[发明专利]三组元中波红外30倍连续变焦光学系统

摘要

三组元中波红外30倍连续变焦光学系统，从物侧到像侧依次由正光焦度的前固定透镜组、负光焦度的变焦Ⅰ透镜组、正光焦度的补偿透镜组、正光焦度的后固定透镜组、第一反射镜、正光焦度的变焦Ⅱ透镜组、负光焦度的二次成像固定透镜组、第二反射镜和正光焦度的三次成像透镜组组成。本发明采用三组元变焦、三次成像技术，应用于制冷型640×512元15μm或320×240元30μm凝视型焦平面探测器，实现了30倍的大变倍比，焦距在25～750mm范围内连续可变，由长焦750mm变焦到短焦25mm时，变焦Ⅰ透镜组的最大行程小于71mm，光学系统F数为4恒定不变，能实现100％的冷光阑效率。

主权项

三组元中波红外30倍连续变焦光学系统，其特征在于：从物侧到像侧依次由正光焦度的前固定透镜组(110)、负光焦度的变焦Ⅰ透镜组(120)、正光焦度的补偿透镜组(130)、正光焦度的后固定透镜组(140)、第一反射镜(150)、正光焦度的变焦Ⅱ透镜组(160)、负光焦度的二次成像固定透镜组(170)、第二反射镜(180)和正光焦度的三次成像透镜组(190)组成，其中，前固定透镜组(110)为一个凸面朝向物侧的弯月形硅正透镜，三组元中波红外连续变焦光学系统的焦距F0，三组元中波红外连续变焦光学系统的一次成像焦距Fone，三组元中波红外连续变焦光学系统的二次成像焦距Ftwo与前固定透镜组的焦距F1之间，满足如下关系：0.13＜F0/F1＜4.12，0.15＜Fone/F1＜1.5，0.08＜Ftwo/F1＜2.45；变焦Ⅰ透镜组(120)由一个双凹形锗负透镜构成，用于改变所述的三组元中波红外30倍连续变焦光学系统的焦距，改变变倍倍率；补偿透镜组(130)由一个双凸形硅正透镜构成，用于补偿所述的三组元中波红外30倍连续变焦光学系统在变焦过程中的像面位置的偏移；后固定透镜组(140)由一个凸面朝向物侧的弯月形硒化锌正透镜构成，其作用是将物侧景物会聚成成像系统的一次实像；第一反射镜(150)成45度放置于后固定透镜组后，其作用是减小光路的横向尺寸，光学系统的一次实像成像在后固定透镜组和第一反射镜之间；变焦Ⅱ透镜组(160)包括具有正光焦度的第五透镜(162)和具有负光焦度的第六透镜(164)，第五透镜为双凸形硅正透镜，第六透镜为双凹形锗负透镜，其作用是改变二次成像组的倍率，同时可进行调焦与温度补偿；二次成像固定透镜组(170)由一个凸面朝向第五透镜的弯月形锗负透镜构成，其作用是将一次像面聚焦于二次像面；第二反射镜(180)成45度放置于二次成像固定透镜组后，其作用是折转光路；光学系统的二次实像成像在二次成像固定透镜组和第二反射镜之间；三次成像透镜组(190)包括具有正光焦度的第八透镜(192)、具有负光焦度的第九透镜(194)和具有负光焦度的第十透镜(196)，第八透镜为凸面朝向第二反射镜的弯月形硅正透镜，第九透镜为凸面朝向第二反射镜的弯月形锗负透镜，第十透镜为凸面朝向第二反射镜的弯月形锗负透镜；变焦Ⅰ透镜组的S3面、补偿透镜组的S5面和变焦Ⅱ透镜组的S12面采用高次非球面，三次成像透镜组中的S21面为非球面叠加衍射面。