一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，属于红外光学技术领域；其从物方到像方依次包括：前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组，所述前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组依序由左至右共光轴设置，本实用新型专利技术应用于分辨率640

【技术实现步骤摘要】
一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜


[0001]本技术涉及一种制冷红外物镜，尤其涉及一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，属于红外光学


技术介绍

[0002]随着现在光学技术的发展，可见光变焦镜头已经普及，无论是军用还是民用都得到了广泛的应用。随之红外技术也日趋成熟，逐渐向可见光镜头领域靠拢，定焦镜头已经不能满足更多场合的需求，需要使用到连续变焦镜头。红外连续变焦距镜头是一种通过改变系统中某些透镜组的相对位置使其焦距在一定的范围内连续改变的物镜。但是一般的红外连续变焦镜头，由于考虑到对成像质量的考虑，通常变倍比不会很大，较难做到大变倍比与成像质量之间的平衡。同时，镜头在变焦过程中随着运动组件的移动会影响各个视场成像的稳定性。因此迫切需要一种既有大变倍比、变焦稳定性高且成像质量又相对较高的连续变焦镜头。由于为制冷镜头，这种镜头另外还应同时兼顾小体积、轻重量等特点。但是，设计连续变倍制冷红外物镜光学系统所面临的问题是，变倍比一般都不大，光学长度比较长。而传统的连续变倍制冷红外物镜光学系统结构复杂，透镜数量多，造成系统透过率低、系统分辨力也低，光学总长很长，外形尺寸大。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的不足,本技术提供了一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜。
[0004]本技术所采用的技术方案是：设计一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，其从物方到像方依次包括：前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组，所述前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组依序由左至右共光轴设置，在变焦过程中，所述变倍组、第一补偿组和第二补偿组沿光轴移动以进行长焦、中焦以及短焦的转换，所述前固定组和后固定组保持原位；所述前固定组包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述变倍组包括第四透镜，所述第一补偿组包括第五透镜，所述第二补偿组包括第六透镜，所述后固定组包括第七透镜和第八透镜。
[0005]进一步，所述第一透镜为弯月形正透镜，所述第二透镜为凸凹形负透镜，所述第三透镜为凸凹形正透镜。
[0006]进一步，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为正；第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为负；第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为正。
[0007]进一步，所述第四透镜为双凹负透镜，所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面，其屈光度为负。
[0008]进一步，所述第五透镜为凸凹正透镜，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为正。
[0009]进一步，所述第六透镜为凸凹形负透镜，所述第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为负。
[0010]进一步，所述第七透镜为双凸正透镜，所述第八透镜为凸凹形负透镜，所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面，其屈光度为正；第八透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面，其屈光度为负。
[0011]更进一步，所述第二透镜的物侧面、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜分别设置有高次非球面；所述第二透镜物侧面采用了非球面基底上的衍射面。
[0012]与现有技术相比,本技术的有益效果是：本技术物镜采用摄远型光学结构，物镜的第一透镜光焦度为正，物镜的第二透镜光焦度为负，物镜的第三透镜光焦度为正，物镜的第一透镜、第二透镜和第三透镜光共同组成为前固定组作为调焦组；第四透镜的光焦度为负，作为变倍组，进行线性的直线移动实现变倍；第五透镜的光焦度为正，作为第一补偿组变倍组，进行非线性的直线移动实现变倍补偿；第六透镜的光焦度为负，作为第二补偿组，进行非线性的直线移动实现变倍补偿；第七透镜光焦度为正，第八透镜光焦度为负，第七透镜、第八透镜共同组成后固定组，并作为调焦组，调节远近距离的目标的成像效果和温度补偿。同时在系统中混合使用折射/衍射面，使系统保证像质的同时简化了光学结构形式，透镜数量少，整体物镜的体积较小，更加便于使用操作和应用范围。
[0013]本技术物镜通过复杂化前固定组，调整系统的光焦度分配，大大压缩了系统总长，缩短了变倍行程，使整个系统变得紧凑而具有较高的成像质量。由于衍射光学元件具有负色散特性、负温度特性，可实现对光波面的相位调制；与折射元件配合，大大改善系统成像质量，减小系统体积和减轻重量，降低成本等。本技术物镜在大变倍比、高分辨率的要求下，引入第二个补偿组，提高系统像质，缩短系统总长。
[0014]本技术是针对分辨率640
×
512，像元尺寸15μm的制冷型红外探测器，提供一种大变倍比、高分辨率制冷红外物镜。该系统视场为18.18
°×
14.58
°
～0.83
°×
0.66
°
，变倍比为22倍，在
‑
40℃～+50℃范围内有良好的像质。
[0015]本技术物镜在场所监控、防火监测和公安、边防警戒等方面具有重要作用，能全天候、大范围的监控周边情况。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本技术短焦时光学结构示意图；
[0018]图2为本技术中焦时光学结构示意图；
[0019]图3为本技术长焦时光学结构示意图；
[0020]图4为本技术短焦时20℃下传递函数图；
[0021]图5为本技术中焦时20℃下传递函数图；
[0022]图6为本技术长焦时20℃下传递函数图；
[0023]图7为本技术短焦时20℃下弥散斑图；
[0024]图8为本技术中焦时20℃下弥散斑图；
[0025]图9为本技术长焦时20℃下弥散斑图；
[0026]图10为本技术短焦时20℃下畸变图。
[0027]图11为本技术中焦时20℃下畸变图。
[0028]图12为本技术长焦时20℃下畸变图。
[0029]图中：1
‑
第一透镜，2
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第二透镜，3
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第三透镜，4
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第四透镜，5
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第五透镜，6
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第六透镜，7
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第七透镜，8
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第八透镜。
具体实施方式
[0030]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，其特征在于，从物方到像方依次包括：前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组，所述前固定组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组和后固定组依序由左至右共光轴设置，在变焦过程中，所述变倍组、第一补偿组和第二补偿组沿光轴移动以进行长焦、中焦以及短焦的转换，所述前固定组和后固定组保持原位；所述前固定组包括第一透镜(1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)，所述变倍组包括第四透镜(4)，所述第一补偿组包括第五透镜(5)，所述第二补偿组包括第六透镜(6)，所述后固定组包括第七透镜(7)和第八透镜(8)。2.根据权利要求1所述的大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，其特征在于：所述第一透镜(1)为弯月形正透镜，所述第二透镜(2)为凸凹形负透镜，所述第三透镜(3)为凸凹形正透镜。3.根据权利要求2所述的大变倍比紧凑型连续变倍制冷红外物镜，其特征在于：所述第一透镜(1)的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为正；第二透镜(2)的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为负；第三透镜(3)的物侧面为凸面，像侧面为凹面，其屈光度为正。4.根据权利要求3所述的大变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪升，贾耘，
申请(专利权)人：昆明南旭光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：