镜为具有负光焦度的弯月形透镜；
[0036]中继透镜组G2由第七至九透镜组成，三个透镜分别具有正光焦度；
[0037]大视场转换透镜组G3由第四至第六透镜组成，第四、六透镜具有负光焦度，第五透 镜具有正光焦度；
[0038]中视场转换透镜组G4由第十三至第十五透镜组成，第十三、十五透镜具有负光焦 度，第十四透镜具有正光焦度；
[0039] 前透镜组G1与中继透镜组G2两者构成窄视场光路；当大视场转换透镜组G3打入 G1、G2所形成的窄视场光路时，实现小视场到大视场光路的变换；当中视场转换透镜组G4打 入G1、G2所形成的窄视场光路时，实现小视场到中视场光路的变换。
[0040] 表1为本实施例所述光学系统的技术指标，表2为本实施例所述光学系统的在大视 场及中视场状态具体光学参数，为清晰起见将本具体实施例的光学系统在小视场工作状态 的参数单独列于表3。
[0041] 表1:光学系统的技术指标
[0043 ]表2:光学系统的大视场\中视场状态的具体光学参数
[0046]表3:光学系统小视场状态具体光学参数
[0048] 上述表2、表3中，曲率半径是指每个镜片表面的曲率半径，厚度或间隔是指镜片厚 度或相邻镜片表面距离，材料是镜片所用材料，空气是指两个透镜之间介质为空气。
[0049] 为使光学系统获得比较好的成像质量，光学系统中使用非球面及衍射面，减小包 括色差在内的多种像差。
[0050] 表4是其非球面系数，表5是所使用的衍射面系数，如下所述：
[0051]表4:具体实施例中使用非球面系数
[0053]表5:具体实施例中使用衍射面系数
[0055]表4中各表面所采用的非球面方程为：
[0057]其中，ZA为非球面沿光轴方向的透镜矢高;R为表面与光轴00 '交点处的曲率半径； Y为透镜垂直于光轴方向的半口径;k为圆锥系数;A、B、C、D分别为非球面系数。
[0058]表5所采用的衍射面方程为：
[0059] Φ =ΑιΥ2+Α2Υ4+Α3Υ6
[0060] 其中，φ为衍射面的位相;Υ为透镜垂直于光轴方向的半口径;A1、Α2、Α3为衍射面 位相系数。
[0061] 图5为本实施例在大视场工作状态下光学传递函数曲线图，图6为本实施例在中视 场工作状态下光学传递函数曲线图，图7为本实施例在小视场工作状态下光学传递函数曲 线图。在图5至图7中的数据统计中，横坐标是每毫米的空间频率，纵坐标是模量传递函数， TS分别代表子午、弧矢方向，采用本实用新型技术方案，在三个视场状态下光学系统的成像 质量良好。
[0062] 上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于 上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型 宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用 新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定 本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用 上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用 新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上 实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，包括中波红外探测器，其特征在于:还 包括由第一至第十二透镜分别组成的前透镜组、中继透镜组、大视场转换透镜组W及中视 场转换透镜组，所述中继透镜组被大、中、小=个视场状态共用； 所述前透镜组由第一至第=透镜组成，第一、立透镜具有正光焦度且凸面弯向物方的 弯月形透镜，第二透镜为具有负光焦度的弯月形透镜； 所述中继透镜组由第屯至第九透镜组成，=个透镜分别具有正光焦度； 所述大视场转换透镜组由第四至第六透镜组成，第四、六透镜具有负光焦度，第五透镜 具有正光焦度； 所述中视场转换透镜组由第十至第十二透镜组成，第十、十二透镜具有负光焦度，第十 一透镜具有正光焦度； 所述前透镜组与中继透镜组构成小视场光路状态，目标的福射光通过前透镜组成一次 实像，通过中继透镜组再次成像到中波制冷红外探测器的祀面上，即二次成像； 所述前透镜组、大视场转换透镜组与中继透镜组构成大视场光路状态，当大视场转换 透镜组打入前透镜组与中继透镜组构成的小视场光路时，实现小视场到大视场光路的变 换； 所述前透镜组、中视场转换透镜组与中继透镜组构成中视场光路状态，当中视场转换 透镜组打入前透镜组与中继透镜组构成的小视场光路时，实现小视场到中视场光路的变 换。2. 如权利要求1所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:所述 第一至第十二透镜的材料为单晶错、娃、硫化锋或砸化锋。3. 如权利要求1所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:设定 所述光学系统的光学总长为T，系统在小视场状态的焦距为fn，中继透镜组的放大率为m，则 T/fn<0.35，一4<m<-2。4. 如权利要求1所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:所述 大、中、小S个视场状态的工作波段均为3曲1~如m，视场分别为1.2°x0.9° ,5°x4° ,17°xl4°。5. 如权利要求4所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:所述 光学系统在大、中、小S个视场状态下的焦距与各自入瞳孔径比值为4。6. 如权利要求4所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:所述 中波红外探测器为像素为15um大小的中波制冷探测器。7. 如权利要求4所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于:所述 光学系统中的透镜使用非球面或衍射面。8. 如权利要求7所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于，所述 非球面方程为：其中，ZA为非球面沿光轴方向的透镜矢高;R为表面与光轴00'交点处的曲率半径;Y为 透镜垂直于光轴方向的半口径;k为圆锥系数;A、B、C、D分别为非球面系数。9. 如权利要求7所述的一种紧凑型切换式=视场中波红外光学系统，其特征在于，所述 衍射面方程为： 巫=AiY2+A2Y4+A3Y? 其中，?为衍射面的位相;Y为透镜垂直于光轴方向的半口径;A1、A2、A3为衍射面位相 系数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种紧凑型切换式三视场中波红外光学系统，从物方到像方依次包括前透镜组G1、中继透镜组G2、大视场转换透镜组G3及中视场转换透镜组G4，其中前透镜组G1、中继透镜组G2被大、中、小三个视场状态共用。本实用新型利用二次成像原理压缩光学系统轴向尺寸，光学系统采用径向切入切出变倍镜组G3、G4，实现三视场光学系统视场的转换。本实用新型中光学系统轴向尺寸紧凑，避免了增加反射镜折叠光路，同时窄视场具有最高的光轴精度和最高的光学透过率，且视场切换时间短。
【IPC分类】G02B27/00
【公开号】CN205246970
【申请号】CN201521100913
【发明人】梁思远, 吴玉堂, 朱敏, 黄胜弟, 王善忠
【申请人】南京波长光电科技股份有限公司, 南京爱丁堡环保科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月25日