一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭。在同光軸上依次安置有正屈光度的第一透鏡、負(fù)屈光度的第二透鏡、正屈光度的第三透鏡、正屈光度的第四透鏡、正屈光度的第五透鏡、正屈光度的第六透鏡、保護(hù)玻璃、光闌和像平面，一次像面位于第四透鏡前，負(fù)屈光度的第二透鏡的后表面為非球面。該中波鏡頭在被動無熱化技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用二次成像方法、便于與制冷型焦平面探測器相匹配，并能壓縮第一物鏡的口徑，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，透過率高，質(zhì)量輕，成本低，靈敏度高，并且較短的后工作距離有利于提高紅外光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在成本降低的同時可靠性還得到了提高。
【專利說明】一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)紅外成像系統(tǒng)，尤其涉及一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭中，具有全天候、高分辨率、打擊精度高的軍事武器顯得越來越重要，紅外光學(xué)系統(tǒng)是整個紅外熱成像系統(tǒng)中不可缺少的部分，其主要功能在于收集目標(biāo)輻射的紅外能量和控制成像質(zhì)量，高精度紅外光學(xué)系統(tǒng)須具備以下特點(diǎn):100%冷光闌效率；系統(tǒng)F數(shù)與探測器匹配；工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行無熱化設(shè)計(jì)等。要實(shí)現(xiàn)100%冷光闌效率，目前常采用的方式有兩種:一種是將冷光闌直接作為光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌，該方式適用于焦距較短的光學(xué)系統(tǒng)；另一種是采用二次成像的方式，該方式適用于焦距較長的光學(xué)系統(tǒng)，其缺點(diǎn)是由于增加了轉(zhuǎn)向鏡組及場鏡，降低了系統(tǒng)的透過率。在光學(xué)系統(tǒng)無熱化方面，早期受光學(xué)設(shè)計(jì)工具的局限，多采用機(jī)械主動和被動式系統(tǒng)。但綜合起來看，光學(xué)被動式技術(shù)的綜合效率最高，而且具有質(zhì)量輕、不需供電、可靠性好等特點(diǎn)，但被動無熱化光學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上有較大難度，由于國內(nèi)在紅外材料、加工能力等多方面的局限性，而且由于軍用光學(xué)系統(tǒng)大都工作在較惡劣的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，紅外光學(xué)材料的折射率溫度系數(shù)較大，環(huán)境溫度變化會造成紅外光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生熱離焦并導(dǎo)致像質(zhì)降低，尤其是在不使用特殊元件及特殊材料的基礎(chǔ)上在各個溫度范圍內(nèi)要同時校正各種像差，所以要通過少數(shù)的鏡片實(shí)現(xiàn)全折射被動無熱化非常困難。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開的被動無熱化光學(xué)系統(tǒng)有2012年I月24日公開專利號為US8101918B1的美國專利，雖然沒有用到特殊光學(xué)元件，但是系統(tǒng)鏡片數(shù)量多且相對口徑較小，只為本系統(tǒng)的1/2。1985年5月19日公開專利號為US4505535的美國專利中，雖然也可實(shí)現(xiàn)3 μ m?5 μ m波段的光學(xué)被動無熱化，但是其沒有使用二次成像方式，不利于壓縮第一物鏡的口徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭，僅用常用的紅外材料在不使用特殊光學(xué)元件的基礎(chǔ)上，使光學(xué)系統(tǒng)既解決了 100%冷光闌效率、系統(tǒng)F數(shù)與探測器匹配的問題，又能解決在較大溫度范圍內(nèi)系統(tǒng)無熱化的問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:光學(xué)系統(tǒng)包括正屈光度的第一透鏡、負(fù)屈光度的第二透鏡、正屈光度的第三透鏡、正屈光度的第四透鏡、一次像面、正屈光度的第五透鏡、正屈光度的第六透鏡、保護(hù)玻璃、光闌和像平面，其特征在于:在同光軸上依次安置有正屈光度的第一透鏡、負(fù)屈光度的第二透鏡、正屈光度的第三透鏡、正屈光度的第四透鏡、正屈光度的第五透鏡、正屈光度的第六透鏡、保護(hù)玻璃、光闌和像平面，一次像面位于第四透鏡前，第二凸透鏡片的后表面為非球面。[0006]本實(shí)用新型提供一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭，該中波鏡頭在被動無熱化技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用二次成像方法、便于與制冷型焦平面探測器相匹配，并能壓縮第一物鏡的口徑，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，透過率高，質(zhì)量輕，成本低，靈敏度高，并且較短的后工作距離有利于提高紅外光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在成本降低的同時可靠性還得到了提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0008]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2-圖6為本實(shí)用新型分別在-45°〇、-201:、201:、401:和601:下的]\07圖。【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本實(shí)用新型包括光學(xué)系統(tǒng)的正屈光度的第一透鏡1、負(fù)屈光度的第二透鏡2、正屈光度的第三透鏡3、一次像面4、正屈光度的第四透鏡5、正屈光度的第五透鏡6、正屈光度的第六透鏡7、保護(hù)玻璃8、光闌9和像平面10，光學(xué)系統(tǒng)光闌位在探測器的冷屏處，負(fù)屈光度的第二透鏡的后表面為非球面。
[0011]值得一提的是，本實(shí)施例的中波紅外鏡頭僅采用一個非球面，沒有使用特殊光學(xué)元件，且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較小、裝配容易、透過率高，冷光闌效率100%。
[0012]以下表一內(nèi)容將舉出本實(shí)用新型的實(shí)施例參數(shù)。
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭，其特征在于:它包括正屈光度的第一透鏡(I)、負(fù)屈光度的第二透鏡(2)、正屈光度的第三透鏡(3)、一次像面(4)、正屈光度的第四透鏡(5)、正屈光度的第五透鏡(6)、正屈光度的第六透鏡(7)、保護(hù)玻璃(8)、探測器的冷屏(9)和像平面(10)，其特征在于:在同光軸上依次安置有正屈光度的第一透鏡(I)、負(fù)屈光度的第二透鏡(2)、正屈光度的第三透鏡(3)、正屈光度的第四透鏡(4)、一次像面(5)、正屈光度的第五透鏡(6)、正屈光度的第六透鏡(7)、保護(hù)玻璃(8)、光闌(9)和像平面(10)，負(fù)屈光度的第二透鏡(2)的后表面為非球面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭，其特征在于:參數(shù)見表一O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于被動無熱化技術(shù)的中波紅外鏡頭，其特征在于:所述的負(fù)屈光度的第二透鏡(2)的后表面的非球面系數(shù)見表二。
【文檔編號】G02B13/14GK203630434SQ201320858825
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】趙翠玲, 馬萄 申請人:河北漢光重工有限責(zé)任公司