[發明專利]一種長焦距、小型化中波制冷紅外連續變焦光學系統

有效

• 申請號: 202210096911.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114460727B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 吳海清;田海霞;王朋
• 申請（專利權）人: 凱邁（洛陽）測控有限公司
• 主分類號: G02B15/14
• 分類號: G02B15/14;G02B15/16;G02B17/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種涉及光學系統技術領域的長焦距、小型化中波制冷紅外連續變焦光學系統，包含從物方至像方依次設置的第一彎月形正透鏡，第一彎月形負透鏡，第二彎月形負透鏡，雙凸正透鏡，第二彎月形正透鏡，第三彎月形正透鏡，第一平面反射鏡，第二平面反射鏡，第三彎月形負透鏡，第四彎月形正透鏡和紅外探測器；所述第一彎月形正透鏡，第一彎月形負透鏡，第二彎月形負透鏡，雙凸正透鏡，第二彎月形正透鏡和第三彎月形正透鏡同光軸設置；第一平面反射鏡與光軸成45度，鏡面朝向像方，第二平面反射鏡與光軸成45度，鏡面朝向像方；本發明實現了焦距為20mm～600mm、變倍比為30倍的大變倍比、長焦光學系統，提高了系統對遠距離目標的探測、識別能力。

技術領域

本發明涉及光學系統技術領域，尤其是涉及一種長焦距、小型化中波制冷紅外連續變焦光學系統。

背景技術

隨著技術的不斷發展，要求光電系統的探測、識別距離越來越遠，此外，在紅外預警等領域中對弱小目標的觀測的需求也越來越大，這就需要光學系統具有更長的焦距和更大口徑；

連續變焦紅外光學系統在變焦過程中目標圖像能夠始終保持清晰，能夠實現變焦范圍內任意視場的變換；應用在機載光電吊艙時，系統在連續變焦過程中不會丟失跟蹤目標，而且能夠根據場景和目標特征選擇合適的工作視場，大大提高了人機功效；

當前，機載光電吊艙系統集成度高，同裝載光電傳感器多，用于實現寬頻譜、多波段目標探測；由于機載光電系統的體積、重量受限，因此，紅外熱像儀及其他光電傳感器的小型化設計至關重要；

申請號為201710547355.6的中國專利申請公開了一種大變倍比中波紅外連續變焦鏡頭，該系統變倍比為12倍，光學系統長、體積大，在實際應用中難于滿足小型化、輕量化的要求；

申請號為201810314997.6的中國專利申請公開了一種大相對孔徑高變倍比紅外連續變焦光學系統，該系統長焦端焦距為330mm，光學總長460mm，存在長焦端對遠距離目標的分辨能力低、體積大的缺陷；

中國期刊《紅外與激光工程》在2013年2月出版的第42卷第2期398～402頁刊登了王海洋等發表的題為“大變倍比中波紅外連續變焦光學系統設計”的論文；文中介紹了一種采用采用三次成像技術的大變倍比中波紅外連續變焦光學系統；該系統F數為4，可實現23～701mm連續變焦；該系統采用10片透鏡，系統整體外形尺寸為345mm×176mm×224mm(長×寬×高)，存在光學透過率低、體積大的缺陷，難以在機載光電設備中應用；

中國期刊《紅外與激光工程》在2013年10月出版的第42卷第10期2742～2747頁刊登了陳津津等發表的題為“高清晰大變倍比中波紅外連續變焦光學系統設計”的論文；文中介紹了一種F數為4，變焦范圍為15～550mm的中波紅外連續變焦光學系統，折疊后光學系統尺寸為390mm×137.5mm×110mm(長×寬×高)，系統的總長/焦距比約為0.7，存在體積大的缺陷，難以在對體積要求嚴苛的機載光電設備中應用；

中國期刊《紅外與激光工程》在2017年11月出版的第46卷第11期1104002-1～1104002-5頁刊登了曲銳等發表的題為“緊湊型大變倍比紅外光學系統設計”的論文；文中介紹了一種F數為4，變焦范圍為6.5～455mm的大變倍比紅外光學系統設計，該系統用10片透鏡，總長300mm，系統的總長/焦距比約為0.66，存在鏡片數量多、光學透過率低、體積大的缺陷；此外，該系統的補償組由3片透鏡組成，數量多、重量重，因此，對補償組的驅動難度大。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種長焦距、小型化中波制冷紅外連續變焦光學系統。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：