昼夜猫眼侦察镜头光学系统转让专利
申请号 : CN201210341299.8
文献号 : CN102890334B
文献日 : 2015-03-04
发明人 : 闫学纯 , 张瑞 , 熊树伟 , 叶明
申请人 : 河南中光学集团有限公司
摘要 :
本发明公开了一种昼夜猫眼侦察镜头光学系统，组成如下：第一片为近红外窄带滤光片以适配同波段的近红外激光照射光源；利用一个凸面向前的正弯月透镜和一个正负透镜胶合的胶合透镜的组合作为前组；用一个凹面向前的负正透镜胶合透镜、双凸的单正透镜、凸面向前的三胶合凸凹胶合透镜组合作为后组；前组和后组进行像差补偿，实现大相对孔径、高品质的昼夜猫眼侦察镜头光学系统，最后成像在CCD图像探测器靶面上。与现有技术相比，其结构简单、设计合理，像质优良，满足大通光口径下的高清晰像质和猫眼效应成像要求，实现昼夜观察和瞄准。
权利要求 :
1.一种昼夜猫眼侦察镜头光学系统，其特征在于：从物侧起依次设有：适配同波段的近红外激光照射光源的近红外窄带滤光片、一个凸面向前的正弯月透镜、一个正负透镜胶合的胶合透镜、一个凹面向前的负正透镜胶合透镜、双凸的单正透镜、凸面向前的三胶合凸凹胶合透镜，最后成像在CCD图像探测器靶面上。
2.如权利要求1所述的昼夜猫眼侦察镜头光学系统，其特征在于：镜头焦距f′=50mm，F数=0.75的昼夜猫眼侦察镜头参数如下：。
说明书 :
昼夜猫眼侦察镜头光学系统
技术领域
[0001] 本发明属于光学设计技术领域，具体涉及一种昼夜猫眼侦察镜头光学系统。
背景技术
[0002] 随着狙击手狙击精度的提高，狙击技术在军用、反恐维稳等事件中的应用越来越广泛，作为反狙击的技术应用一直处于被动的模式。为了有效的提高反狙击效率，做到提前预防，变被动为主动，利用猫眼效应原理进行提前侦察的反狙击光学系统的应用被提到议事日程上。设计该款五组九片式，焦距为50mm，F数为1/0.75的昼夜猫眼侦察镜头，以满足某反狙击装备的需求。
[0003] 另外，该大相对孔径系统还可以作为昼夜两用镜头配备一款低照度CCD探测器组成摄像系统，实现昼夜观察和瞄准，其低成本、高性价比、昼夜两用等优势替代目前的微光系统，具有较好的市场发展前景。
发明内容
[0004] 为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种大相对孔径昼夜猫眼侦察镜头光学系统。其结构简单、低成本，满足大通光口径下的高清晰图像质量和“猫眼效应”的成像要求，实现昼夜观察和瞄准。
[0005] 为实现上述的目的，本发明所采取的技术方案：一种昼夜猫眼侦察镜头光学系统，由前组和后组构成，其特征在于：所述前组的前方设有适配同波段的近红外激光照射光源的近红外窄带滤光片，所述前组由一个凸面向前的正弯月透镜和一个正负透镜胶合的胶合透镜构成；所述后组由一个凹面向前的负正透镜胶合透镜、双凸的单正透镜、凸面向前的三胶合凸凹胶合透镜构成；最后成像在CCD图像探测器靶面上。
[0006] f′=50mm/F0.75昼夜猫眼侦察镜头参数如下：
[0007]序号 半径 厚度（间隔） 口径 材料 备注
1 平面 3 φ70 H-K9L 窄带滤光片
2 平面 2 φ70
3 101.16 9 φ70 H-ZK5
4 444.12 0.2 φ70
5 69.02 16 φ70 H-ZK4
6 -188.8 4 φ70 H-ZF5
7 140.6 6 φ56
8 stop 32.1 φ53.298 光栏
9 -34.43 4 φ38.4 H-LAF53
10 58 16 φ45.6 H-BAK4
11 -42.95 0.3 φ45.6
12 69.02 12 φ45.6 H-BAK8
13 -50.309 1 φ45.6
14 19.986 12 φ31.6 H-ZK8
15 0 2 φ31.6 ZF50
16 11.695 5.6 φ18 H-ZBAF5
17 17.179 7.013（工作距离） φ14
18 像面 φ8 靶面
1 平面 3 φ70 H-K9L 窄带滤光片
2 平面 2 φ70
3 101.16 9 φ70 H-ZK5
4 444.12 0.2 φ70
5 69.02 16 φ70 H-ZK4
6 -188.8 4 φ70 H-ZF5
