【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学镜头及中波制冷，具体涉及一种高变倍比中波制冷连续变焦光学系统。
技术介绍
1、随着现代光学技术的快速发展，在国防和社会生活等方面广泛使用的红外成像系统越来越多的采用连续变焦系统，其大视场用于大范围内的目标搜索提高了捕获概率，并能在发现目标时快速调整到小视场对目标进行识别、跟踪。该系统在视场转换过程中能够保持图像的连续性，克服了两档或多档镜头切换过程中出现的短时目标模糊缺陷，对搜索和跟踪高速运动目标非常有利。
2、制冷型变焦系统在工作时可以降低自身的温度，抗干扰能力强，对目标进行远距离识别、跟踪更有优势。现有技术公开的中波制冷变焦系统普遍存在变倍比较小、结构复杂、焦距短、对远距离目标的探测能力较弱等不足，因此开发一种高变倍比中波制冷连续变焦光学系统显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有产品存在的上述种种问题，提供一种高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，该光学系统包括依次共轴排列的前固定组(1)、变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)、视场光阑(5)、二次成像组(6)、中波制冷探测器(7)，其焦距范围为15mm～600mm，变倍比为40倍，光学系统总长235mm，适用环境温度-55℃～+70℃。
2、进一步的，所述前固定组(1)具体为正光焦度的弯月透镜，并且其凸面朝向物方。前固定组(1)的主要作用是将目标景物的红外辐射光线汇聚在变倍组(2)的焦点处。
3、进一步的，所述变倍组(2)具体为负光焦度的弯月
4、进一步的，所述第一补偿组(3)具体为正光焦度的双凸透镜。第一补偿组(3)的主要作用是对变倍组(2)的变倍像差进行补偿。
5、进一步的，所述第二补偿组(4)包括两个不同正光焦度的弯月透镜，这两个弯月透镜间隔一定距离共轴排列并且凹面均朝向像方。第二补偿组(4)的主要作用是对变倍组(2)和第一补偿组(3)的剩余像差进行二次补偿。
6、进一步的，所述变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)三组联动实现连续变焦，并且变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)的轴向移动尺寸(即沿光轴移动的最大行程量)大小关系为：变倍组(2)＞2倍的第一补偿组(3)，第一补偿组(3)＞22倍的第二补偿组(4)，三者具体值分别为82.653mm、38.251mm、1.699mm。
7、进一步的，所述二次成像组(6)包括三个不同正光焦度的弯月透镜，这三个弯月透镜间隔一定距离并且凹面均朝向物方。二次成像组(6)的主要作用是对变倍组(2)、第一补偿组(3)和第二补偿组(4)的剩余像差进行补偿。
8、进一步的，所述第二补偿组(4)、二次成像组(6)对称设置在视场光阑(5)两侧。对称的光学结构形式应用于中波制冷连续变焦光学系统便于校正垂轴色差。
9、进一步的，变倍组(2)的焦距为-30mm＜f＜-20mm，第二补偿组(4)的焦距为40mm＜f＜50mm，二次成像组(6)的放大倍率为3＜β＜4。
10、进一步的，所述中波制冷探测器(7)包括依次共轴排列并且封装在一起的保护窗口、冷光阑、成像面，所述保护窗口位于靠近物方一侧。
11、本专利技术采用三组联动、二次成像和对称结构的全新设计方案，有效缩短了整个光学系统的总长，大幅度减少了镜片数量，实现了高变倍比中波制冷红外连续变焦，即便在极其恶劣的环境下也能远距离探测和识别目标。与现有同类产品相比，本专利技术的有益效果主要体现在以下几个方面：
12、(1)通过全新的结构设计，有效将整个光学系统的总长缩短到235mm，同时将整个光学系统的镜片数量减少至8片，最终实现了15mm～600mm的连续变焦以及高达40倍的变倍比；(2)通过变倍组、第二补偿组、二次成像组之间的相互配合，有效控制了整个光学系统的长度和成像质量，而且结构形式更加紧凑；(3)通过硅、锗、硒化锌三种材料的相互配合使用，更有利于矫正系统色差，保证变倍过程中成像效果良好。
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1.一种高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：该光学系统包括依次共轴排列的前固定组(1)、变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)、视场光阑(5)、二次成像组(6)、中波制冷探测器(7)。
2.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：该光学系统的焦距范围为15mm～600mm，变倍比为40倍，光学系统总长不超过235mm，适用环境温度-55℃～+70℃。
3.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述前固定组(1)具体为正光焦度的弯月透镜，并且其凸面朝向物方；所述变倍组(2)具体为负光焦度的弯月透镜，并且其凹面朝向像方；所述第一补偿组(3)具体为正光焦度的双凸透镜。
4.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述第二补偿组(4)包括两个不同正光焦度的弯月透镜，所述弯月透镜相互间隔一定距离共轴排列并且凹面均朝向像方。
5.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)三组联动
6.如权利要求5所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)的轴向移动尺寸大小关系为：变倍组(2)＞2倍的第一补偿组(3)，第一补偿组(3)＞22倍的第二补偿组(4)。
7.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述二次成像组(6)包括三个不同正光焦度的弯月透镜，所述弯月透镜相互间隔一定距离并且凹面均朝向物方。
8.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述第二补偿组(4)、二次成像组(6)对称设置在视场光阑(5)两侧。
9.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：变倍组(2)的焦距为-30mm＜f＜-20mm，第二补偿组(4)的焦距为40mm＜f＜50mm，二次成像组(6)的放大倍率为3＜β＜4。
10.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述中波制冷探测器(7)包括依次共轴排列的保护窗口、冷光阑、成像面，所述保护窗口位于靠近物方一侧。
...【技术特征摘要】
1.一种高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：该光学系统包括依次共轴排列的前固定组(1)、变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)、视场光阑(5)、二次成像组(6)、中波制冷探测器(7)。
2.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：该光学系统的焦距范围为15mm～600mm，变倍比为40倍，光学系统总长不超过235mm，适用环境温度-55℃～+70℃。
3.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述前固定组(1)具体为正光焦度的弯月透镜，并且其凸面朝向物方；所述变倍组(2)具体为负光焦度的弯月透镜，并且其凹面朝向像方；所述第一补偿组(3)具体为正光焦度的双凸透镜。
4.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述第二补偿组(4)包括两个不同正光焦度的弯月透镜，所述弯月透镜相互间隔一定距离共轴排列并且凹面均朝向像方。
5.如权利要求1所述的高变倍比中波制冷连续变焦光学系统，其特征在于：所述变倍组(2)、第一补偿组(3)、第二补偿组(4)三组...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑孟，张庆滨，骆勇，陈卫，李先贤，王学祥，王彦江，
申请(专利权)人：湖北华中长江光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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