[发明专利]大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统

说明书

本发明涉及一种光学镜头，具体涉及一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统。本发明的目的是解决现有技术中缺乏能够同时满足大靶面、F数足够小，且采用中波制冷型探测器的连续变焦微扫描镜头的技术问题，提供一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统。采用二次成像连续变焦系统，减小了前固定组的直径，在满足成像质量的前提下，系统整体采用7片透镜，满足4倍变倍比，体积小、重量轻、结构简单，实现系统透过率和探测灵敏度的提高和冷光阑的100％匹配，减小光束能量损失，提高了系统灵敏度。通过两个反射镜折返改变系统光轴方向，有效减小系统长度和体积，通过微扫描镜，改变光路方向同时提高系统空间分辨率。

技术领域

本发明涉及一种光学镜头，具体涉及一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统。

背景技术

近年来，红外热成像系统因可全天候工作，受环境影响小的特性，在多个领域得到了广泛的应用，同时相关技术得到了快速的发展。采用连续变焦镜头可实现大视场搜索、小视场跟踪，连续变焦过程成像效果良好，变焦过程不会丢失目标，达到一般定焦镜头和双视场镜头无法满足的需求及效果。

在转台上使用红外热像仪时，普遍要求具有较远的探测距离和较高的探测灵敏度，在应用中通常会提出更高分辨率、更远作用距离要求，对系统的成像分辨力提出了更高要求，一般提高成像系统分辨力可通过提高探测器的分辨力和光学系统衍射极限来达到，但探测器的分辨力受探测器制备工艺限制，较难有大的突破，而光学系统衍射极限的增加则需要更长焦距、更大通光口径，在此情况下提出了微扫描技术，以提高光学系统空间分辨率。

随着红外探测器向多波段、大靶面、高灵敏度的发展，转台配备的红外系统逐渐向大面阵、高分辨率方向发展，但目前还没有能够同时满足大靶面、F数足够小，且采用中波制冷型探测器的连续变焦微扫描镜头。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中缺乏能够同时满足大靶面、F数足够小，且采用中波制冷型探测器的连续变焦微扫描镜头的技术问题，提供一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头及光学系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明通过一种大靶面小F数的中波红外制冷连续变焦镜头，其特殊之处在于：包括驱动装置，以及从物方至像方依次设置的具有正光焦度的前固定组、具有负光焦度的变倍组、具有正光焦度的补偿组、负透镜D、第一反射镜、第二反射镜、正透镜E、微扫描镜组、具有正光焦度的二次成像组；

所述透镜D和透镜E组合作为具有正光焦度的中继组；所述微扫描镜组用于提高系统空间分辨率；所述驱动装置用于驱动微扫描镜组，使微扫描镜组实现在水平和俯仰两个正交方向的微扫描。

进一步地，所述前固定组为一片凸面朝向物方的弯月形正透镜A，用于光线的汇聚；

所述变倍组为一片双凹型的负透镜B，用于改变焦距、增加变倍倍率；

所述补偿组为一片双凸型的正透镜C，用于补偿变倍过程中所引起的像移；

所述负透镜D为一片凹面朝向物方的弯月形负透镜，所述正透镜E为一片凸面朝向像方的正透镜，用于完成第一次成像；

所述二次成像组包括一片凸面朝向物方的正透镜F，以及一片凸面朝向物方的正透镜G，用于完成光学系统的光阑匹配、进行二次成像并校正残余像差。

进一步地，所述负透镜D、正透镜E之间设置有第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜用于将透镜D出射的光路折转180°，缩短光学系统长度；

所述微扫描镜组将透镜E出射的光路折转90°。

进一步地，所述透镜B的出射面S4为衍射面非球面；

所述透镜C的出射面S6、透镜D的入射面S7，以及透镜F的入射面S14，均为非球面；