7 140.6 6 φ56
8 stop 32.1 φ53.298 光栏
9 -34.43 4 φ38.4 H-LAF53
10 58 16 φ45.6 H-BAK4
11 -42.95 0.3 φ45.6
12 69.02 12 φ45.6 H-BAK8
13 -50.309 1 φ45.6
14 19.986 12 φ31.6 H-ZK8
15 0 2 φ31.6 ZF50
16 11.695 5.6 φ18 H-ZBAF5
17 17.179 7.013（工作距离） φ14
18 像面 φ8 靶面
[0008] 采用上述技术方案的有益效果：该昼夜猫眼侦察镜头光学系统采用非对称的双高斯结构形式，前组由正弯月透镜和正负胶合透镜组成，后组由负正胶合透镜、单正透镜和三胶合透镜组成，前组和后组有效进行像差补偿，并采用超低色散光学材料，有效校正色差及高级像差，实现大相对孔径下高品质的昼夜猫眼侦察镜头光学系统，最后成像在CCD图像探测器靶面上。其结构简单、设计合理，满足大通光口径下的高清晰图像质量和“猫眼效应”的成像要求，实现昼夜观察和瞄准。通过原理样机实际验证，可以侦察到1000米外的狙击-2手瞄准装备。取消前置近红外窄带滤光片，实现白天和夜间极低照度（10 lx）条件下的昼夜两用观察要求，满足产品性能指标要求。
附图说明
[0009] 下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
[0010] 图1为本发明的结构示意图。
[0011] 图2为系统在空间频率40lp/mm时的MTF传函图。
具体实施方式
[0012] 参看图1，本发明五组九片式50mm/F0.75昼夜猫眼侦察镜头光学系统，其结构组成如下：第一片为近红外窄带滤光片1，以适配同波段的近红外激光照射光源；由一个凸面向前的正弯月透镜2和一个正负透镜胶合的胶合透镜3组合作为前组；由一个凹面向前的负正透镜胶合透镜4、双凸的单正透镜5、凸面向前的三胶合凸凹胶合透镜6组合作为后组；前组和后组进行像差补偿，实现大相对孔径、高品质的昼夜猫眼侦察镜头光学系统，最后成像在CCD图像探测器靶面7上。
[0013] 优选的f′=50mm/F0.75昼夜猫眼侦察镜头参数如下：
[0014]序号 半径 厚度（间隔） 口径 材料 备注
1 平面 3 φ70 H-K9L 窄带滤光片
2 平面 2 φ70
3 101.16 9 φ70 H-ZK5
4 444.12 0.2 φ70
5 69.02 16 φ70 H-ZK4
6 -188.8 4 φ70 H-ZF5
7 140.6 6 φ56
8 stop 32.1 φ53.298 光栏
9 -34.43 4 φ38.4 H-LAF53
10 58 16 φ45.6 H-BAK4
11 -42.95 0.3 φ45.6
12 69.02 12 φ45.6 H-BAK8
13 -50.309 1 φ45.6
14 19.986 12 φ31.6 H-ZK8
15 0 2 φ31.6 ZF50
16 11.695 5.6 φ18 H-ZBAF5
17 17.179 7.013（工作距离） φ14
18 像面 φ8 靶面
1 平面 3 φ70 H-K9L 窄带滤光片
2 平面 2 φ70
3 101.16 9 φ70 H-ZK5
4 444.12 0.2 φ70
5 69.02 16 φ70 H-ZK4
6 -188.8 4 φ70 H-ZF5
7 140.6 6 φ56
8 stop 32.1 φ53.298 光栏
9 -34.43 4 φ38.4 H-LAF53
10 58 16 φ45.6 H-BAK4
11 -42.95 0.3 φ45.6
12 69.02 12 φ45.6 H-BAK8
13 -50.309 1 φ45.6
14 19.986 12 φ31.6 H-ZK8
15 0 2 φ31.6 ZF50
16 11.695 5.6 φ18 H-ZBAF5
17 17.179 7.013（工作距离） φ14
18 像面 φ8 靶面
[0015] 如图2所示，按照上述方案设计的产品，满足大通光口径下的高清晰像质和猫眼效应成像要求。实际使用，可以侦察到1000米外的狙击手瞄准装备。