系統(tǒng)實施例，其中，從物面5到焦面I沿光軸依次排列前固定組鏡片雙凸透鏡第一正透鏡401、雙凹透鏡第一負透鏡402和凸凹透鏡第二正透鏡403、變倍鏡組鏡片雙凹透鏡第二負透鏡301、雙凸透鏡第三正透鏡302、雙凹透鏡第三負透鏡303和后固定組鏡片雙凸透鏡第三正透鏡201、凸凹透鏡第四負透鏡202、凸透鏡第四正透鏡203、凸凹透鏡第五正透鏡204、凹透鏡第五負透鏡205。長短焦時系統(tǒng)孔徑光闌固定位于雙凸透鏡第四正透鏡201靠近物面一側(cè)上，位置不變；中間變倍鏡組3具有負光焦度，以固聯(lián)在鏡筒上的電機作為驅(qū)動源，通過齒輪-導(dǎo)軌機構(gòu)驅(qū)動鏡組在光學(xué)成像系統(tǒng)光軸方向前后快速直線移動，實現(xiàn)兩檔雙視場變焦，在向長焦變化時，變倍鏡組3朝向焦面I 一側(cè)運動；在向短焦變化時，變倍鏡組3朝向物面5 —側(cè)運動，運動過程為快速直線運動，實現(xiàn)及時切換，并與前固定鏡組4和后固定鏡組2共同構(gòu)成完整的光學(xué)成像系統(tǒng)。后固定鏡組(2)靠近焦面(I)側(cè)最后一面到焦面(I)的距離為光學(xué)成像系統(tǒng)的后工作距，后工作距大于前固定鏡組(4)靠近物面(5) —側(cè)的面到像面(I)的距離的八分之一。工作距為光學(xué)成像系統(tǒng)后固定鏡組靠近焦面?zhèn)茸詈笠幻娴浇姑娴木嚯x為30.64mm，可以保證在不能獲得相應(yīng)近紅外0.9?1.7 μ m寬波段探測器時，在透鏡(205)與焦面(I)之間插入相應(yīng)的分光元件對近紅外0.9?1.7 μπι波段范圍進行寬波段分焦面成像；在需要對近紅外0.9?1.7 μπι寬波段范圍分波段成像時，在透鏡(205)與焦面(I)之間插入對應(yīng)于不同波段的濾光片，實現(xiàn)在近紅外0.9?1.7 μπι寬波段范圍共焦面多波段成像。
[0034]通過透鏡材料按以上規(guī)律的配對組合，配合普通鋁合金制鏡筒的線膨脹系數(shù)a L和長度L，并基于物像交換原則的雙視場變焦結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了同時消熱差和色差的雙視場變焦的功能。
[0035]以上利用實施實例對本發(fā)明的描述，其意圖是示例性的，不對本發(fā)明的保護范圍起限制作用。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明所提出的權(quán)利要求范圍的條件內(nèi)，可對所描述的本發(fā)明進行特征替換或修改。
【主權(quán)項】
1.一種大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，包括:從物面(5)到焦面(I)依次排列固聯(lián)的前固定鏡組(4)、變倍鏡組(3)和后固定鏡組(2)，其特征在于:所述前固定鏡組(4)由物面之后排列固聯(lián)的第一正透鏡(401)和第一負透鏡(402)和第二正透鏡(403)組成，后固定鏡組(2)依次由第三正透鏡(201)、第四負透鏡(202)與第四正透鏡(203)、第二膠合鏡組、第五正透鏡(204)和第五負透鏡(205)組成，前固定鏡組(4)、后固定鏡組(2)在變焦過程中固定不動；中間變倍鏡組(3)具有負光焦度，由第二負透鏡(301)與第三正透鏡(302)膠合而成第一膠合透鏡組和第三負透鏡(303)組成，其中，前固定鏡組(4)依次采用重鑭火石玻璃HZLAF68B、重火石玻璃HZF88和氟冕牌玻璃HFK61三片透鏡材料配對組合，后固定鏡組(2)依次采用氟冕牌玻璃HFK61、重火石玻璃HZF88、重鑭火石玻璃HZLAF68B、重鑭火石玻璃HZLAF68B、重火石玻璃HZF88五片透鏡材料配對組合；在長短焦位置時，光闌位置保持不變，固定于第四正透鏡(201)靠近物面一側(cè)；變倍鏡組(3)依次由鑭火石玻璃HLAF3B、重火石玻璃HZF88和重鋇火石玻璃HZBAF50三片透鏡材料組成，以固聯(lián)在鏡筒上的電機作為驅(qū)動源，通過齒輪一導(dǎo)軌機構(gòu)驅(qū)動，沿光軸方向前后移動實現(xiàn)兩檔雙視場變焦，在向長焦方向變化時，變倍鏡組(3)朝向焦面I 一側(cè)運動，在向短焦變化時，變倍鏡組(3)朝向物面(5) —側(cè)直線運動實現(xiàn)視場及時切換，并與前固定鏡組(4)和后固定鏡組(2)共同構(gòu)成完整的光學(xué)成像系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:變倍鏡組(3)在變焦過程中始終在光軸上前后移動，在150mm長焦焦距時，第二負透鏡(301)朝向物面一側(cè)的面頂點距離第二正透鏡(403)朝向焦面一側(cè)面的頂點距離為63.33mm;在短焦50mm焦距時，第二負透鏡(301)朝向物面一側(cè)的面頂點距離第二正透鏡(403)朝向焦面一側(cè)面的頂點距離為26.88mm。