[實用新型]一種非調焦全折射無熱化紅外光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920800244.6
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN210294661U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 李一哲;屈恩世
• 申請（專利權）人: 西安杰邦科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種非調焦全折射無熱化紅外光學系統(tǒng)，其特征在于，包括沿光線入射方向依次同軸排布的第一透鏡、光闌、第二透鏡、第三透鏡：所述第一透鏡的材料為IRG207，0.04＜光焦度絕對值＜0.05；所述第二透鏡的材料為IRG203，0.05＜光焦度絕對值＜0.06；所述第三透鏡的材料為IRG209，0.03＜光焦度絕對值＜0.04；所述第一透鏡、第三透鏡包含非球面。該系統(tǒng)結構簡單，光軸穩(wěn)定，系統(tǒng)可靠性高，整個紅外系統(tǒng)在不同溫度下不產生離焦，保證光學系統(tǒng)不需調焦即可清晰成像。

技術領域

本實用新型屬于光學領域中長波紅外成像領域，涉及一種非調焦無熱長波化紅外光學系統(tǒng)，不需要調焦即可實現(xiàn)-40℃~+60℃環(huán)境條件下的清晰成像。

背景技術

隨著紅外夜視技術的快速發(fā)展，非制冷紅外光學系統(tǒng)在民用工程的到廣泛的應用但是紅外鏡頭所用材料的折射率溫度系數(shù)dn/dT較大，隨著環(huán)境溫度的變化，折射率、光學鏡片的曲率和厚度、零件間隔都會發(fā)生變化，使紅外光學系統(tǒng)產生離焦，導致系統(tǒng)成像質量變差。因此無熱化紅外光學系統(tǒng)成為高精度紅外光學系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向。

紅外系統(tǒng)無熱化設計的方法主要有三種：第一種是機械被動補償方法，采用結構件材料熱變形和紅外材料熱膨脹的互補來進行溫度補償；第二種是機械電子主動補償法，采用傳統(tǒng)的電動調焦進行溫度補償；機械被動補償和機械電子主動補償兩種方法都會導致系統(tǒng)機構復雜度增加，可靠性降低，操作不便；第三種是光學被動補償法，可以在系統(tǒng)中加入衍射光學元件，但衍射光學元件的生產成本高，加工和裝備工藝復雜。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種非調焦無熱化紅外光學系統(tǒng)。該系統(tǒng)結構簡單，光軸穩(wěn)定，系統(tǒng)可靠性高，整個紅外系統(tǒng)在不同溫度下不產生離焦，保證光學系統(tǒng)不需調焦即可清晰成像。

本實用新型采取的技術方案是：

一種非調焦全折射無熱化紅外光學系統(tǒng)，其特別之處在于：包括沿著入射方向依次同軸排列的第一透鏡、光闌、第二透鏡、第三透鏡：

上述第一透鏡的材料為IRG207，0.04＜光焦度絕對值＜0.05；

上述第二透鏡的材料為IRG203，0.05＜光焦度絕對值＜0.06；

上述第三透鏡的材料為IRG209，0.03＜光焦度絕對值＜0.04；

上述第一透鏡、第三透鏡包含非球面。

上述第一透鏡25mm＜通光孔徑＜26mm，4mm＜厚度＜5mm；

上述第二透鏡18mm＜通光孔徑＜19mm，3mm＜厚度＜4mm；

上述第三透鏡18mm＜通光孔徑＜19mm，2mm＜厚度＜3mm；

上述第一透鏡的通光孔徑為25.4mm，厚度為4.86mm；

上述第二透鏡的通光孔徑為18.6mm，厚度為3.04mm；

上述第三透鏡的通光孔徑為19.0mm，厚度為3.00mm；

所述第三透鏡的光線出射面的中心離像面的距離為11.11mm。

該非調焦全折射無熱化紅外光學系統(tǒng)的外形尺寸為φ25.4mm×41mm，結構緊湊。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的優(yōu)點在于：

1、該光學系統(tǒng)焦距為34mm，相對孔徑F/1.2，光學系統(tǒng)的光焦度、材料熱膨脹系數(shù)選取合理，在高、低溫下可以相互補償，在-40℃、20℃、60℃環(huán)境下均可以保持較高的成像質量，無需重新調焦，節(jié)省空間和質量，可靠性高；

2、該光學系統(tǒng)使用國產長波紅外硫系玻璃，技術相對成熟，加工相對簡單，成本較低；