专利名称：紧凑型中波红外双视场光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学系统，尤其涉及了一种紧凑型中波红外双视场光学系统。
背景技术：
目前，在以往中波红外摄远型物镜设计中，为了消除色差主要有两种方法:(I)前组透镜和后组透镜分别消色差(通过正负透镜组合或者使用二元光学器件等方法实现)，此方法镜片数量最少需要4片，镜片数量多，导致信号经过光学系统的衰减增大，并且前组透镜中出现消色差的负透镜锗，由于此处位置靠前，镜片口径大，导致系统的重量增加明显；二元光学器件消色差，采用二元光学器件消色差虽然不增加系统的重量，但是由于二元衍射面的衍射效率在全波段不能达到100%，导致能量损失较大，也不是最优方案。(2)前组透镜使用低色散的硅材料，后组透镜使用高色散的锗材料，通过后组透镜的锗材料的色差来平衡前组透镜产生的色差，这种方法的缺点是前后组透镜焦距确定时受消色差限制，自由度受限，设计结果往往导致前组透镜光焦度强，后组透镜靠近前组透镜，且尺寸偏大，系统球差大，前后组织之间同轴度要求高，系统的工艺性不好。
发明内容
本发明针对现有技术中第一种方法镜片口径大，导致系统的重量增加明显或能量损失较大，第二种方法系统的工艺性不好的缺点，提供了在一种大大压缩后组口径的条件下，仍然能保证与前组相互消色差的紧凑型中波红外双视场光学系统。为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决:紧凑型中波红外双视场光学系统，包括前组透镜和后组透镜，所述的前组透镜包括第一透镜，后组透镜包括第二透镜和第三透镜，第一透镜为正透镜，第二透镜为负透镜，第三透镜为正透镜。作为优选，所述的第二透镜采用锗材料制成。作为优选，所述的第一透镜和第三透镜采用硅材料制成。作为优选，所述的前组透镜和后组透镜实现窄视场；在第三透镜后打入第四透镜和第五透镜，实现宽视场。作为优选，第五透镜后设有第六透镜、第七透镜和第八透镜。作为优选，所述的第六透镜为调焦透镜，第七透镜和第八透镜为中继组。调焦透镜实现高低温环境补偿和近距离观察。作为优选，所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜按顺序从左到右同轴排列。本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果:摄远光学系统后组透镜采用负透镜(锗)和正透镜(硅)的组合，组合后的后组透镜色差值相对较大，可以消除摄远系统前组透镜产生的色差，大大压缩后组透镜的口径，降低镜片的重量；用该技术设计了一套中波红外双视场制冷光学系统，采用打入打出形式，实现视场变倍的效果，且该结构紧凑，重量轻，工艺性好。
图1是本发明工作在宽视场的结构示意图。图2是本发明工作在窄视场的结构示意图。图3是图1的宽视场设计传递函数(MTF)。图4是图2的窄视场设计传递函数(MTF)。以上附图中各数字 标号所指代的部位名称如下:其中I一第一透镜、2—第二透镜、3-第三透镜、4-第四透镜、5-第五透镜、6-第六透镜、7-第七透镜、8-第八透镜。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述:实施例1紧凑型中波红外双视场光学系统，如图2所示，包括前组透镜和后组透镜，所述的前组透镜包括第一透镜1，后组透镜包括第二透镜2和第三透镜3，第一透镜I为正透镜，第二透镜2为负透镜,第三透镜3为正透镜。所述的第二透镜2采用锗材料制成。所述的第一透镜I和第三透镜3采用硅材料制成。第一项功能:实现窄视场；所述的前组透镜和后组透镜实现窄视场。第二项功能:完成宽视场转变；如图1所示，在第三透镜3后打入第四透镜4和第五透镜5，实现宽视场。第五透镜5后设有第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8。所述的第六透镜6为调焦透镜，实现高低温环境补偿和近距离观察，第七透镜7和第八透镜8为中继组。所述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8按顺序从左到右同轴排列。中波红外摄远型物镜，设计波长一般为3.7-4.8um，常用的材料有硅、锗、硒化锌、硫化锌等，其折射率与阿贝数对应如下:
权利要求
1.紧凑型中波红外双视场光学系统，包括前组透镜和后组透镜，其特征在于:所述的前组透镜包括第一透镜(I)，后组透镜包括第二透镜(2 )和第三透镜(3 )，第一透镜(I)为正透镜，第二透镜(2 )为负透镜，第三透镜(3 )为正透镜。
2.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:所述的第二透镜(2)米用错材料制成。
3.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:所述的第一透镜(I)和第三透镜(3 )均采用硅材料制成。
4.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:所述的前组透镜和后组透镜实现窄视场；在第三透镜(3)后打入第四透镜(4)和第五透镜(5)，实现宽视场。
5.根据权利要求4所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:第五透镜(5)后设有第六透镜(6 )、第七透镜(7 )和第八透镜(8 )。
6.根据权利要求5所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:所述的第六透镜(6)为调焦透镜，第七透镜(7)和第八透镜(8)为中继组。
7.根据权利要求4所述的紧凑型中波红外双视场光学系统，其特征在于:所述的第一透镜(I)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和第八透镜(8)按顺序从左到右同轴排列。
全文摘要
本发明涉及光学系统，公开了一种紧凑型中波红外双视场光学系统，包括前组透镜和后组透镜，所述的前组透镜包括第一透镜(1)，后组透镜包括第二透镜(2)和第三透镜(3)，第一透镜(1)为正透镜，第二透镜(2)为负透镜，第三透镜(3)为正透镜。本发明的摄远光学系统后组透镜采用负透镜(锗)和正透镜(硅)的组合，组合后的后组透镜色差值相对较大，可以消除摄远系统前组透镜产生的色差，大大压缩后组透镜的口径，降低镜片的重量；用该技术设计了一套中波红外双视场制冷光学系统，采用打入打出形式，实现视场变倍的效果，且该结构紧凑，重量轻，工艺性好。
文档编号G02B13/14GK103149667SQ20131004295
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者刘磊 申请人:浙江大立科技股份有限公司