一种用于远红外波段的三片式光学系统技术方案

本公开提供一种用于远红外波段的三片式光学系统。包括沿着光学系统的物侧至像侧依次设置的第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件，第一光学元件具有第一物侧面和第一像侧面，第一物侧面和第一像侧面均朝着所述三片式光学系统的物侧的方向凸出；第二光学元件为超透镜，具有第二物侧面和第二像侧面；第三光学元件具有第三物侧面和第三像侧面，第三像侧面朝着所述三片式光学系统的像侧的方向凸出；第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件均具有正光焦度；第一光学元件和第三光学元件的光焦度均大于第二光学元件的光焦度。上述技术方案利用超透镜矫正残余像差和球差，并与传统透镜结合消除色差，在保证大光圈的同时控制镜头口径和系统体积。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光学系统的，尤其涉及适用于远红外波段的具有大光圈的三片式光学系统。

技术介绍

1、远红外光学系统常常工作在极其恶劣的环境，在该情况下，应尽可能地使更多的能量进入光学系统探测到，从而增加成像对比度，因此需要大光圈的镜头。

2、现有技术中有一种三片式的长波红外镜头，其近物侧透镜的像侧面以及近像侧透镜的物侧面均为非球面镜头，并且近物侧透镜的像侧面还采用了衍射面，在其近物侧透镜和近像侧透镜之间还设置有一个弯月形玻璃镜片，系统整体复杂笨重，光学长度长，整体成本过高。

技术实现思路

1、为了改善现有技术中的上述缺陷，本公开实施例提供一种用于远红外波段的三片式光学系统。包括沿着三片式光学系统的物侧至像侧依次设置的第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件；其中，

2、第一光学元件具有第一物侧面和第一像侧面，第一物侧面和第一像侧面均朝着三片式光学系统的物侧的方向凸出；

3、第二光学元件为超透镜，具有第二物侧面和第二像侧面；

4、第三光学元件具有第三物侧面和第三像侧面，第三物侧面朝着三片式光学系统的像侧的方向凸出；

5、其中，第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件均具有正光焦度；第一光学元件和第三光学元件的光焦度均大于第二光学元件的光焦度。

6、可选地，第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件的工作波段为8μm至12μm。

7、可选地，三片式光学系统的光圈数f#满足：0.76<f#<1。

8、可选地，第一光学元件的焦距f1和第三光学元件的焦距f3满足：

9、

10、可选地，第一物侧面的光学有效口径d1、第一像侧面的光学有效口径d2、第三物侧面的光学有效口径d3以及第三像侧面的光学有效口径d4满足：

11、

12、可选地，第一物侧面的光学有效口径d1、第三像侧面的光学有效口径d4以及光圈数f#满足：

13、

14、其中的imgh为三片式光学系统的像面上的有效像素区域对角线长度的一半。

15、可选的，第一物侧面的光学有效口径d1、第三像侧面的光学有效口径d4以及三片式光学系统的光学长度ttl满足：

16、

17、可选地，三片式光学系统还包括光阑，光阑设置于第一像侧面和第二物侧面之间或第二像侧面和第三物侧面之间。

18、可选地，当光阑设置于第一像侧面和第二物侧面之间时，光阑与第二物侧面之间的距离大于或等于零；

19、当光阑设置于第二像侧面和第三物侧面之间时，光阑与第二像侧面之间的距离等于零。

20、可选地，当光阑设置于第一像侧面和第二物侧面之间时，第二物侧面设置有纳米结构；

21、当光阑设置于第二像侧面和第三物侧面之间时，第三物侧面设置有纳米结构。

22、可选地，三片式光学系统还包括滤光片，滤光片设置于第三像侧面和三片式光学系统的像面之间。

23、可选地，第一光学元件和第三光学元件均为具有正屈折力的球面透镜，第二光学元件具有正屈折力。

24、通过上述技术方案及其优选方案，本公开提供的光学系统包含一片超透镜和两片球面镜，工作波段为8至12μm，在远红外光学系统的工作条件下，利用超透镜矫正残余像差和球差，并与传统透镜结合消除色差，在保证成像对比度的同时兼顾镜头口径和系统体积。

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【技术保护点】

1.一种用于远红外波段的三片式光学系统，其特征在于，包括沿着所述三片式光学系统的物侧至像侧依次设置的第一光学元件(1)、第二光学元件(2)和第三光学元件(3)；其中，

2.根据权利要求1所述的三片式光学系统，其特征在于，所述三片式光学系统的光圈数F#满足：0.76<F#<1。

3.根据权利要求2所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一光学元件(1)的焦距f1和所述第三光学元件(3)的焦距f3满足：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一物侧面(11)的光学有效口径D1、第一像侧面(12)的光学有效口径D2、第三物侧面(31)的光学有效口径D3以及第三像侧面(32)的光学有效口径D4满足：

5.根据权利要求2所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一物侧面(11)的光学有效口径D1、第三像侧面(32)的光学有效口径D4以及所述光圈数F#满足：

6.根据权利要求1所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一物侧面(11)的光学有效口径D1、第三像侧面(32)的光学有效口径D4以及所述三片式光学系统的光学长度TTL满足：

7.根据权利要求1-3和5-6中任一项所述的三片式光学系统，其特征在于，还包括光阑(4)，所述光阑(4)设置于所述第一像侧面(12)和所述第二物侧面(21)之间或所述第二像侧面(22)和第三物侧面(31)之间。

8.根据权利要求7所述的三片式光学系统，其特征在于，当所述光阑(4)设置于所述第一像侧面(12)和所述第二物侧面(21)之间时，所述光阑(4)与所述第二物侧面(21)之间的距离大于或等于零；

9.根据权利要求7所述的三片式光学系统，其特征在于，当所述光阑(4)设置于所述第一像侧面(12)和所述第二物侧面(21)之间时，所述第二物侧面(21)设置有纳米结构；

10.根据权利要求1-3、5-6和8-9中任一项所述的三片式光学系统，其特征在于，还包括滤光片(5)，所述滤光片(5)设置于所述第三像侧面(32)和所述三片式光学系统的像面之间。

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【技术特征摘要】

1.一种用于远红外波段的三片式光学系统，其特征在于，包括沿着所述三片式光学系统的物侧至像侧依次设置的第一光学元件(1)、第二光学元件(2)和第三光学元件(3)；其中，

2.根据权利要求1所述的三片式光学系统，其特征在于，所述三片式光学系统的光圈数f#满足：0.76<f#<1。

3.根据权利要求2所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一光学元件(1)的焦距f1和所述第三光学元件(3)的焦距f3满足：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一物侧面(11)的光学有效口径d1、第一像侧面(12)的光学有效口径d2、第三物侧面(31)的光学有效口径d3以及第三像侧面(32)的光学有效口径d4满足：

5.根据权利要求2所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第一物侧面(11)的光学有效口径d1、第三像侧面(32)的光学有效口径d4以及所述光圈数f#满足：

6.根据权利要求1所述的三片式光学系统，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖诚亮，林合山，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：