[发明专利]大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统

权利要求书

1.一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

包括驱动装置，以及从物方至像方依次设置的具有正光焦度的前固定组、具有负光焦度的变倍组、具有正光焦度的补偿组、负透镜D、第一反射镜(1)、第二反射镜(2)、正透镜E、微扫描镜组(3)、具有正光焦度的二次成像组；

所述透镜D和透镜E组合作为具有正光焦度的中继组；所述微扫描镜组(3)用于提高系统空间分辨率；所述驱动装置用于驱动微扫描镜组(3)，使微扫描镜组(3)实现在水平和俯仰两个正交方向的微扫描；

所述前固定组为一片凸面朝向物方的弯月形正透镜A，用于光线的汇聚；

所述变倍组为一片双凹型的负透镜B，用于改变焦距、增加变倍倍率；

所述补偿组为一片双凸型的正透镜C，用于补偿变倍过程中所引起的像移；

所述负透镜D为一片凹面朝向物方的弯月形负透镜，所述正透镜E为一片凸面朝向像方的正透镜，用于完成第一次成像；

所述二次成像组包括一片凸面朝向物方的正透镜F，以及一片凸面朝向物方的正透镜G，用于完成光学系统的光阑匹配、进行二次成像并校正残余像差。

2.根据权利要求1所述的大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述负透镜D、正透镜E之间设置有第一反射镜(1)和第二反射镜(2)，第一反射镜(1)和第二反射镜(2)用于将透镜D出射的光路折转180°，缩短光学系统长度；

所述微扫描镜组(3)将透镜E出射的光路折转90°。

3.根据权利要求2所述的大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜B的出射面S4为衍射面非球面；

所述透镜C的出射面S6、透镜D的入射面S7，以及透镜F的入射面S14，均为非球面；

所述透镜A的入射面S1与出射面S2、透镜B的入射面S3、透镜C的入射面S5、透镜D的出射面S8、透镜E的入射面S11与出射面S12、透镜F的出射面S15均为非球面、以及透镜G的入射面S16与出射面S17，均为球面。

4.根据权利要求3所述的大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜B为移动镜片，移动曲线为线性曲线，用于完成系统变倍功能，总移动行程为47.5mm；

所述透镜C为移动镜片，移动曲线为8次抛物线，用于补偿变倍引起的像面偏移，总移动行程为53.8mm。

5.根据权利要求4所述的大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜A的入射面S1表面镀有DLC膜；

所述第一反射镜(1)的入射面S9、第二反射镜(2)入射面S10、微扫描镜组(3)的入射面S13，均镀有反射膜；

所述透镜A的出射面S2、所述透镜B的入射面S3与出射面S4、所述透镜C的入射面S5与出射面S6、所述透镜D的入射面S7与出射面S8、所述透镜E的入射面S11与出射面S12、透镜F的入射面S14与出射面S15，以及透镜G的入射面S16与出射面S17，均镀有增透膜。

6.根据权利要求5所述的大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述非球面均为偶次非球面，其表达式如下：

其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距离非球面顶点的矢高；c为非球面的顶点曲率，为非球面顶点半径r₀的倒数，即c＝1/r₀；k为圆锥系数，k＝0；α₂、α₃、α₄、α₅、α₆为高次非球面系数；

所述衍射面的表达式如下：

Φ＝A₁ρ²+A₂ρ⁴

其中，Φ为衍射面的位相；ρ＝r/r_n，r为非球面沿光轴方向的高度，r_n为衍射面的规划半径；A₁、A₂为衍射面的相位系数。