[发明专利]大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统及像移补偿方法

摘要

本发明公开了一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统及像移补偿方法，从物面到像面依次包括：前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、扫描振镜、二次会聚组、转折反射镜、三次成像组、光学窗口、孔径光阑。最大变焦倍率可达20倍，各档焦距下畸变小于1％；扫描振镜处于锁紧状态时，光学系统可工作于凝视跟踪模式；扫描振镜处于往返回扫模式时，光学系统处于周扫搜索模式，通过扫描振镜的回扫可补偿由扫描平台转动带来的曝光时间内的物面移动，保持旋转扫描时成像清晰与稳定。系统采用正组补偿机械变焦以及中间平行光路扫描的形式，实现多档面阵扫描、大倍率连续变焦凝视跟踪。可实用于基于面阵探测器的搜索与跟踪一体的红外系统中。

主权项

1.一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统，包括前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)、扫描振镜(5)、二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)、像面(11)。其特征在于：/n来自物方的成像光束依次经过前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)后，变为平行光束，经过扫描振镜(5)转折后，在经过二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)后，在像面上成像；光学系统的变倍比Γ为：1<Γ≤20；光学系统的F数为：4.0≤F≤5.5；/n所述的变倍组(2)往物方移动，焦距变短；变倍组(2)往像方移动，焦距变长；在变倍组(2)移动过程中，补偿组(3)对应移动，补偿变焦过程中的像面移动，实现连续变焦；/n所述的补偿组(3)沿光轴方向移动，兼顾变焦像面漂移、不同工作温度下的像面漂移，以及不同物距成像像面漂移补偿功能；/n由前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)组成望远系统，来自无穷远的光线，经过前面四组之后，变为平行光出射，其出瞳位于扫描振镜(5)位置。光学系统入瞳位置位于前固定第一透镜(1-1)的前表面；所述的孔径光阑(10)与系统匹配的红外探测器中冷光阑的位置重合，口径相同；所述的转折反射镜(7)与光路夹角为45°，将光路转折90°。/n