[实用新型]一种基于全球面透镜4K高分辨率超宽温无热化光学系统

说明书

一种基于全球面透镜4K高分辨率超宽温无热化光学系统，其特征在于：在光的传播方向上由外向内依次同轴设置光学系统保护窗口、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、第八透镜、第九透镜、探测器保护窗口和探测器光敏面。该光学系统用于接收经目标和背景固有的可见光反射信息，并汇聚至探测器光敏面上，实现光电转换，该系统在‑110℃～+120℃工作温度范围内成像质量优良，分辨率高，极大的提升了系统的工作温度范围，环境适应性好，可广泛应用于高温气体分析与无损检测、深井石油勘探、宽温光学成像制导、极地无人监测、民用安全监视领域，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，具体而言，涉及一种基于全球面透镜4K高分辨率超宽温无热化光学系统。

背景技术

随着探测器技术的高速发展，具有高分辨率、宽工作温度范围、环境适应性强的成像探测系统在科学技术、国民经济、国防军事等领域发挥着日益重要的作用。

常规成像探测系统的工作温度普遍在-40℃～+60℃，为了提升成像探测系统的环境适应性，本实用新型设计了一款可见光4K高分辨率超宽温无热化光学系统，该系统在-110℃～+120℃工作温度范围内成像质量优良，分辨率高，极大的提升了系统的工作温度范围，环境适应性好，可广泛应用于高温气体分析与无损检测、深井石油勘探、宽温光学成像制导、极地无人监测、民用安全监视领域，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为了实现高分辨率、超宽温成像探测系统的高分辨率、低成本、超宽温工作环境适应性的无热化可见光光学系统设计，本发明提供一种基于全球面透镜4K高分辨率超宽温无热化光学系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于全球面透镜4K高分辨率超宽温无热化光学系统，其特征在于：在光的传播方向上由外向内依次同轴设置光学系统保护窗口、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、第八透镜、第九透镜、探测器保护窗和探测器光敏面。

进一步的，所述光学系统保护窗口、探测器保护窗口为平面透镜、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、第八透镜、第九透镜均为球面镜片。

进一步的，所述光学系统保护窗口内外表面均为平面，厚度为6mm；第一透镜外表面的曲率半径为79.54mm，内表面的曲率半径为86.91mm，厚度为13.5mm；第二透镜外表面的曲率半径为129.24mm，内表面的曲率半径为57.35mm，厚度为14mm；第三透镜外表面的曲率半径为67.89mm，内表面的曲率半径为-381.6mm，厚度为12.35mm；第四透镜外表面的曲率半径为44.28mm，内表面的曲率半径为1167.76mm，厚度为5.05mm；第五透镜外表面的曲率半径为-164.68mm，内表面的曲率半径为39.26mm，厚度为8.15mm；第六透镜外表面的曲率半径为39.26mm，内表面的曲率半径为-124.25mm，厚度为6.9mm；第七透镜外表面的曲率半径为-362.95mm，内表面的曲率半径为59.69mm，厚度为4.1mm；第八透镜外表面的曲率半径为89.43mm，内表面的曲率半径为-91.09mm，厚度为10.4mm；第九透镜外表面的曲率半径为-33.49mm，内表面的曲率半径为-156.22mm，厚度为3.5mm；探测器保护窗口内外表面均为平面，厚度为1mm。

进一步的，所述光学系统保护窗口与第一透镜的空气间隔为3mm；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔是6mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔是1.6mm；所述第三透镜与第四透镜的空气间隔是1mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔是2.7mm；所述第五透镜与第六透镜之间利用光学胶水粘合；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔是0.3mm；所述第七透镜与所述第八透镜的空气间隔是20.5mm；所述第八透镜与所述第九透镜的空气间隔24.1mm；所述第九透镜与探测器保护窗口的空气间隔是9.66mm；所述探测器保护窗口与探测器光敏面的距离1mm。