[发明专利]一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统

说明书

本发明涉及变焦光学系统，针对现有机械补偿连续变焦光学系统需要使用复杂的精密凸轮机械结构且控制过程复杂，导致变焦过程中成像质量不易保证等问题，提供一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统，其包括前固定组、变焦组、中固定组和后固定组，前固定组由第一透镜构成，中固定组由两个透镜组成，从左至右依次为第三透镜和第四透镜，后固定组由两个透镜组成，从左至右依次为第六透镜和第七透镜，变焦组由第二透镜和第五透镜组成，第二透镜位于第一透镜和第三透镜之间；第五透镜位于第四透镜和第六透镜之间；变焦组的第二透镜和第五透镜之间的距离恒定，第二透镜和第五透镜可沿光轴做同方向、同速度移动。

技术领域

本发明涉及一种变焦光学系统，具体涉及一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统。

背景技术

红外变焦光学系统是一类功能很明显的被动探测光学系统，此类系统能够探测、定位并连续跟踪在红外背景辐射和其他干扰下发射红外线的物体和目标。因此在目标搜寻、预警探测、森林防火等领域具有广阔的应用前景。

目前连续变焦光学系统多为通过改变间隔实现变焦，按补偿方式的不同分为光学补偿与机械补偿。机械补偿连续变焦光学系统需要通过精密凸轮来实现变倍组与补偿组的运动曲线，易于实现大倍率变焦；但机械补偿连续变焦光学系统采用精密凸轮的机械结构复杂，其控制过程也较为复杂。由于凸轮的加工精度较高，不仅造价高；而且凸轮的实际加工精度难以保证，导致变焦过程中成像质量也不易保证。

发明内容

本发明针对现有机械补偿连续变焦光学系统需要使用复杂的精密凸轮机械结构且控制过程复杂，导致变焦过程中成像质量不易保证等问题，提供一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统。

本发明的技术方案是：一种光学补偿制冷型中波红外连续变焦光学系统，其特殊之处在于：包括沿光轴方向从左向右依次同轴设置的前固定组、变焦组、中固定组和后固定组，前固定组的左侧为物面，后固定组的右侧为像面；前固定组由第一透镜构成，第一透镜是一个正光焦度弯向像面的弯月透镜；中固定组由两个透镜组成，从左至右依次为第三透镜和第四透镜，第三透镜是一个正光焦度弯向像面的弯月透镜，第四透镜是一个负光焦度双凹透镜；后固定组由两个透镜组成，从左至右依次为第六透镜和第七透镜，第六透镜是一个负光焦度弯向像面的弯月透镜，第七透镜是一个正光焦度弯向物面的弯月透镜；变焦组由第二透镜和第五透镜组成，第二透镜位于第一透镜和第三透镜之间；第五透镜位于第四透镜和第六透镜之间；第二透镜是一个负光焦度弯向像面的弯月透镜，第五透镜是一个正光焦度双凸透镜；变焦组的第二透镜和第五透镜之间的距离恒定，第二透镜和第五透镜可沿光轴做同方向、同速度移动。

进一步地，沿光轴自左至右，前固定组第一透镜的后表面到变焦组第二透镜的前表面之间的距离为20mm～47.4mm；变焦组第二透镜的后表面到中固定组第三透镜的前表面之间的距离为3mm～30.4mm；中固定组第四透镜的后表面到变焦组第五透镜的前表面之间的距离为16mm～43.4mm；变焦组第五透镜的后表面到后固定组第六透镜的前表面之间的距离为27.02mm～54.4mm。

进一步地，上述第二透镜、第六透镜均为锗透镜，第一透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第七透镜均为硅透镜。

进一步地，上述第一透镜的厚度为16.53mm；其前表面为球面，曲率半径为119.29mm；后表面为球面，曲率半径为116.84mm。

进一步地，上述第二透镜的厚度为22.45mm；其前表面为球面，曲率半径为322.86mm；后表面为非球面，曲率半径为199.76mm，非球面系数为A＝1.7×10^-8，B＝1×10^-12，C＝4.43×10^-17。

进一步地，上述第三透镜的厚度为14.02mm；其前表面为球面，曲率半径为172.83mm；后表面为球面，曲率半径为378.89mm。