[发明专利]一种连续变焦小视场高速周视红外光学系统

说明书

本发明涉及一种连续变焦小视场高速周视红外光学系统,过理论计算分析设计一种16倍连续变焦光学系统，在小视场光学构型中的平行光路中加入扫描摆镜，扫描摆镜回摆角度以补偿成像系统运动的视场角度，保证积分时间内成像目标在像面成像位置保持不变，保证小视场高速周视成像图像清晰。本发明通过使用多个非球面，增加了光学系统设计过程中的自由度，协调校正系统的慧差、球差、像散，保证连续变焦及小视场高速周视成像质量。

技术领域

本发明属于红外光学系统，涉及一种连续变焦小视场高速周视红外光学系统，可实现22.4～366mm焦距连续变焦红外成像，小视场可应用于高速周视成像。

背景技术

面阵成像系统连续运动成像相比线列成像系统，较容易实现变速扫描时对重点区域实行重点监测、跟踪，其应用的难点在于探测器积分时间内焦平面和景物之间会产生相对运动，从而使图像变得模糊。

通过在连续变焦光学系统内部的平行光路中加入扫描摆镜，扫描摆镜回摆角度以补偿小视场高速周视成像运动的像面移动，保证积分时间内成像目标在像面成像位置保持不变，从而实现图像的清晰成像，解决了面阵成像系统运动过程成像图像变虚问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种连续变焦小视场高速周视红外光学系统，以实现16倍连续变焦凝视成像，也可应用于小视场高速周视成像，均能保持高质量成像。

技术方案

一种连续变焦小视场高速周视红外光学系统，其特征在于包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、反射镜12和扫描摆镜13；从物面到像面方向依次为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5，在第五透镜5的光轴上设有反射镜12，沿反射光路依次设有第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8，在第八透镜8的光轴上设有扫描摆镜13，沿扫描摆镜13的反射光路依次设有第九透镜9、第十透镜10和第十一透镜11；其中：Z1为透镜1与透镜2的距离间隔，Z2为透镜2与透镜3距离间隔，Z3为透镜3与透镜4距离间隔，变焦位置Z1、Z2和Z3实现22.4～366mm焦距连续变焦。

所述连续变焦选取的四个典型视场位置如下：