一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，旨在提供一种成像质量高的制冷型导引头用光学装置。它包括从物侧到像侧方向依次间隔设置的整流罩、物镜组、中继组、探测器窗口以及探测器冷屏；所述物镜组包括第一物镜、第二物镜以及第三物镜；所述第一物镜、第二物镜以及第三物镜的光焦度分配依次为正、负、负的结构；所述中继组包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一中继镜及第二中继镜；所述第一中继镜及第二中继镜的光焦度分配依次为正、正的结构；所述第一物镜、第二物镜以及第一中继镜朝向像侧的表面为非球面，所述第三物镜及第二中继镜朝向物侧的表面为非球面；所述第一物镜朝向物侧的表面为衍射面。

An optical device for a centerless shaded chiller seeker

The utility model discloses an optical device for a cooling seeker without central shielding, aiming at providing an optical device for refrigeration seeker with high imaging quality. It includes from the object side to the image side direction are arranged at intervals, fairing, object set, relay group, detector window and detector cold screen; the lens comprises a first lens, the second lens and the third lens; the first and the second objective lens and third lens optical power distribution in the structure of positive and negative, negative; the relay group includes from the object side to the image first and second side direction relay mirror arranged at intervals following the mirror; the first and second the relay mirror mirror optical power distribution were positive and positive structure; the first and the second objective lens and a first relay mirror surface facing the image side for non spherical, the third lens and the second lens after surface facing the object side for aspheric surface; the surface of the first lens toward the object side surface for diffraction.

