[发明专利]一种可变焦距红外成像终端

说明书

一种可变焦距红外成像终端，包括设于杜瓦内且沿光路依次设置的视场光阑、场镜、滤光轮组件、里奥光阑、变焦距镜组和红外探测器，变焦距镜组包括沿光路依次设置的前固定透镜组、变倍透镜机构和后固定透镜组，变倍透镜机构包括调焦机构和设于调焦机构上的变倍透镜组，调焦机构用于驱动变倍透镜组沿光束的轴向前后移动。上述可变焦距红外成像终端，在里奥光阑和红外探测器之间加入变焦距镜组，可以优化像质并改变可变焦距红外成像终端的焦距。变焦距镜组中的变倍透镜组可沿光束的轴向前后移动，可实现可变焦距红外成像终端焦距的变化，即观测目标成像尺寸的变化，通过里奥光阑可以实现焦距变化过程中各焦距位置的100％冷阑匹配。

技术领域

本发明涉及光电探测与红外成像技术领域，尤其涉及一种可变焦距红外成像终端。

背景技术

随着红外探测器制造技术的提升，其探测灵敏度越来越高，为实现背景限的高灵敏度、低噪声观测，多选择将红外设备制冷，同时保证100％的冷阑匹配。现有冷光学红外成像终端多为固定焦距，或用于高分辨率成像(长焦距)，或用于高灵敏度跟踪探测(短焦距)。为了在一个系统中同时实现高分辨率和高灵敏度成像，若在杜瓦内部加入里奥光阑转轮，通过改变光路中里奥光阑的尺寸，来改变系统焦距，其存在问题是，在缩小里奥光阑增大系统焦距的同时将无法保证100％的冷阑匹配，减小了系统的有效通光孔径，降低了主镜集光能力，导致系统探测能力下降。

发明内容

为克服现有红外光学终端无法同时实现焦距变化与100％冷阑匹配的问题，有必要提供一种采用基于冷光学技术的可变焦距红外成像终端。

一种可变焦距红外成像终端，包括设于杜瓦内且沿光路依次设置的视场光阑、场镜、滤光轮组件、里奥光阑、变焦距镜组和红外探测器，所述变焦距镜组包括沿光路依次设置的前固定透镜组、变倍透镜机构和后固定透镜组，所述变倍透镜机构包括调焦机构和设于所述调焦机构上的变倍透镜组，所述调焦机构用于驱动所述变倍透镜组沿光束的轴向前后移动。

在其中一个实施例中，所述可变焦距红外成像终端适用于短波、中波、长波和甚长波波段。

在其中一个实施例中，所述红外探测器采用能在低温环境工作的红外焦平面阵列。

在其中一个实施例中，所述前固定透镜组包括沿光路依次设置的第一负透镜和第一正透镜，所述第一负透镜和所述第一正透镜的曲率均向所述视场光阑方向弯曲。

在其中一个实施例中，所述第一负透镜的材料为锗，所述第一正透镜的材料为硅。

在其中一个实施例中，所述变倍透镜组包括第二负透镜。

在其中一个实施例中，所述第二负透镜的材料为锗。

在其中一个实施例中，所述后固定透镜组包括沿光路依次设置的第二正透镜、第三正透镜和第四正透镜，其中所述第二正透镜为平凸透镜，所述第二正透镜的凸面朝向所述第三正透镜，所述第三正透镜和所述第四正透镜的曲率均弯向像面。

在其中一个实施例中，所述第二正透镜、第三正透镜和第四正透镜的材料均为硅。

在其中一个实施例中，所述可变焦距红外成像终端的焦距变倍比小于等于2。

上述可变焦距红外成像终端，将望远镜的一次像面置于低温真空杜瓦内，在一次像面处设置制冷的视场光阑，一次像面后加入场镜，将入瞳成像，入瞳像处设置制冷的里奥光阑，即冷阑。在里奥光阑和红外探测器之间加入变焦距镜组，可以优化像质并改变可变焦距红外成像终端的焦距。变焦距镜组中的变倍透镜机构通过调焦机构驱动变倍透镜组沿光束的轴向前后移动，可实现可变焦距红外成像终端焦距的变化，即观测目标成像尺寸的变化，在望远镜出瞳位置处设置里奥光阑机械结构，通过里奥光阑可以实现焦距变化过程中各焦距位置的100％冷阑匹配。

附图说明

图1为一实施方式的可变焦距红外成像终端的结构示意图；