[发明专利]一种长波红外光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种长波红外光学系统，属于光学技术领域。

背景技术

红外镜头具有晚间作用距离远；穿透烟尘、雾霾能力强；抗干扰性能好；图像直观，易于观察；可全天候、全天时工作；具有多目标全景观察、追踪和目标识别能力及良好的抗目标隐形能力等优点。红外镜头一般应用于室内或者环境条件较好的室外，对镜头体积重量及振动要求不高。由于普通长焦红外镜头体积大重量重，机械强度低。而在大均方根振动过载的作用下，如给出的装夹方式不合适，会使镜片松动，导致像面漂移，探测器收集到的图像模糊甚至完全看不到图像；更严重的，将可能导致镜片碎裂，无法满足无人机稳像平台的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种体积小，重量轻的长波红外光学系统。

本发明采用以下方案实现：一种长波红外光学系统，包括沿光线自前向后入射方向依次设置的正月牙透镜A、负月牙透镜B和正月牙透镜C，所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为34mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为5mm，正月牙透镜C到像面的距离为11.8mm。

进一步的，所述正月牙透镜A前镜面的曲率半径分别为20mm<R<60mm，后镜面为非球面，厚度为4.5mm，折射率为4.0；负月牙透镜B前镜面和后镜面的曲率半径分别为40mm<R<80mm和10mm<R<40mm，厚度为2.3mm，，折射率为2.4；正月牙透镜C前镜面和后镜面的曲率半径分别为30mm<R<60mm和40mm<R<80mm，厚度为3.7mm，折射率为4.0。

进一步的，还包括用以安装正月牙透镜A和负月牙透镜B的主镜筒，主镜筒后端套设有聚焦镜筒，聚焦镜筒内设置有可相对聚焦镜筒前后移动的镜座，所述正月牙透镜C安装于所述镜座上；所述聚焦镜筒外围套设有与其旋转配合的聚焦环，所述聚焦环通过聚焦拨钉带动镜座前后移动。

进一步的，所述聚焦拨钉穿过聚焦环上的的凸轮槽和聚焦镜筒的导向直槽后旋接于镜座上；所述聚焦镜筒侧部设置有聚焦电机，聚焦电机的电机轴上安装有与聚焦环上的外齿圈相啮合的聚焦齿轮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）结构简单，具备大相对孔径、体积小重量轻和高透过率等特点；

（2）可以与长波红外非制冷型640×480，17μm探测器适配，进行实况记录和监控任务；

（3）本发明使用偶次非球面来平衡系统像差，使得光学系统的结构更简化，成像质量更好。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例光学系统示意图；

图2是本发明实施例结构剖视图；

图3是本发明实施例结构示意图；

图中标号说明：1-正月牙透镜A、2-负月牙透镜B、3-正月牙透镜C、4-主镜筒、5-聚焦镜筒、6-镜座、7-聚焦环、8-聚焦电机、9-聚焦齿轮、10-压圈。

具体实施方式

如图1~3所示，一种长波红外光学系统，包括沿光线自前向后入射方向依次设置的正月牙透镜A、负月牙透镜B和正月牙透镜C，各个透镜的材料均为锗；所述正月牙透镜A与负月牙透镜B之间的空气间隔为34mm，所述负月牙透镜B与正月牙透镜C之间的空气间隔为5mm，正月牙透镜C到像面的距离为11.8mm。

在本实施例中，所述正月牙透镜A前镜面的曲率半径分别为20mm<R<60mm，后镜面为非球面，厚度为4.5mm，折射率为4.0；负月牙透镜B前镜面和后镜面的曲率半径分别为40mm<R<80mm和10mm<R<40mm，厚度为2.3mm，，折射率为2.4；正月牙透镜C前镜面和后镜面的曲率半径分别为30mm<R<60mm和40mm<R<80mm，厚度为3.7mm，折射率为4.0。

在本实施例中，正月牙透镜A后镜面的面型方程如下：

Z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数， 、、、...代表非球面系数。

非球面数据如下表所示：