[發明專利]一種超大光圈短波紅外光學系統

在審

• 申請號: 202110476442.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113156629A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 林宏燁
• 申請（專利權）人: 福州光閏光學有限公司
• 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

本發明涉及一種超大光圈短波紅外光學系統。包括沿光線的入射方向依次設置的前鏡組、光闌、后鏡組以及感光芯片；所述前鏡組的焦距為：30～80mm，后鏡組的焦距為：20～50mm；所述前鏡組包括沿光線的入射方向依次設置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡；所述后鏡組包括沿光線的入射方向依次設置的第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡以及第十一透鏡；十一片透鏡的材質均為玻璃。本發明成像質量高，能滿足4um像元的探測器使用需求；超大光圈，最高可達F0.9；具有溫度補償功能，在?40℃～+80℃的溫度范圍內保持成像清晰。

技術領域

本發明涉及光學系統技術領域，具體為一種超大光圈短波紅外光學系統。

背景技術

短波紅外介于近紅外波段和熱紅外波段之間，是大氣光學窗口之一。短波紅外與可見光均是來自地物目標反射的周圍環境中的光輻射，這種相似性使得短波紅外圖像具有豐富的細節特征，能夠提供媲美可見光圖像質量的短波紅外影像。

與紫外線和可見光相比，短波紅外受到大氣的散射作用更小，對大氣中的液滴和微粒具有更強的繞射能力，因此可以在霧、霾、煙塵等惡劣大氣環境中成像。與中波紅外和長波紅外相比，短波紅外能夠透過常規光學玻璃材料的特性是無可比擬的一項優勢。中波紅外和長波紅外光學系統需要使用光學晶體等特殊的光學材料，增加了系統設計的復雜度。短波紅外的這一優勢為短波紅外光學系統的設計和優化提供了更多的自由度，極大地降低了光學系統的設計難度，常規的低成本光學玻璃材料的使用提高了系統的性價比。

優良的光學特性使短波紅外成像在目標探測和識別中具有廣闊的應用前景和巨大的開發潛力。軍事領域，短波紅外適于執行全天時、全天候遠程隱蔽偵察，可以用于偽裝目標的識別和導彈尾跡識別；民用領域，短波紅外在森林火災監測、地表礦物資源探測、海洋環境監測、土壤含水量測量等方面發揮著重要的作用。

現有的短波紅外光學系統的分辨率普遍低于10um像元；光圈最大僅支持F1.4，進光量不足導致探測靈敏度不高，難以適用于復雜的探測環境。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種超大光圈短波紅外光學系統。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超大光圈短波紅外光學系統，包括前鏡組以及后鏡組，所述前鏡組包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡以及第六透鏡，所述后鏡組包括第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡以及第十一透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡以及第十一透鏡沿著光軸由物側至像側依次設置，所述第一透鏡為雙凹負透鏡，第二透鏡為彎月負透鏡，第三透鏡為雙凸正透鏡，第四透鏡為雙凸正透鏡。

進一步的，第五透鏡為雙凸正透鏡，第六透鏡為雙凹負透鏡。

進一步的，所述第七透鏡為雙凹負透鏡，第八透鏡為平凸透鏡，第九透鏡為雙凸正透鏡。

進一步的，所述第十透鏡為雙凸正透鏡，第十一透鏡為雙凹負透鏡。

進一步的，所述前鏡組中第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隔為5mm～5.5mm，第二透鏡與第三透鏡之間的空氣間隔為5.7mm～5.9mm，第三透鏡與第四透鏡之間的空氣間隔為0.05mm～0.25mm，第四透鏡與第五透鏡之間的空氣間隔為0.05mm～0.25mm，前鏡組與后鏡組之間的空氣間隔為10mm～10.5mm，第七透鏡與第八透鏡之間的空氣間隔為1.5mm～1.9mm，第八透鏡與第九透鏡之間的空氣間隔為0.05mm～0.15mm，第九透鏡與第十透鏡之間的空氣間隔為2.5mm～2.8mm。