【技术实现步骤摘要】
一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置
本技术涉及光学
，尤其是涉及一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置。
技术介绍
在军事领域，高性能的导弹融合了机械、电子、光学等相关技术，是保证精确制导的关键，而导引头则是整个导弹的眼睛，可以完成对目标的搜索，识别和跟踪，并给出制导所需的信号，因此，导引头光学系统成像质量的好坏对导引头的探测能力起着至关重要的作用。卡塞格林式导引头主要使用反射式光学系统，这种系统在工程化阶段存在诸多缺点，主要原因在于导引头内部空间紧凑，为了在尽量短的空间内放入镜头，前端会聚物镜通常会使用反射式系统，这种系统由主反射镜和次反射镜组成，焦距越短次反射镜就越大，次反射镜造成的遮挡也就越大；中心遮挡导致了光通量及MTF降低、次镜支撑校准困难、易受杂散辐射影响、安装误差灵敏度高、反射镜加工成本高等。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种成像质量高、制造工艺成熟、易于装调且无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，其包括从物侧到像侧方向依次间隔设置的整流罩、物镜组、中继组、探测器窗口以及探测器冷屏；所述物镜组用于对目标场景实现一次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一物镜、第二物镜以及第三物镜；所述第一物镜、第二物镜以及第三物镜的光焦度分配依次为正、负、负的结构，第一物镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，第二物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜，第三物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜；所述中继组用于对目标场景实现二次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一中继镜及第二中继镜；所述第一中继镜及第二中继镜的光焦度分配依次为正、正的结构，所述第一中继镜为凸面朝向像侧的弯月形正透镜，所述第二中继镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜；所述第一物镜、第二物镜以及第一中继镜朝向像侧的表面为非球面，所述第三物镜及第二中继镜朝向物侧的表面为非球面；所述第一物镜朝向物侧的表面为衍射面。优选的是，所述第一物镜、第二物镜、第三物镜、第一中继镜及第二中继镜的非球面的面型参数式如下：式中：优选的是，所述第一物镜衍射面的衍射级数为一级，其中心波长为8.3um。优选的是，所述整流罩采用硫化锌制成。优选的是，所述第一物镜采用光学红外材料IG6制成。优选的是，所述第二物镜采用锗单晶制成。优选的是，所述第二物镜采用光学红外材料IG5制成。优选的是，所述第一中继镜及第二中继镜均采用光学红外材料IG6制成。与现有技术相比，本技术具有如下优点：(1)本技术利用衍射光学元件的温度和色散特性，与绝大多数折射元件互补的特点，实现系统的无热化设计。本技术在保证易于加工、装调的前提下，去除传统导引头光线中心遮挡，提高成像质量，减小系统体积。(2)本技术通过锗及硫系玻璃的材料搭配和利用衍射光学元件的温度和色散特性与绝大多数折射元件互补的特点，实现前端物镜在同样的长度下会聚光线的目的，在保证光学总长不变的条件下，利用透射式系统彻底克服中心遮挡的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术的示意图；图2为本技术在20℃时的MTF；图3为本技术在-45℃时的MTF；图4为本技术在55℃时的MTF；图5为本技术在20℃时的点列图；图6为本技术在-45℃时的点列图；图7为本技术在55℃时的点列图；图8为本技术的场曲及畸变图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一该实施例是本技术应用于制冷型128×128像元30μm凝视型焦平面探测器的例子，探测器感光面积小于此探测器的均在本技术的适用范围内。图1所示无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，其包括从物侧0到像侧6方向依次间隔设置的整流罩1、物镜组2、中继组3、探测器窗口4以及探测器冷屏5；所述物镜组2用于对目标场景实现一次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一物镜21、第二物镜22以及第三物镜23；所述第一物镜21、第二物镜22以及第三物镜23的光焦度分配依次为正、负、负的结构，第一物镜21为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，第二物镜22为凸面朝向物侧的弯月形负透镜，第三物镜23为凸面朝向物侧的弯月形负透镜；所述中继组3用于对目标场景实现二次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一中继镜31及第二中继镜32；所述第一中继镜31及第二中继镜32的光焦度分配依次为正、正的结构，所述第一中继镜31为凸面朝向像侧的弯月形正透镜，所述第二中继镜32为凸面朝向物侧的弯月形正透镜；所述第一物镜21、第二物镜22以及第一中继镜31朝向像侧的表面为非球面，所述第三物镜23及第二中继镜32朝向物侧的表面为非球面；所述第一物镜21朝向物侧的表面为衍射面。中继组3的作用是中继成像到像方位置，保证100％冷光阑效率。本实施例中各构件的相关参数如下表：表面序号曲率半径(mm)间距(mm)材质备注S1834.0硫化锌S2795.5S371.4514.8IG6S4612.619.8S573.453.5锗单晶S649.526.0S736.04.7IG5S822.825.8S9-15.14IG6S10-10.24.5S117.953.8IG6S128.355表中，Sn代表各镜片的表面序号。曲率半径是指每个表面的曲率半径。间距是指两相邻表面的距离(与其后方表面的距离)，如表面S1的间距，即指表面S1至S2间的距离，其余相同。材质是指透镜所用的材料。所述第一物镜21、第二物镜22、第三物镜23、第一中继镜31及第二中继镜32的非球面的面型参数式如下：式中：y为离非球面光轴的径向距离，Z为对应的光轴方向的高度，c为顶点曲率半径，k为圆锥系数，A、B、C、D为对应多次项的系数，L代表余下的多次项。具体数值如下表：表面序号KABCDS406.1736043e-007-1.1487927e-0102.0075681e-014-1.717131e-018S608.5903456e-006-5.1721189e-009-2.5820104e-0112.695109e-014S703.9817266e-005-1.0704802e-0072.9405334e-010-5.2214943e-013S1001.4392571e-004-1.4437873e-0056.0138203e-007-9.3997236e-009S1104.4542967e-005-7.3934177e-0061.8330766e-007-1.9291992e-009所述第一物镜21衍射面的具体参数如下表：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，其特征在于包括从物侧到像侧方向依次间隔设置的整流罩、物镜组、中继组、探测器窗口以及探测器冷屏；所述物镜组用于对目标场景实现一次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一物镜、第二物镜以及第三物镜；所述第一物镜、第二物镜以及第三物镜的光焦度分配依次为正、负、负的结构，第一物镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，第二物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜，第三物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜；所述中继组用于对目标场景实现二次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一中继镜及第二中继镜；所述第一中继镜及第二中继镜的光焦度分配依次为正、正的结构，所述第一中继镜为凸面朝向像侧的弯月形正透镜，所述第二中继镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜；所述第一物镜、第二物镜以及第一中继镜朝向像侧的表面为非球面，所述第三物镜及第二中继镜朝向物侧的表面为非球面；所述第一物镜朝向物侧的表面为衍射面。

【技术特征摘要】
1.一种无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，其特征在于包括从物侧到像侧方向依次间隔设置的整流罩、物镜组、中继组、探测器窗口以及探测器冷屏；所述物镜组用于对目标场景实现一次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一物镜、第二物镜以及第三物镜；所述第一物镜、第二物镜以及第三物镜的光焦度分配依次为正、负、负的结构，第一物镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，第二物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜，第三物镜为凸面朝向物侧的弯月形负透镜；所述中继组用于对目标场景实现二次成像，其包括从物侧到像侧方向间隔设置的第一中继镜及第二中继镜；所述第一中继镜及第二中继镜的光焦度分配依次为正、正的结构，所述第一中继镜为凸面朝向像侧的弯月形正透镜，所述第二中继镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜；所述第一物镜、第二物镜以及第一中继镜朝向像侧的表面为非球面，所述第三物镜及第二中继镜朝向物侧的表面为非球面；所述第一物镜朝向物侧的表面为衍射面。2.根据权利要求1所述无中心遮挡的制冷型导引头用光学装置，其特征在于：所述第一物镜、第二物镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹凌，柳继勇，杨开宇，金宁，明景谦，徐曼，李玲，
申请(专利权)人：昆明物理研究所，
类型：新型
国别省市：云南,53