EFL)和/或調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)，。

硫?qū)倩锿哥R(諸如包含As₄₀Se₆₀的透鏡)用于紅外成像，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S透射寬光譜的紅外光。硫?qū)倩锿哥R可以通過(guò)模制工藝(諸如通過(guò)壓縮模制)或通過(guò)機(jī)械加工工藝(諸如通過(guò)金剛石車(chē)削)形成。通常，與通過(guò)機(jī)械加工形成的硫?qū)倩锿哥R相比，通過(guò)模制形成的硫?qū)倩锿哥R更便宜且制造耗時(shí)更少。然而，發(fā)現(xiàn)模制的硫?qū)倩锿哥R傾向于在升高的溫度下逐漸改變形狀。例如，硫?qū)倩锿哥R可能在低至75℃的溫度下逐漸改變形狀，該溫度比玻璃轉(zhuǎn)變溫度低約100℃。逐漸形狀變化是由在模制工藝期間在硫?qū)倩锿哥R內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引起的，在該工藝中，硫?qū)倩锿哥R被快速冷卻并從模具取出，以增加生產(chǎn)量。硫?qū)倩锿哥R的逐漸形狀變化可能導(dǎo)致硫?qū)倩锿哥R的有效焦距和/或調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)變化。透鏡形狀的這種變化通常將劣化安裝有硫?qū)倩锿哥R的紅外成像裝置的成像性能和質(zhì)量。例如，在緊湊的紅外成像裝置中，小至0.01mm的焦距變化可能負(fù)面地影響成像性能。注意，提供As₄₀Se₆₀材料作為示例。其他硫?qū)倩锘蛲ǔＨ我忸?lèi)型的玻璃材料可以與此處所述的系統(tǒng)和方法一起使用。

在將硫?qū)倩锿哥R組裝到光學(xué)部件組件中之前或之后，提出了退火工藝來(lái)穩(wěn)定模制的硫?qū)倩锿哥R。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種方法包括：在升高溫度下對(duì)硫?qū)倩锿哥R退火，以加速在形成硫?qū)倩锿哥R的模制工藝期間引起的硫?qū)倩锿哥R內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力的釋放。具體地，退火工藝可以包括將硫?qū)倩锿哥R逐漸加熱至駐留溫度，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將硫?qū)倩锿哥R維持在駐留溫度下，并且將硫?qū)倩锿哥R從駐留溫度逐漸冷卻。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，一種光學(xué)組件包括殼體和殼體內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)硫?qū)倩锿哥R。硫?qū)倩锿哥R中的至少一個(gè)透鏡具有調(diào)制傳遞函數(shù)，該調(diào)制傳遞函數(shù)在一段時(shí)間經(jīng)受升高溫度時(shí)保持大致恒定。在一些實(shí)施方式中，一種紅外成像裝置可以包括光學(xué)組件。紅外成像裝置可以包括圖像捕獲部件和圖像捕獲接口部件。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于穩(wěn)定硫?qū)倩锿哥R的方法。方法包括：將硫?qū)倩锿哥R加熱至升高溫度，以加速由形成硫?qū)倩锿哥R的模制工藝引起的硫?qū)倩锿哥R內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力的釋放。方法還包括：將硫?qū)倩锿哥R從升高溫度冷卻。在一些實(shí)施方式中，提供了一種包括通過(guò)該方法穩(wěn)定的一個(gè)或多個(gè)硫?qū)倩锿哥R的光學(xué)組件和/或紅外成像裝置。

本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定，通過(guò)引用將權(quán)利要求并入該部分中。將通過(guò)考慮一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，來(lái)給予本領(lǐng)域技術(shù)人員本發(fā)明的實(shí)施方式的更完全理解、以及本發(fā)明另外優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。將參照首先將簡(jiǎn)要描述的附圖。