[发明专利]5倍长波双视场两档变焦红外光学系统

说明书

本发明公开了一种5倍长波双视场两档变焦红外光学系统，包括从物方到像方依次设置的前固定组、第一变倍组、第二变倍组及后固定组；所述前固定组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为偶次非球面；所述第一变倍组为一片双凹面的锗单晶负透镜；所述第二变倍组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为偶次非球面，孔径光阑位于第二变倍组朝向像方的表面，变焦过程中保持恒定；所述后固定组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜。本发明是一种光学总长短，体积小，便于携带，装调简单，成本低，像质高的简易机载长波双视场两档变焦红外光学系统。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及红外探测，具体涉及一种5倍长波双视场两档变焦红外光学系统。

背景技术

随着科学技术的发展，红外光学系统广泛应用于军事领域中。常用的红外系统有连续变焦光学系统和两档变焦光学系统。其中，两档变焦光学系统具有结构简单、透射率高、体积小等优点，即能够实现长焦距高分辨率成像，又能够实现宽视场搜索成像，因此广泛应用于光电侦查设备中。目前，在国内的基于机载的长波双视场两档变焦红外光学系统普遍有以下劣势如：镜片数量多、镜片材料普遍使用比较昂贵的硫系玻璃、镜片面型使用3面以上的偶次非球面和1面衍射球面，这两种面型镜片价格昂贵尤其是衍射球面、镜片加工复杂和光学系统装调复杂，因此研发一款镜片少、低成本、装调简单的长波双视场两档变焦红外光学系统是未来的发展方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种5倍长波双视场两档变焦红外光学系统，以克服现有技术存在的缺陷，本发明是一种光学总长短，体积小，便于携带，装调简单，成本低，像质高的简易机载长波双视场两档变焦红外光学系统。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

5倍长波双视场两档变焦红外光学系统，包括从物方到像方依次设置的前固定组、第一变倍组、第二变倍组及后固定组；

所述前固定组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为偶次非球面；所述第一变倍组为一片双凹面的锗单晶负透镜；所述第二变倍组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为偶次非球面，孔径光阑位于第二变倍组朝向像方的表面，变焦过程中保持恒定；所述后固定组为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜。

进一步地，所述第一变倍组的位移行程为40.515mm。

进一步地，所述第二变倍组的位移行程为16.546mm。

进一步地，前固定组朝向物方的表面镀有类金刚碳膜，前固定组朝向像方的表面以及第一变倍组、第二变倍组和后固定组的两个表面均镀有增透膜。

进一步地，增透膜的工作波长为8～12um。

进一步地，后固定组朝向像方的一侧设置有长波非制冷探测器。

进一步地，所述长波非制冷探测器分辨率为640*512，像元大小为17um。

进一步地，所述5倍长波双视场两档变焦红外光学系统的工作波长为8～12um，焦距为15～75mm，光学F数为1.2，光学总长为140mm，最大口径为83mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的光学系统具有5倍变倍比，光学总长140mm，结构紧凑，变倍比大，镜片数量少(4片锗材料)，其中只有2面是非球面，没有使用价格昂贵的硫系玻璃等，镜片加工成不低，。变倍组两片镜片，这样对装调和结构设计带来很大的方便性，该系统成像质量高，同时保证变焦过程中光轴的稳定性，易于装配各种飞机光电吊舱。

附图说明

图1为本发明在15mm短焦距时光学系统示意图；

图2为本发明在15mm短焦距时点列图；