[发明专利]一种负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统

权利要求书

1.一种负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：系统采用机械负组补偿、二次成像、连续变焦设计；包括前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、红外探测器(13)；所述前固定组包括依序设置的第一弯月形负透镜(1)、第一弯月形正透镜(2)；所述变倍组包括依序设置的第二弯月形正透镜(3)、双凹负透镜(4)；所述补偿组包括依序设置的第二弯月形负透镜(5)；所述后固定组包括第三弯月形正透镜(6)、第三弯月形负透镜(7)、第四弯月形负透镜(8)、第四弯月形正透镜(10)、第五弯月形正透镜(12)；所述前固定组、变倍组、补偿组、后固定组共计有10片光学镜头；所述前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、红外探测器(13)以从左至右依序排列，共光轴设置；所述红外探测器(13)为大靶面中波制冷探测器，红外探测器(13)设置在第二像平面；在变焦过程中，变倍组、补偿组沿光轴移动，前固定组、后固定组、红外探测器(13)保持原位，变倍组第二弯月形正透镜(3)、双凹负透镜(4)之间的距离保持恒定；系统设置有视场光阑、孔径光阑；所述视场光阑设置在光学视场光阑像平面处；所述孔径光阑为冷光阑，孔径光阑设置在固定组的第五弯月形正透镜(12)与红外探测器(13)之间。

2.根据权利要求1所述负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：在变焦过程中，所述变倍组、补偿组按照不同的运动规律沿光轴移动，两者运动规律通过两个凸轮控制实现；所述两个凸轮的包络线分别为变倍组、补偿组的运动规律曲线。

3.根据权利要求1所述负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述后固定组中设置有第一平面反射镜(9)、第二平面反射镜(11)；所述第一平面反射镜(9)设置在第四弯月形负透镜(8)和第四弯月形正透镜(10)之间；所述第二平面反射镜(11)设置在第四弯月形正透镜(10)和第五弯月形正透镜(12)之间；所述第一平面反射镜(9)、第二平面反射镜(11)的法线与光轴设置有45°夹角。

4.根据权利要求1所述负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述以上各透镜焦距需满足以下条件：

f1＝-6.45f，f2＝3.15f，f3≤13.05f，f4＝-0.85f，f5＝-2.05f，f6＝1.15f，f7＝-12.15f，f8＝-7.5f，f10＝3.25f，f12≤0.75f；

其中：f为光学系统短焦时的焦距，

f1为第一弯月形负透镜(1)有效焦距，

f2为第一弯月形正透镜(2)有效焦距，

f3为第二弯月形正透镜(3)有效焦距，

f4为双凹负透镜(4)有效焦距，

f5为第二弯月形负透镜(5)有效焦距，

f6为第三弯月形正透镜(6)有效焦距，

f7为第三弯月形负透镜(7)有效焦距，

f8为第四弯月形负透镜(8)有效焦距，

f10为第四弯月形正透镜(10)有效焦距，

f12为第五弯月形正透镜(12)有效焦距。

5.根据权利要求1所述负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述第二弯月形正透镜(3)、第三弯月形正透镜(6)、第四弯月形负透镜(8)、第四弯月形正透镜(10)入光侧表面均采用偶次非球面面型。

6.根据权利要求5所述负补偿式大靶面中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述第二弯月形正透镜(3)入光侧的面型方程为：

其中：c₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面的曲率，r₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面垂直光轴方向的径向坐标，k₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面的二次曲线常数，A₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面的四阶非球面系数、B₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面的六阶非球面系数、C₁为第二弯月形正透镜朝向物方一侧表面的八阶非球面系数。