[实用新型]一种中波制冷红外连续变焦光学系统

说明书

本实用新型公开了一种中波制冷红外连续变焦光学系统，从物方到像方依次包括望远系统、二维摆镜和后组透镜，其中：望远系统包括同光轴的前组望远物镜、拉虚镜，变倍镜、补偿镜、调焦镜、望远目镜；沿光轴方向，变倍镜的第一面为锗基底的非球面衍射面，补偿镜的第一面为硅基底的非球面衍射面；后组透镜包括后组透镜一、后组透镜二、折转反射镜、后组透镜三、后组透镜四；物方的成像光束依次经过望远物镜、拉虚镜、变倍镜、补偿镜、调焦镜后一次成像，再经望远目镜后平行出射到二维摆镜，经二维摆镜再反射到后组透镜一、后组透镜二后二次成像，再经折转反射镜反射后，最后经过后组透镜三、后组透镜四第三次成像。本实用新型具有透镜数量少、体积小、重量轻和分辨率高等特点，该镜头在在‑40℃～+65℃范围内具有良好的成像质量。

技术领域

本实用新型涉及红外光学系统领域，尤其涉及一种带二维摆镜的大靶面高分辨率中波制冷探测器的连续变焦中波红外光学系统。

背景技术

红外连续变焦镜头能很好的兼顾对目标的捕获、跟踪、监视与标定，可以保持图像的稳定性和连续性，目标图像不会丢失，且能够保持清晰，同时兼顾大视场搜索和小视场分辨，在各种光电载荷都有较多的应用。随着现代军事事态的不断恶化和红外光学技术及加工设计技术的不断发展，特别是探测器工艺的不断进步。使红外系统的应用在广度和深度上都有着长远的发展。大靶面1280×1024面阵探测器与常用的640×512面阵列探测器相比，像元数大幅度增加，大大提高了系统对景物的分辨本领，不仅可以看到更多的景物细节，而且画面在感官上也更加舒适。而在探测器一定的情况下，凝视型红外热像仪相较于大视场会降低系统分辨率，扫描型红外热像仪可在不损失分辨率的情况下实现对大视场内目标的搜索及跟踪。

但是现有的扫描型红外热像仪基本结构形式不太适用于大靶面1280×1024面阵探测器，其短焦到长焦过程中像质会逐渐变差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带二维摆镜的大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，具有体积小、重量轻和分辨率高等特点，全焦段具有良好的成像质量。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

提供一种带二维摆镜的大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，从物方到像方依次包括望远系统、二维摆镜和后组透镜，其中：

望远系统包括同光轴的前组望远物镜、拉虚镜，变倍镜、补偿镜、调焦镜、望远目镜；

后组透镜包括后组透镜一、后组透镜二、折转反射镜、后组透镜三、后组透镜四；其中后组透镜一与后组透镜二同光轴，后组透镜三与后组透镜四同光轴；

物方的成像光束依次经过望远物镜、拉虚镜、变倍镜、补偿镜、调焦镜后一次成像，再经望远目镜后平行出射到二维摆镜，经二维摆镜再反射到后组透镜一、后组透镜二后二次成像，再经折转反射镜反射后，最后经过后组透镜三、后组透镜四第三次成像。

接上述技术方案，前组望远物镜为一片凸面向物方的弯月形硅正透镜，拉虚镜为一片凸面向物方的弯月形锗负透镜，变倍镜为一片双凹锗负透镜，补偿镜为一片双凸硅正透镜，调焦镜为一片凸面向像方的弯月形硒化锌正透镜，望远目镜为一片凸面向像方的弯月形硅正透镜。

接上述技术方案，后组透镜一为一片凸面向像方的弯月形锗负透镜，后组透镜二为凸面朝向物方的弯月形硅正透镜，后组透镜三为凸面朝向像方的弯月形锗正透镜，后组透镜四为凸面朝向像方的弯月形硅正透镜。

接上述技术方案，二维摆镜材料为石英玻璃，折转反射镜材料为K9玻璃。

接上述技术方案，该光学系统的镜头焦距范围为60mm～360mm，F数4。

接上述技术方案，在长短焦时，二维摆镜分别以60°/s，120°/s进行方位旋转。