3.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述后固定鏡組(2)依次由采用氟冕牌玻璃HFK61、重火石玻璃HZF88和重鑭火石玻璃HZLAF68B膠合而成的第一膠合鏡組、重鑭火石玻璃HZLAF68B、重火石玻璃HZF88五片式分離透鏡組組成。4.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:后固定鏡組(2)固定放置在變焦組鏡(3)之后；由以采用氟冕牌玻璃HFK61的第三正透鏡(201)、采用重火石玻璃HZF88的第四負透鏡(202)與重鑭火石玻璃HZLAF68B的第四正透鏡(203)組成的第二膠合鏡組、重鑭火石玻璃HZLAF68B的第五正透鏡(204)和重火石玻璃HZF88的第五負透鏡(205)構(gòu)成。5.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:前固定組(4)、后固定組(2)在變焦過程中固定不動；變倍鏡組(3)與前固定鏡組(4)和后固定鏡組(2)共同構(gòu)成完整的光學(xué)成像系統(tǒng)，光學(xué)成像系統(tǒng)焦距從50mm到150mm切換而系統(tǒng)總長不變。6.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:從物面(5)到焦面(I)依次排列前固定組鏡片第一正透鏡(401)、第一負透鏡(402)和第二正透鏡(403)、變倍鏡組鏡片(301)、第二負透鏡(301)、第三正透鏡(302)、第三負透鏡(303)和后固定組鏡片(201?205)，所述物面(5)之后為由第一正透鏡(401)、第二負透鏡(402)和第二正透鏡構(gòu)成的前固定組(4)。7.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:后固定組(2)由第三正透鏡(201)、第四負透鏡(202)與第四正透鏡(203)組成的第二膠合鏡組、第五正透鏡(204)和第五負透鏡(205)構(gòu)成；長短焦時系統(tǒng)孔徑光闌固定位于第四正透鏡(201)靠近物面一側(cè)上，位置不變。8.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:中間變倍鏡組(3)具有負光焦度，由第二負透鏡(301)與第三正透鏡(302)膠合而成的第一膠合透鏡組和第三負透鏡(303)組成。9.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:采用線膨脹系數(shù)為236X 10-7/K的鋁合金材料作為鏡筒材料。10.如權(quán)利要求1所述的大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:后固定鏡組(2)靠近焦面(I)側(cè)最后一面到焦面(I)的距離為光學(xué)成像系統(tǒng)的后工作距，后工作距大于前固定鏡組(4)靠近物面(5) —側(cè)的面到像面(I)的距離的八分之O
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種大相對孔徑近紅外共光路雙視場消熱差光學(xué)成像系統(tǒng)，前固定鏡組由物面之后排列固聯(lián)的三片正、負、正透鏡組成，后固定鏡組依次由五片正、負、正、正、負透鏡組成，前固定鏡組、后固定鏡組在變焦過程中固定不動；中間變倍鏡組由負、正透鏡膠合而成的第一膠合透鏡組和第三負透鏡組成；變倍鏡組以固聯(lián)在鏡筒上的電機作為驅(qū)動源，通過齒輪－導(dǎo)軌機構(gòu)驅(qū)動，沿光軸方向前后移動實現(xiàn)兩檔雙視場變焦，并與前固定鏡組和后固定鏡組共同構(gòu)成光學(xué)成像系統(tǒng)。本發(fā)明采用光學(xué)被消熱差技術(shù)，在兩檔雙視場間切換而系統(tǒng)總長不變，且在對同一景物成像時，在-40℃～60℃溫度范圍內(nèi)不經(jīng)調(diào)焦都具有較好的成像質(zhì)量。
【IPC分類】G02B7/04, G02B15/167, G02B1/00
【公開號】CN105223679
【申請?zhí)枴緾N201510674304
【發(fā)明人】袁佳, 鄧鍵, 彭曉樂, 姜湖海, 曲銳
【申請人】西南技術(shù)物理研究所
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月16日