一种红外成像单镜片光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种红外成像单镜片光学系统，该系统包括外环镜片和内环镜片；所述外环镜片套设在所述内环镜片的外侧；物方光线入射至所述外环镜片的前表面，经所述外环镜片的前表面透射后进入所述外环镜片的后表面，再经所述外环镜片的后表面反射至所述内环镜片的前表面，再经所述内环镜片的前表面反射至所述内环镜片的后表面，最后经所述内环镜片的后表面透射后在像面上进行成像。本发明专利技术能够解决现有技术中反射式/折反式长波红外光学系统无热化困难、支撑结构复杂不利于批量生产、生产成本较高、装调难度大以及主次镜间的支撑结构在稳定性和遮挡光线方面的矛盾无法调和的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种红外成像单镜片光学系统


[0001]本专利技术涉及红外光电成像
，尤其涉及一种红外成像单镜片光学系统。

技术介绍

[0002]红外成像系统以其能昼夜工作的优势，在军用导引搜索系统、机载吊舱及民用安防监控领域正在得到广泛应用。随着当前市场需求的更新迭代，红外系统正朝着紧凑型、小型化及高性价比的方向发展。由于长波红外探测器多采用非制冷方式工作，多个国内厂家已可进行批量生产，因此其价格一般约为同样面阵中波红外探测器价格的1/10，而考虑到空间尺寸的限制，反射式/折返式光路结构可有效折转光路，完全可以做到比透射式光路更小的体积。综合以上因素，长波红外反射式/折返式成像系统可兼顾以上优点，具有广泛的应用前景。
[0003]目前大多数紧凑型长波红外光学系统均采用了反射式/折反式结构型式，系统优点是结构尺寸小，质量轻，但缺点也有以下几点：(1)系统无热化比较困难，支撑结构复杂且成本较高；(2)系统装调时间长；(3)主次镜间的支撑结构在稳定性和遮挡光线方面的矛盾无法调和。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术问题之一，本专利技术提供了一种红外成像单镜片光学系统，能够解决现有技术中反射式/折反式长波红外光学系统无热化困难、支撑结构复杂不利于批量生产、生产成本较高、装调难度大以及主次镜间的支撑结构在稳定性和遮挡光线方面的矛盾无法调和的技术问题。
[0005]本专利技术提供了一种红外成像单镜片光学系统，所述系统包括外环镜片和内环镜片；所述外环镜片套设在所述内环镜片的外侧；物方光线入射至所述外环镜片的前表面，经所述外环镜片的前表面透射后进入所述外环镜片的后表面，再经所述外环镜片的后表面反射至所述内环镜片的前表面，再经所述内环镜片的前表面反射至所述内环镜片的后表面，最后经所述内环镜片的后表面透射后在像面上进行成像。
[0006]优选的，所述外环镜片的前表面为折射面，光焦度为正，所述外环镜片的后表面为反射凹面；所述内环镜片的前表面为反射凸面，所述内环镜片的后表面为折射面，光焦度为负。
[0007]优选的，所述外环镜片的前表面和所述内环镜片的后表面均具有增透膜，所述外环镜片的后表面和所述内环镜片的前表面均具有反射膜。
[0008]优选的，所述外环镜片的前表面为标准二次曲面或高次非球面；所述外环镜片的后表面为标准二次曲面或高次非球面；所述内环镜片的前表面为标准二次曲面或高次非球面；所述内环镜片的后表面为衍射面。
[0009]优选的，所述外环镜片和所述内环镜片为一体式镜片。
[0010]优选的，所述外环镜片和所述内环镜片为一片镜片通过分段加工方式获得。
[0011]优选的，所述外环镜片和所述内环镜片均采用红外晶体材料。
[0012]优选的，所述红外晶体材料为锗。
[0013]应用本专利技术的技术方案，通过内环镜片和套设在内环镜片外侧的外环镜片实现了长波红外光学成像，且结构简单紧凑，大大降低了系统的装调难度，可适用于批量化生产。与传统折射式/折反式结构相比，本专利技术没有主次镜间必须的支撑结构，因此没有光线遮挡的问题，可以降低遮拦比，增大进光量；同时本专利技术具有装调简便、指向精度高、结构强度与稳定性好以及体积重量小的优点。
附图说明
[0014]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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他的附图。
[0015]图1示出了根据本专利技术的一种实施例提供的红外成像单镜片光学系统的结构示意图；
[0016]图2示出了根据本专利技术的一种实施例提供的红外成像单镜片光学系统的成像像质点列图；
[0017]图3示出了根据本专利技术的一种实施例提供的红外成像单镜片光学系统的光学传递函数曲线图。
[0018]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0019]100、一体式镜片；110、外环镜片；120、内环镜片；200、像面。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0022]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号
和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0023]如图1所示，本专利技术提供了一种红外成像单镜片光学系统，所述系统包括外环镜片和内环镜片；所述外环镜片套设在所述内环镜片的外侧；物方光线入射至所述外环镜片的前表面，经所述外环镜片的前表面透射后进入所述外环镜片的后表面，再经所述外环镜片的后表面反射至所述内环镜片的前表面，再经所述内环镜片的前表面反射至所述内环镜片的后表面，最后经所述内环镜片的后表面透射后在像面上进行成像。
[0024]本专利技术通过内环镜片和套设在内环镜片外侧的外环镜片实现了长波红外光学成像，且结构简单紧凑，大大降低了系统的装调难度，可适用于批量化生产。与传统折射式/折反式结构相比，本专利技术没有主次镜间必须的支撑结构，因此没有光线遮挡的问题，可以降低遮拦比，增大进光量；同时本专利技术具有装调简便、指向精度高、结构强度与稳定性好以及体积重量小的优点。
[0025]根据本专利技术的一种实施例，所述外环镜片的前表面为折射面，光焦度为正，所述外环镜片的后表面为反射凹面；所述内环镜片的前表面为反射凸面，所述内环镜片的后表面为折射面，光焦度为负。
[0026]根据本专利技术的一种实施例，所述外环镜片的前表面和所述内环镜片的后表面均具有增透膜，所述外环镜片的后表面和所述内环镜片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外成像单镜片光学系统，其特征在于，所述系统包括外环镜片和内环镜片；所述外环镜片套设在所述内环镜片的外侧；物方光线入射至所述外环镜片的前表面，经所述外环镜片的前表面透射后进入所述外环镜片的后表面，再经所述外环镜片的后表面反射至所述内环镜片的前表面，再经所述内环镜片的前表面反射至所述内环镜片的后表面，最后经所述内环镜片的后表面透射后在像面上进行成像。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外环镜片的前表面为折射面，光焦度为正，所述外环镜片的后表面为反射凹面；所述内环镜片的前表面为反射凸面，所述内环镜片的后表面为折射面，光焦度为负。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述外环镜片的前表面和所述内环镜片的后表面均具有增透膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬洋，于云翔，李战行，朱亮，关志强，廉黎，张微微，饶志涛，
申请(专利权)人：北京华航无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：