長焦距小型無熱化電視光機系統設計

陳秀萍，孫 婷，高 婧，羅傳偉，李 元，何玉蘭，楊華梅，李潔瓊

（西安應用光學研究所，陜西 西安710065）

引言

為適應軍事需求，現代光電儀器在提高作用距離的同時，向小型化輕量化方向發展，從而對電視觀瞄具有了更高的要求。目前，光學系統的小型化輕量化設計已有多種手段［1－6］。采用特種面型，如非球面、衍射面及自由曲面，不僅有利于像差校正，而且可簡化系統結構；采用高折射率材料，也有利于簡化系統結構；采用特殊結構如攝遠型結構或折反射式結構，可壓縮軸向長度。折反射式結構由于裝調難度大，易受環境的影響等使之應用受到限制。日本佳能的長焦距（800mm）定焦鏡頭采用攝遠型結構壓縮總長（461mm），攝遠比為0.57；采用特殊材料如螢石和超低色散材料來校正二級光譜色差，系統像質良好［7］。本文為了滿足長焦距電視小型化的需求，采用攝遠型結構，使攝遠比達到了0.53，采用高折射率低色散的負透鏡和低折射率高色散的正透鏡膠合校正色差，并對系統進行了消雜光及光機無熱化設計，通過合理地設置光闌減少了系統的雜散光，選擇合適的結構材料與光學材料相匹配，使之在整個工作溫度范圍（－40℃～＋65℃）內，無需調焦便可滿足高低溫等惡劣環境下的像質和光軸穩定性要求。

1 光學系統設計

小視場電視焦距382mm，視場0.9°，光譜范圍600nm～850nm，系統長度不大于202mm。本設計采用正負組分離且正組在前的攝遠型折射式光學結構，攝遠比為0.53，系統前組承擔較大的光焦度，其結構較后組復雜。……