[发明专利]补偿组往复运动的中波红外连续变焦系统

说明书

补偿组往复运动的中波红外连续变焦系统涉及红外成像技术领域，解决了系统尺寸较大、长短焦切换时间长的问题，包括从物面到二次像面依次设置的前固定组、变倍组、补偿组和后固定组，所述前固定组光焦度为正，变倍组光焦度为负，补偿组光焦度为正，后固定组光焦度为正，所述中波红外连续变焦系统通过变倍组在前固定组和补偿组之间轴向单向运动、以及补偿组在变倍组和后固定组之间轴向往复运动实现焦距变化。本发明基于四组元基础变焦模式，变倍组单向移动、补偿组往复运动的移动模式，实现了系统小型化设计并缩短了系统长短焦切换时间，具有镜片少、光学总长短、结构紧凑的优点。在机械设计上也可以减轻重量，这在航空载荷中有很重要的意义。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，具体涉及补偿组往复运动的中波红外连续变焦系统。

背景技术

目前，红外成像技术在航空载荷应用及民用领域中有了长足的发展。中波制冷型探测器由于其灵敏度高，在目标搜索，导弹预警，探测，跟踪等军事领域及民用领域有着广阔的应用前景，同时中波制冷型光学系统可实现全天域的连续观测，成为了航空载荷中必不可少的载荷之一。尤其是可连续变焦的中波红外系统，更是这个领域中主要的发展方向。作为中波红外连续变焦系统，除了探测器，最主要的核心组件便是红外连续变焦镜头。镜头通过移动不同的透镜组，实现焦距和视场角的变化，并保持不变的靶面的尺寸和像面的清晰，同时实现大视场角下的目标探测及小视场条件小的目标识别及跟踪。

目前国内对于中波红外连续变焦系统的研究及设计，大多采用四组元模式，分别为前固定组，变倍组，补偿组及后固定组。系统通过变倍组和补偿组沿轴向的运动，可实现系统焦距的变化，进而实现系统视场角的变化。基于四组元模式的红外变焦系统，通过对国内大量中波红外连续变焦系统专利的分析，变倍组和补偿组的移动模式主要分为以下两种：

第一种，红外变焦系统由短焦到长焦的变化过程中，变倍组逐渐远离前固定组，补偿组逐渐远离后固定组，变倍组和补偿组的移动方向相反，长焦时，变倍组和补偿组距离最近，短焦时，变倍组和补偿组距离最远。发明专利CN201410686250.5所发表的一种连续变焦光学系统就是这种变焦模式；发明专利CN201210089967.2所发表的一种中波红外30倍连续变焦系统也属于第一种变焦方式。发明专利CN201410478270.3所发表的一种制冷式双波段共光路连续变焦系统同样属于第一种变焦方式

第二种，红外变焦系统由短焦到长焦的变化过程中，变倍组逐渐远离前固定组，补偿组逐渐靠近后固定组，变倍组和补偿组的移动方向一致，但移动速度不同。变倍组离前固定组最远时为长焦，变倍组离前固定组最近时为短焦。发明专利CN201110193499.9所发表的一种中波红外连续变焦系统就是这种变焦方式。

目前大多数四组元变焦系统，无论红外还是可见的连续变焦系统都基于以上两种变焦方式。

目前主要的两种变焦方式为基于四组元的变焦模式，分别为前固定组，变倍组，补偿组及后固定组。上述主要的两类变焦方式机械设计简单，变焦模式清晰，但这样的变焦方式都存在变倍行程和补偿行程相对较长，导致系统尺寸较大，系统小型化设计难度大，长短焦切换时间长等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供补偿组往复运动的中波红外连续变焦系统。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

补偿组往复运动的中波红外连续变焦系统，包括从物面到二次像面依次设置的前固定组、变倍组、补偿组和后固定组，所述前固定组光焦度为正，变倍组光焦度为负，补偿组光焦度为正，后固定组光焦度为正，所述中波红外连续变焦系统通过变倍组在前固定组和补偿组之间轴向单向运动、以及补偿组在变倍组和后固定组之间轴向往复运动实现焦距变化。