一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统技术方案

一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统，采用正组机械补偿、二次成像、连续变焦设计，减小了光学系统直径；经光学及镜头设计，在满足系统成像质量的前提下，得到仅采用9片镜头的组合，具有较高的透过率，提高了系统灵敏度，同时有效控制了光学系统总长度；增加视场光阑结构，降低了杂散光对系统成像的影响，提高了系统信噪比；采用冷光阑，且实现效率100％，减少了光束能量损失，同时抑制了系统噪声，具有较高的系统灵敏度、信噪比；该红外光学系统具有成像质量高，总长小，变倍、补偿结构简单，变倍比、信噪比、灵敏度高的优点，满足了对光学系统体积、重量、成像质量有严苛要求的机载光电吊舱系统的需求，处于国内同类产品的领先水平。

A miniaturized and large magnification medium wave cooled infrared continuous zoom optical system

A miniaturized and large zoom ratio medium wave cooled infrared continuous zoom optical system, which adopts positive group mechanical compensation, secondary imaging and continuous zoom design, reduces the diameter of the optical system; through optical and lens design, on the premise of meeting the imaging quality of the system, only nine lens combinations are obtained, which has high transmittance, improves the system sensitivity, and effectively controls the light Learn the total length of the system; increase the aperture structure of the field of view, reduce the impact of stray light on the system imaging, and improve the signal-to-noise ratio of the system; use the cold diaphragm, and achieve the efficiency of 100%, reduce the energy loss of the beam, and suppress the system noise, with high system sensitivity and signal-to-noise ratio; the infrared optical system has high imaging quality, small total length, zoom, and simple compensation structure The advantages of single, zoom ratio, signal-to-noise ratio and high sensitivity meet the requirements of airborne optoelectronic pod system with strict requirements for optical system volume, weight and imaging quality, which is in the leading level of similar products in China.

【技术实现步骤摘要】
一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统
本专利技术涉及机载光电设备的中波红外光学系统领域，具体涉及一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统。
技术介绍
机载光电吊舱系统要求红外热像仪既能够实现大视场的目标搜索，又能够实现远距离目标的小视场跟踪、识别，因此红外热像仪的光学系统需要设计为变焦光学系统来实现这一功能；连续变焦红外光学系统在变焦过程中目标图像能够始终保持清晰，能够实现变焦范围内任意视场的变换；应用在机载光电吊舱时，系统在连续变焦过程中保证不会丢失跟踪目标，而且能够根据场景和目标特征选择合适的工作视场，从而提高人机功效；尤其是当前机载光电吊舱系统向着高集成度发展，装载光电传感器有增多趋势；国外现役的MTS-B和MX-25D可同时装载红热像仪和CCD传感器外，还可装载有低照度、日光和短波红外详查传感器(DaylightSpotterSWIRSpotter)、激光测距仪、激光照射器、激光照明器、激光指示器(LaserPointer)、激光标识器(LaserMarker)、激光光斑跟踪器等，实现宽频谱、多波段目标探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：系统采用正机械组补偿、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(10)；所述前固定组包括第一弯月形负透镜(1)、第一弯月形正透镜(2)；所述变倍组包括双凹负透镜(3)；所述补偿组包括第二弯月形正透镜(4)、第三弯月形正透镜(5)；所述后固定组包括第四弯月形正透镜(6)、第二弯月形负透镜(7)、双凸正透镜(8)、第五弯月形正透镜(9)；所述前固定组、变倍组、补偿组、后固定组共计9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(10)从左至右依序排列，共光轴设置；在变焦过程中，变倍组、补...

【技术特征摘要】
1.一种小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：系统采用正机械组补偿、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(10)；所述前固定组包括第一弯月形负透镜(1)、第一弯月形正透镜(2)；所述变倍组包括双凹负透镜(3)；所述补偿组包括第二弯月形正透镜(4)、第三弯月形正透镜(5)；所述后固定组包括第四弯月形正透镜(6)、第二弯月形负透镜(7)、双凸正透镜(8)、第五弯月形正透镜(9)；所述前固定组、变倍组、补偿组、后固定组共计9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(10)从左至右依序排列，共光轴设置；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(10)保持原位，补偿组二弯月形正透镜(4)、第三弯月形正透镜(5)的距离保持恒定。


2.根据权利要求1所述小型化大变倍比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所述小型化大变倍比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：
-17.5f≤f1≤-17.3f，3.1f≤f2≤3.4f，13.-0.72f≤f3≤-0.67f，2.0f≤f4≤2.2f，3.85f≤f5≤4.0f，0.9f≤f6≤1.0f，-0.5f≤f7≤-0.4f，-1.0f≤f8≤1.2f，1.05f≤f9≤1.2f；
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为双凹负透镜(3)有效焦距，
f4为第二弯月形正透镜(4)有效焦距，
f5为第三弯月形正透镜(5)有效焦距，
f6为第四弯月形正透镜(6)有效焦距，
f7为第二弯月形负透镜(7)有效焦距，
f8为双凸正透镜(8)有效焦距，
F9第五弯月形正透镜(9)有效焦距。


4.根据权利要求1所述小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述第一弯月形负透镜(1)、双凹负透镜(3)、第二弯月形负透镜(7)入光侧表面均采用偶次非球面面型。


5.根据权利要求4所述小型化大变倍比中波制冷红外连续变焦光学系统，其特征是：所述第一弯月形负透镜(1)入光侧的面型方程为：



其中：c1为第一弯月形负透镜(1)朝向物方一侧表面的曲率，r1为第一弯月形负透镜(1)朝向物方一侧表面垂直光轴方向的径向坐标，k1为第一弯月形负透镜(1)朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海清，李同海，赵新亮，崔莉，田海霞，曾宪宇，王朋，
申请(专利权)人：凯迈洛阳测控有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41