[发明专利]一种中波红外连续变焦光学系统

说明书

本发明公开了一种中波红外连续变焦光学系统，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组用于实现第一次成像，对应的像面位置处于第三透镜组和第四透镜组之间，第四透镜组用于将第一次所成像再次成像；第一透镜组和第四透镜组相对位置固定，第二透镜组、第三透镜组分别可沿轴向移动，实现改变光学系统的焦距，第三透镜组用于在变焦过程中保持第一次成像对应的像面位置不变，由短焦到长焦变化过程中第二透镜组向像侧移动且第三透镜组向物侧移动，由长焦到短焦变化过程中第二透镜组向物侧移动且第三透镜组向像侧移动。本发明的中波红外连续变焦光学系统能够实现大变倍比的连续变焦且保持像面清晰。

技术领域

本发明涉及光学系统技术领域，特别是涉及一种中波红外连续变焦光学系统。

背景技术

目前，红外成像技术在国防领域及民用领域有了长足的发展。其中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时域的连续观测，逐渐成为了航空探测载荷中必不可少的载荷之一。

在航空探测载荷中，可连续变焦的更大变倍比中波红外成像系统成为了这个领域主要的发展方向。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，并保持不变的靶面尺寸以及保持像面的清晰，同时实现大视场角下的目标探测及小视场角条件下的目标识别及跟踪。然而目前，大变倍比中波红外变焦系统多见两档或者三档变焦，虽然结构简单易于实现，但在切换过程中容易致目标模糊或者丢失,部分中波红外连续变焦系统，可实现连续变焦，但变倍比小。

发明内容

本发明的目的是提供一种中波红外连续变焦光学系统，能够实现连续变焦且保持像面清晰。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大变倍比连续变焦光学系统，包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组用于实现第一次成像，对应的像面位置处于所述第三透镜组和所述第四透镜组之间，所述第四透镜组用于将第一次所成像再次成像；

所述第一透镜组和所述第四透镜组相对位置固定，所述第二透镜组、所述第三透镜组分别可沿轴向移动，实现改变所述光学系统的焦距，所述第三透镜组用于在变焦过程中保持第一次成像对应的像面位置不变，由短焦到长焦变化过程中所述第二透镜组向像侧移动且所述第三透镜组向物侧移动，由长焦到短焦变化过程中所述第二透镜组向物侧移动且所述第三透镜组向像侧移动。

优选的，所述第二透镜组和所述第一透镜组之间间隔的变化范围为19.2～164.1mm，所述第三透镜组和所述第二透镜组之间间隔的变化范围为16.9～215.5mm，所述第三透镜组和所述第四透镜组之间间隔的变化范围为54.1～108.6mm。

优选的，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组的光焦度依次为正、负、正、正。

优选的，所述第一透镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜，所述第二透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜。

优选的，所述第二透镜组包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜为凸面朝向像侧的弯月形透镜，所述第四透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜。

优选的，所述第三透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第五透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜，所述第六透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜，所述第七透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜，所述第八透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜。