[發(fā)明專(zhuān)利]一種短波紅外寬光譜四組元遠(yuǎn)攝連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011352057.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112817134B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北漢光重工有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B15/14
• 分類(lèi)號(hào): G02B15/14;G02B15/15
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 張潔;溫子云

本發(fā)明涉及一種短波紅外寬光譜四組元遠(yuǎn)攝連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，屬于短波紅外成像技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括自物方至像方依次設(shè)置的光焦度為正的前固定組G1、光焦度為負(fù)的變倍組G2、光焦度為正的補(bǔ)償組G3、光闌和光焦度為正的后固定組G4；其中，變倍組G2和補(bǔ)償組G3沿光軸方向前后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)變焦成像；通過(guò)設(shè)置合適的透鏡組并控制各組的焦距，使系統(tǒng)具有了更大的焦距范圍和更長(zhǎng)的焦距，擴(kuò)大了探測(cè)范圍和最大探測(cè)距離，從而提高了短波紅外寬光譜的在遠(yuǎn)攝探測(cè)時(shí)的探測(cè)靈敏度，提升在低照度及低能見(jiàn)度下的遠(yuǎn)攝探測(cè)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種短波紅外寬光譜四組元遠(yuǎn)攝連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，屬于短波紅外成像技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一般將焦距能達(dá)到300mm的光學(xué)系統(tǒng)稱(chēng)為具備遠(yuǎn)攝能力的光學(xué)系統(tǒng)，而短波紅外光譜范圍較寬，焦距大會(huì)帶來(lái)難以校正的色差、二級(jí)光譜等像差，因此現(xiàn)有的短波紅外四組元連續(xù)變焦系統(tǒng)焦距一般不超過(guò)200mm，導(dǎo)致現(xiàn)有短波紅外變焦光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)距離小。五組元或多組元聯(lián)動(dòng)的變焦系統(tǒng)雖然更容易校正目標(biāo)像差，但鏡片數(shù)量較多，變焦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝調(diào)難度高，成本高且可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種短波紅外寬光譜四組元遠(yuǎn)攝變焦光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置合適的透鏡組并控制各組的焦距，使系統(tǒng)具有了更大的焦距范圍和更長(zhǎng)的焦距，擴(kuò)大了探測(cè)范圍和最大探測(cè)距離，從而提高了短波紅外寬光譜的在遠(yuǎn)攝探測(cè)時(shí)的探測(cè)靈敏度，提升在低照度及低能見(jiàn)度下的遠(yuǎn)攝探測(cè)能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種短波紅外寬光譜四組元遠(yuǎn)攝變焦光學(xué)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括自物方至像方依次設(shè)置的光焦度為正的前固定組G1、光焦度為負(fù)的變倍組G2、光焦度為正的補(bǔ)償組G3、光闌和光焦度為正的后固定組G4；其中，變倍組G2和補(bǔ)償組G3沿光軸方向前后移動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)變焦成像；

所述前固定組G1的焦距f₁、變倍組G2的焦距f₂、補(bǔ)償組G3的焦距f₃、后固定組G4的焦距f₄與系統(tǒng)最長(zhǎng)焦的焦距f_t滿足如下關(guān)系式：

0.50≤f₁/f_t≤0.56；

-0.15≤f₂/f_t≤-0.10；

0.22≤f₃/f_t≤0.26；

0.88≤f₄/f_t≤0.92。

進(jìn)一步的，所述變倍組G2和補(bǔ)償組G3的垂軸放大率滿足如下關(guān)系式：

0.16≤β_t2/β_w2≤0.36；

β_t2≤0.5；

其中，β_t2是最長(zhǎng)焦情況下變倍組的放大倍率；β_w2是最短焦情況下變倍組的放大倍率。

進(jìn)一步的，所述前固定組G1自物方至像方依次由正光焦度的膠合鏡L11、雙凸透鏡L12和負(fù)彎月透鏡L13組成。

進(jìn)一步的，所述變倍組G2自物方至像方依次由雙凹透鏡L21、雙凹透鏡L22和負(fù)光焦度的膠合鏡L23組成。

進(jìn)一步的，所述補(bǔ)償組G3自物方至像方依次由雙凸透鏡L31和正光焦度的膠合鏡L32組成。

進(jìn)一步的，所述后固定組G4自物方至像方依次由負(fù)彎月透鏡L41、正彎月透鏡L42、雙凸透鏡L43、雙凹透鏡L44和雙凸透鏡L45組成。