[发明专利]一种小型化中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统

权利要求书

1.一种小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

包括从物方至像方沿光路依次设置的透镜单元、探测器保护窗口G和滤光片H；

所述透镜单元包括沿光路依次设置的四组透镜，分别为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、具有正光焦度的中继组；

所述前固定组包括沿光路依次设置的凸面朝向物方的弯月形正透镜A，以及凸面朝向物方的弯月形负透镜B，用于汇聚光线；

所述变倍组为双凹型负透镜C，用于改变焦距、增加变倍倍率；

所述补偿组为双凸型的正透镜D，用于补偿变倍过程中所引起的像移；

所述中继组包括沿光路依次设置的凸面朝向物方的弯月形正透镜E，以及凸面朝向像方的弯月形正透镜F，用于完成光阑匹配并进行二次成像。

2.根据权利要求1所述的小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜C为移动镜片，移动曲线为线性曲线，用于实现变倍功能，总移动行程为14.5mm。

3.根据权利要求2所述的小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜D为移动镜片，移动曲线为8次抛物线，用来补偿变倍引起的像面偏移，总行程为8.25mm。

4.根据权利要求3所述的小型化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、透镜C的入射面S5、透镜D的入射面S7以及透镜F的入射面S11均为非球面，透镜E的入射面S9为衍射非球面；

所述透镜A的入射面S1和出射面S2、透镜B的入射面S3、透镜C的出射面S6、透镜D的出射面S8、透镜E的出射面S10，以及透镜F的出射面S12均为球面。

5.根据权利要求4所述的小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所有非球面均为偶次非球面，对应的表达式如下：

其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r位置时，距非球面定焦的距离矢高，c表示表面的顶点曲率，c＝1/R，R为曲率半径，k为圆锥系数，k＝0，α₂、α₃、α₄、α₅、α₆为高次非球面系数。

6.根据权利要求5所述的小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述衍射非球面，衍射对应的表达式如下：

Φ＝A₁ρ²+A₂ρ⁴

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

7.根据权利要求6所述的小型化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上镀有硬碳膜，S2～S12表面均镀有增透膜。

8.根据权利要求7所述的小型化中波红外制冷连续变焦镜头，其特征在于：

所述透镜A的材质为硅，透镜B的材质为硫化锌，透镜C的材质为锗，透镜D的材质为硅，透镜E的材质为锗，透镜F的材质为硅。

9.一种小型化中波红外制冷光学系统，其特征在于：包括权利要求1至8任一所述小型化中波红外制冷连续变焦镜头，以及位于其成像位置的凝视型焦平面中波制冷探测器。