一种用于远红外波段的光学系统的制作方法

本公开涉及光学系统的，具体而言，涉及一种用于远红外波段的光学系统。

背景技术：

1、由于红外光学系统具有抗干扰性能好、夜间作用距离远、目标识别能力强等优势，存在大范围应用需求。受限于大型、长焦距红外光学系统笨重且成本高的缺点，小型化、大范围的应用场景需求使得大视角红外光学系统得到广泛应用。

2、现有的大视角远红外光学系统为了保证具有足够的解像力，通常采用三片式的长波红外镜头，其采用玻璃透镜作为近物侧透镜和近像侧透镜，在其近物侧透镜和近像侧透镜之间还设置有第三镜片，具有较长的系统总长，结构成本高。存在增加光学系统的视场角，降低系统的大小、复杂度和成本的需求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请提供了一种用于远红外波段的光学系统，包括沿光学系统的光轴由物侧至像面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、第一光学元件包括第一物侧面和第一像侧面，第一物侧面和第一像侧面朝物侧方向凸出；

3、第二光学元件为超透镜，第二光学元件包括第二物侧面和第二像侧面；

4、第三光学元件包括第三物侧面和第三像侧面，第三物侧面和第三像侧面朝像面方向凸出；

5、第一光学元件具有负光焦度，第二光学元件和第三光学元件具有正光焦度，且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，光学系统满足：

7、

8、其中，fov为光学系统的视场角，ttl为光学系统的光学总长，imgh为像面上的有效像素区域对角线的长度，bfl为光学系统的后焦，f#为光学系统的光圈数。

9、可选地，光学系统满足：

10、

11、其中，ebd为光学系统的入瞳直径，d1为第一物侧面的光学有效口径，d2为第二物侧面的光学有效口径，fov为光学系统的视场角。

12、可选地，光学系统满足：

13、14°＞βamax＞10°

14、其中，βamax为射入第二光学元件的光线与光轴的夹角。

15、可选地，光学系统满足：

16、

17、其中，d1为第一物侧面的光学有效口径，d2为第二物侧面的光学有效口径，d3为第三物侧面的光学有效口径，d4为第三像侧面的光学有效口径。

18、可选地，光学系统满足：

19、

20、其中，d3为第三物侧面的光学有效口径，d4为第三像侧面的光学有效口径，fov为光学系统的视场角，imgh为像面上的有效像素区域对角线的长度。

21、可选地，光学系统满足：

22、fov≥140°

23、ttl<13mm

24、其中，fov为光学系统的视场角，ttl为光学系统的光学总长。

25、可选地，光学系统还包括光阑，光阑设置于第一像侧面和所述第二物侧面之间，或设置于第二像侧面和第三物侧面之间。

26、可选地，第三光学元件为非球面透镜；且

27、第一光学元件为球面透镜或非球面透镜。

28、可选地，光学系统还包括滤光片，滤光片设置于第三像侧面和像面之间。

29、根据本申请实施例提供的技术方案，本公开提供的光学系统包含一片超透镜以及两片传统光学元件，利用超透镜校正全视场的残余像差和边缘视场的球差，并与校正近轴光线的主要像差的传统光学元件相结合，使得超透镜负色散和传统透镜的正色散结合消除色差，在保证了视场角大小的同时，兼顾光学系统的口径和光学总长，降低光学系统的复杂度和成本。

技术特征：

1.一种用于远红外波段的光学系统，其特征在于，包括沿所述光学系统的光轴由物侧至像面(90)依次设置的第一光学元件(10)、第二光学元件(20)和第三光学元件(30)；其中，

2.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

3.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

4.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

5.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

6.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

7.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统满足：

8.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括光阑(40)，所述光阑(40)设置于所述第一像侧面(12)和所述第二物侧面(21)之间，或设置于所述第二像侧面(22)和所述第三物侧面(31)之间。

9.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述第三光学元件(30)为非球面透镜；且

10.根据权利要求1所述的用于远红外波段的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括滤光片(50)，所述滤光片(50)设置于所述第三像侧面(32)和所述像面(90)之间。

技术总结本公开提供了一种用于远红外波段的光学系统，包括沿光学系统的光轴由物侧至像面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，第一光学元件包括第一物侧面和第一像侧面，第一物侧面和第一像侧面朝物侧的方向凸出；第二光学元件为超透镜，包括第二物侧面和第二像侧面；第三光学元件包括第三物侧面和第三像侧面，第三物侧面和第三像侧面朝像面的方向凸出；第一光学元件具有负光焦度，第二光学元件和第三光学元件具有正光焦度，且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校正残余像差和球差，并与校正主要像差的传统光学元件相结合，在保证视场角的同时控制光学系统的口径和光学总长。技术研发人员：赖诚亮,林合山,郝成龙,谭凤泽,朱健受保护的技术使用者：深圳迈塔兰斯科技有限公司技术研发日：20230925技术公布日：2024/5/19