[发明专利]一种小型化中波红外变焦光学系统

权利要求书

1.一种小型化中波红外变焦光学系统，其特征在于：所述光学系统沿着物面到像面依次由前固定组A、变倍组B、补偿组C及后固定组D构成，其中，前固定组A由材料为硅单晶的弯月正透镜A1和材料为锗单晶的平凹负透镜A2构成；变倍组B由材料为锗单晶的双凹负透镜B1构成；补偿组C由材料为硅单晶的双凸正透镜C1构成；后固定组D由材料为锗单晶的弯月负透镜D1、材料为硅单晶的双凸正透镜D2、材料为锗单晶的弯月负透镜D3、材料为硅单晶的双凸正透镜D4、材料为锗单晶的弯月负透镜D5、材料为硅单晶为弯月正透镜D6、材料为硫化锌的弯月负透镜D7和材料为硅单晶的弯月正透镜D8构成；弯月负透镜D1与双凸正透镜D2之间设有第一反射镜，弯月负透镜D5与弯月正透镜D6之间设有第二反射镜，弯月正透镜A1、平凹负透镜A2、双凹负透镜B1、双凸正透镜C1和弯月负透镜D1形成的第一光轴与双凸正透镜D2、弯月负透镜D3、双凸正透镜D4和弯月负透镜D5形成的第二光轴相互垂直，双凸正透镜D2、弯月负透镜D3、双凸正透镜D4和弯月负透镜D5形成的第二光轴与弯月正透镜D6、弯月负透镜D7、弯月正透镜D8和成像面IMA形成的第三光轴相互垂直，第一光轴与第二光轴通过第一反射镜折射形成垂直，第二光轴与第三光轴通过第三反射镜折射形成垂直，第一光轴与第三光轴位于第二光轴的同一侧，以形成U型光路；

所述光学系统的具体性能参数为：

（1）F数: 5.5；

（2）水平视场角：大视场大于30°；小视场大于2.2°；

（3）成像圆直径：不小于Ф12.3；

（4）工作光谱范围：3.7um～4.8um；

（5）该光学系统适用于640*512，15um制冷型中波红外探测器。

2.根据权利要求1所述的小型化中波红外变焦光学系统，其特征在于：所述前固定组A与变倍组B间的空气间隔为6.6mm~39.7mm；弯月正透镜A1与平凹负透镜A2的空气间隔为3.1mm；平凹负透镜A2与变倍组B间的空气间隔为6.6mm~39.7mm；变倍组B与补偿组C间的空气间隔为72.6mm~24.6mm；补偿组C与后固定组D间的空气间隔为4.7mm~19.5mm，弯月负透镜D1与双凸正透镜D2间的空气间隔为73.3mm，双凸正透镜D2与弯月负透镜D3间的空气间隔为3.7mm，弯月负透镜D3与双凸正透镜D4间的空气间隔为38.4mm，双凸正透镜D4与弯月负透镜D5间的空气间隔为0.8mm，弯月负透镜D5与弯月正透镜D6间的空气间隔为54.5mm，弯月正透镜D6与弯月负透镜D7间的空气间隔为3.4mm，弯月负透镜D7与弯月正透镜D8间的空气间隔为0.8mm。

3.根据权利要求1或2所述的小型化中波红外变焦光学系统，其特征在于：

光学元件参数如下：

非球面相关数据：

 非球面表达式为：

Z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，、、、...代表非球面系数；

在非球面数据中，E-n代表“”，例如3.2270E-007代表。

4.根据权利要求1或2所述的小型化中波红外变焦光学系统，其特征在于：所述弯月正透镜A1的凸面朝向物面、凹面朝向像面，平凹负透镜A2的平面朝向物面、凹面朝向像面，弯月负透镜D1的凹面朝向物面、凸面朝向像面，弯月负透镜D3凸面朝向物面、凹面朝向像面，弯月负透镜D5凹面朝向物面、凸面朝向像面；弯月正透镜D6的凸面朝向物面、凹面朝向像面，弯月负透镜D7的凸面朝向物面、凹面朝向像面，弯月正透镜D8的凸面朝向物面、凹面朝向像面。