本發(fā)明涉及光電，特別涉及一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、中短波寬波段紅外成像系統(tǒng)能夠在同一個光學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中觀察不同類型目標(biāo)，獲得比單波段更多的目標(biāo)信息，是一種典型的寬波段系統(tǒng)，在識別真?zhèn)巍⒎措[身、多目標(biāo)跟蹤等方面具有突出優(yōu)勢，是高端紅外探測成像的發(fā)展趨勢。

2、現(xiàn)有設(shè)計技術(shù)通常設(shè)計為寬波段連續(xù)變焦或者中波、短波擺掃光學(xué)系統(tǒng)，中短波寬波段擺掃光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用中波紅外、短波紅外共光路設(shè)計，工作波段為2.2μm～2.8μm、3.7μm～4.8μm及2.2μm～4.8μm，通過切換濾光片實(shí)現(xiàn)不同波段成像，通過沿光軸方向移動透鏡實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)連續(xù)變焦，光學(xué)系統(tǒng)包括連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)，在連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)間設(shè)計擺掃鏡，實(shí)現(xiàn)小視場穩(wěn)定補(bǔ)償及反掃成像。

2、本發(fā)明的目的是提供一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的物鏡組、變倍鏡組、補(bǔ)償鏡組、準(zhǔn)直鏡組、擺掃鏡、會聚鏡組以及濾光片。

3、優(yōu)選的，所述物鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡；

4、所述變倍鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第四透鏡、第五透鏡；

5、所述補(bǔ)償鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡；

6、所述準(zhǔn)直鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第九透鏡、反射鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡、第十三透鏡；

7、其中，所述反射鏡將主光軸折轉(zhuǎn)90度，使入射所述第九透鏡的主光軸與入射所述第十透鏡的主光軸垂直。

8、優(yōu)選的，所述第一透鏡材料為硅、第二透鏡材料為硅、第三透鏡材料為鍺、第四透鏡材料為硅、第五透鏡材料為鍺、第六透鏡材料為硒化鋅、第七透鏡材料為鍺、第八透鏡材料為硅；

9、所述第九透鏡材料為硒化鋅、反射鏡、第十透鏡材料為鍺、第十一透鏡材料為氟化鈣、第十二透鏡材料為硒化鋅、第十三透鏡材料為硫化鋅。

10、優(yōu)選的，所述擺掃鏡將來自所述準(zhǔn)直鏡組的光束折轉(zhuǎn)90度；

11、所述擺掃鏡材料為熔融石英。

12、優(yōu)選的，所述會聚鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第十四透鏡、第十五透鏡、第十六透鏡、第十七透鏡、第十八透鏡、第十九透鏡。

13、優(yōu)選的，所述第十四透鏡材料為硅、第十五透鏡材料為鍺、第十六透鏡材料為硅、第十七透鏡材料為硅、第十八透鏡材料為鍺、第十九透鏡材料為硅。

14、優(yōu)選的，所述濾光片包含短波紅外、中波紅外、中短波寬波段紅外三種，依靠切換濾光片實(shí)現(xiàn)寬波段探測器不同波段成像；

15、所述濾光片材料為硅。

16、優(yōu)選的，所述物鏡組將光束會聚，變倍鏡組與補(bǔ)償鏡組沿著光軸方向移動，將光學(xué)系統(tǒng)焦距變化，準(zhǔn)直鏡組使光束平行光出射，會聚鏡組將平行光會聚成像在探測器像面上。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

18、本發(fā)明提供的一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用中波紅外、短波紅外共光路設(shè)計，工作波段為2.2μm～2.8μm?、3.7μm～4.8μm及2.2μm～4.8μm，通過切換濾光片實(shí)現(xiàn)不同波段成像，通過沿光軸方向移動透鏡實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)連續(xù)變焦，光學(xué)系統(tǒng)包括連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)，在連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)間設(shè)計擺掃鏡，實(shí)現(xiàn)小視場穩(wěn)定補(bǔ)償及反掃成像。

技術(shù)特征：

1.一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的物鏡組、變倍鏡組、補(bǔ)償鏡組、準(zhǔn)直鏡組、擺掃鏡（15）、會聚鏡組以及濾光片（22）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述物鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第一透鏡（1）、第二透鏡（2）、第三透鏡（3）；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡（1）材料為硅、第二透鏡（2）材料為硅、第三透鏡（3）材料為鍺、第四透鏡（4）材料為硅、第五透鏡（5）材料為鍺、第六透鏡（6）材料為硒化鋅、第七透鏡（7）材料為鍺、第八透鏡（8）材料為硅；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述擺掃鏡（15）將來自所述準(zhǔn)直鏡組的光束折轉(zhuǎn)90度；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述會聚鏡組包括：沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的第十四透鏡（16）、第十五透鏡（17）、第十六透鏡（18）、第十七透鏡（19）、第十八透鏡（20）、第十九透鏡（21）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第十四透鏡（16）材料為硅、第十五透鏡（17）材料為鍺、第十六透鏡（18）材料為硅、第十七透鏡（19）材料為硅、第十八透鏡（20）材料為鍺、第十九透鏡（21）材料為硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光片（22）包含短波紅外、中波紅外、中短波寬波段紅外三種，依靠切換濾光片實(shí)現(xiàn)寬波段探測器不同波段成像；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述物鏡組將光束會聚，變倍鏡組與補(bǔ)償鏡組沿著光軸方向移動，將光學(xué)系統(tǒng)焦距變化，準(zhǔn)直鏡組使光束平行光出射，會聚鏡組將平行光會聚成像在探測器像面上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種中短波紅外連續(xù)變焦擺掃光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括沿入射方向的主光軸依次設(shè)置的物鏡組、變倍鏡組、補(bǔ)償鏡組、準(zhǔn)直鏡組、擺掃鏡（15）、會聚鏡組以及濾光片（22）。本發(fā)明通過沿光軸方向移動透鏡實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)焦距65mm～560mm連續(xù)變焦，光學(xué)系統(tǒng)包括連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)，在連續(xù)變焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)及會聚成像系統(tǒng)間設(shè)計擺掃鏡，實(shí)現(xiàn)小視場穩(wěn)定補(bǔ)償及反掃成像。光學(xué)系統(tǒng)中短波共孔徑設(shè)計，有效縮小了占用空間，有利于降低成本及系統(tǒng)小型化。

技術(shù)研發(fā)人員：馬云飛,胡洋,齊彪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9