[发明专利]一种长波线列式扫描红外成像光学系统

说明书

本发明公开了一种长波线列式扫描红外成像光学系统，包括望远系统组、扫描镜、后固定组和反射镜组；望远系统组由主物镜、变倍镜、物镜固定透镜、调焦镜、目镜透镜一和目镜透镜二组成，扫描镜通过转动实现水平方向的扫描成像；后固定组由后固定透镜一、后固定透镜二、后固定透镜三和后固定透镜四组成；反射镜组由空间放置的反射镜一和反射镜二组成，反射镜一、反射镜二和扫描镜中的任意两个都不在一个平面上。本发明采用三次折反和三次成像设计，通过轴向移动变倍镜实现了系统双视场切换，通过优化各表面的面型参数和适当的采用非球面和衍射面，实现了系统的高质量成像要求，大大减小了系统像差，可以配合288×4长波制冷红外探测器使用。

技术领域

本发明涉及一种适合用在长波红外全景成像中的光学系统，特别涉及一种长波线列式扫描双视场红外成像光学系统。

背景技术

红外热成像技术以其自身的绝对优势，如被动工作、不受电子干扰、隐蔽性好、探测性能高、探测距离远等，在机载光电系统、舰载光电雷达等领域广泛得到应用。

长波线列式扫描红外热成像技术，以其独特的优势，在全景成像领域有着广泛应用。

研究紧凑型、小型化、多视场线列式扫描红外光学系统对红外热像技术具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种长波线列式扫描双视场红外成像光学系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种长波线列式扫描红外成像光学系统，从物方到像方安装的部件包括望远系统组、扫描镜、后固定组和反射镜组；所述的望远系统组为无焦红外镜组，由主物镜、变倍镜、物镜固定透镜、调焦镜、目镜透镜一和目镜透镜二组成，通过轴向移动变倍镜实现系统的双视场切换，其中主物镜为凸面朝向物方的弯月形透镜，变倍镜为可轴向移动的双凹形透镜，物镜固定透镜为凸面朝向物方的平凸形透镜，调焦镜为凸面朝向物方的弯月形透镜，目镜透镜一为凸面朝向物方的弯月形透镜，目镜透镜二为凸面朝向扫描镜的弯月形透镜；所述的扫描镜通过转动实现水平方向的扫描成像；所述的后固定组为正焦距组元，由后固定透镜一、后固定透镜二、后固定透镜三和后固定透镜四组成；所述的反射镜组由空间放置的反射镜一和反射镜二组成，反射镜一、反射镜二和扫描镜中的任意两个都不在一个平面上，其中后固定透镜一和后固定透镜二为凸面朝向反射镜一的弯月形透镜，后固定透镜三为凸面朝向像面的弯月形透镜，后固定透镜四为凸面朝向反射镜二的弯月形透镜。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其特征在于，所述的扫描镜以垂直纸面向内的方向水平折转光路，通过水平转动±6.4°来实现水平方向扫描成像，所述的反射镜一向上折转光路，所述的反射镜二向后折转光路。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其主物镜、物镜固定透镜和目镜透镜二为正光焦度的单晶锗透镜。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其变倍镜为负光焦度的单晶锗透镜。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其调焦镜和目镜透镜一为负光焦度的硒化锌透镜。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其后固定透镜一和后固定透镜二为正光焦度的单晶锗透镜，所述的后固定透镜三和后固定透镜四为负光焦度的单晶锗透镜。

所述的一种长波线列式扫描红外成像光学系统，其变倍镜前表面为基于非球面基底的衍射面；物镜固定透镜的前表面为非球面；目镜透镜二的前表面为非球面；后固定透镜二的前表面为非球面。

本发明的有益效果是：采用三次折反式设计，且三个反射镜是空间放置，不在一个平面上，达到紧凑型与小型化设计要求；采用三次成像设计，减小了各组透镜口径；通过轴向移动变倍镜实现了系统双视场切换，可满足双视场观测需求；通过优化各表面的面型参数和适当的采用非球面和衍射面，实现了系统的高质量成像要求，大大减小了系统像差；各透镜组的光焦度分配合理，残余像差较小，成像质量好，系统畸变小，可以配合288×4长波制冷红外探测器使用。