[发明专利]用于红外中波探测器的小型光学系统

权利要求书

1.一种用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，包括：沿同一光轴从物点到像点依次排列的第一透镜到第四透镜，第一、三、四透镜为具有正光焦度且凸面弯向物方的弯月型透镜，第二透镜为具有负光焦度的双凹透镜、且基于物像交换原则位于使物点和像点共轭的两个位置之一，所述两个位置分别对应光学系统的大视场工作状态和小视场工作状态；

物点在第一透镜和第三透镜之间的中间成像面处第一次成像，第一次成的像通过第四透镜再次成像到红外中波探测器的光敏面上；

设所述光学系统在小视场工作状态下的焦距为fn，第一透镜的直径为D1，第一透镜的焦距为f1，第四透镜的放大率为m4，则0.2≤f1/fn≤0.3，0.7≤f1/D1≤1.2，-3≤m4≤-1.5。

2.根据权利要求1所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，所述光学系统中每个透镜的材料为锗、硅、硒化锌或者锗硫系玻璃，所述第一透镜到第四透镜这四个透镜中至少包括上述四种材料中的两种材料的透镜。

3.根据权利要求1所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，第一透镜的两个表面均为球面，第二透镜的两个表面至少一个符合非球面方程，第三透镜和第四透镜中每个透镜的两个表面至少一个符合衍射面方程。

4.根据权利要求3所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，所述非球面方程中至少包含两项非球面系数；

所述衍射面方程的衍射面系数中至少有一项不为0、且所述衍射面方程相位数的绝对值大于等于4。

5.根据权利要求3所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，所述非球面方程为奇次非球面方程或者偶次非球面方程，所述衍射面方程为以奇次非球面方程或者偶次非球面方程为基底的衍射面方程。

6.根据权利要求1所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，在所述中间成像面处还设有一个通光孔直径为d/|m4|～(d/|m4|+1)毫米的光阑，d为覆盖红外中波探测器光敏面面积的最小外接圆直径。

7.根据权利要求1中任一项所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，所述红外中波探测器的冷光阑成像于第一透镜上、且所述光学系统在小视场工作状态下的有效通光口径D与第一透镜的直径D1的比值等于1，其中，D＝fn/F#，F#为红外中波探测器的F数。

8.根据权利要求1所述的用于红外中波探测器的小型光学系统，其特征在于，所述冷光阑的效率为100％。