[发明专利]一种翻转式中波两档红外光学系统

说明书

本发明公开了一种翻转式中波两档红外光学系统，沿光轴方向依次有变焦物镜组、反射镜组和二次成像后组；所述的变焦物镜组依次由主物镜、次物镜一、次物镜二、变焦透镜一、变焦透镜二和调焦镜组成；所述的反射镜组由第一反射镜和第二反射镜组成，分别将光路折转90°；所述的二次成像后组由第一后组透镜、第二后组透镜和第三后组透镜组成，将变焦物镜组所成的像最终成像在探测器靶面上；本发明光学系统的孔径光阑刚好位于探测器的冷光阑处，能够满足100%冷光阑效率，从而避免外界杂散光照射在探测器靶面上，提高成像质量；具备大相对孔径，结构紧凑、变焦时间短、系统像质良好，成像清晰等优点。此外，长焦端光学透镜率高，具有优良的目标识别能力。

技术领域

本发明专利属于光学技术领域，具体涉及一种大相对孔径紧凑型翻转式中波两档红外光学系统，可广泛应用于制冷型中波红外焦平面探测器。

背景技术

近年来红外热成像技术得到了飞速发展，由于其具备众多优良特点，如被动接收红外辐射，隐蔽性高、不会被敌方电子干扰；精度高；图像易于观察等，在军事、车载、测温、电力巡线、边界安防等领域得到广泛应用。

红外光学系统通过收集外界红外辐射能量并将其最终聚焦在探测器靶面上，是红外热像仪的重要组成部分。红外光学系统大致可分为定焦、两档、多档和连续变焦等形式。

两档红外光学系统可以实现宽视场和窄视场的切换，且结构简单，在军事领域有其不可替代的地位。两档红外光学系统可分为轴向移动变倍、翻转变倍两种结构形式。

目前已广泛应用的轴向移动变倍两档红外光学系统，存在一些问题，如变焦时间长，容易造成目标丢失、光轴稳定性较差等。

另外，现有两档红外光学系统的相对孔径主要是1：4，在阴雨或雾霾天气，此类镜头的目标探测能力受到大大限制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本文提供一种大相对孔径紧凑型翻转式中波两档红外光学系统，该系统采用二次折转翻转式变倍，能够实现快速变焦，结构形式紧凑，另外该系统具有大相对孔径，能大大提升镜头目标探测能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种翻转式中波两档红外光学系统，沿光轴方向从物方到像方依次有变焦物镜组、反射镜组和二次成像后组；所述的变焦物镜组依次由主物镜、次物镜一、次物镜二、变焦透镜一、变焦透镜二和调焦镜组成；所述的反射镜组由第一反射镜和第二反射镜组成，第一反射镜与第二反射镜分别将光路折转90°，最终光线传播方向发生180°折转，用于实现变焦；所述的二次成像后组由第一后组透镜、第二后组透镜和第三后组透镜组成，将变焦物镜组所成的像最终成像在探测器靶面上，所述的第一后组透镜和第二后组透镜位于第一反射镜和第二反射镜之间，所述的第三后组透镜位于第二反射镜和探测器之间。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，系统光圈F数为2.0，波段为3.7~4.8μm，焦距为100mm或400mm。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，所述的主物镜、次物镜一、次物镜二、变焦透镜一、变焦透镜二、调焦镜的光焦度分配为正—负—正—负—正—负结构。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，所述的主物镜、次物镜一、次物镜二、变焦透镜一、变焦透镜二、调焦镜的透镜材料分别为硅、锗、硅、锗、硅、锗。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，所述的次物镜一、变焦透镜一和调焦镜为非球面透镜；所述的主物镜、次物镜二和变焦透镜二为球面透镜。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，所述的第一后组透镜、第二后组透镜和第三后组透镜的光焦度为负—正—正结构。

所述的一种翻转式中波两档红外光学系统，所述的第一后组透镜、第二后组透镜和第三后组透镜的透镜材料分别为锗、硅、硅。