一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统。该红外连续变焦热成像镜头沿光轴从物面至像面依次包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；变倍组、第一补偿组和第二补偿组沿着光轴同步运动，前固定组相对像面位置固定。本发明专利技术采用变倍组和双补偿组移动的方式，实现了5倍光学系统的连续变焦功能。并且，通过该变倍方式，大大缩短了系统长度，有效控制了光学系统镜片数量，极大地降低了成本，也很好地提升了系统的透过率。地提升了系统的透过率。地提升了系统的透过率。

【技术实现步骤摘要】
一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统


[0001]本专利技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统。

技术介绍

[0002]随着红外热成像系统的不断发展，其应用越来越广泛。红外热成像系统因其依靠自然界物体自身热辐射成像的特殊性，可以实现很多可见光系统无法实现的功能，使得红外热成像系统在民用领域的应用不断被重视。
[0003]由于定焦红外热成像系统的局限性，使得其在复杂场景领域的工作任务无法很好的完成。而连续变焦镜头因其具有大视场搜索、小视场精准定位的功能，如果可以使连续变焦镜头在复杂场景领域得到完全应用，将会在目标探测、公共安全等民用领域得到很好的推广，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种红外连续变焦热成像镜头及红外热成像系统，以实现5X连续变焦，满足镜头可以在温度变化较大的环境下使用需求。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种红外连续变焦热成像镜头，沿光轴从物面至像面依次包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；所述前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，所述变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，所述第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，所述第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；所述变倍组、所述第一补偿组和所述第二补偿组沿着光轴同步运动，所述前固定组相对像面位置固定。
[0006]可选地，所述第一透镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，所述第二透镜为双凹形负透镜，所述第三透镜为双凸形正透镜，所述第四透镜为双凸形正透镜。
[0007]可选地，所述第一透镜的像侧表面、所述第二透镜的两表面、所述第三透镜的两表面、所述第四透镜的物侧表面均采用偶次非球面面型，所述第一透镜的像侧表面采用二元面面型，所述第四透镜的像侧表面采用球面面型。
[0008]可选地，所述前固定组满足如下条件：1<R2/R1<2；其中，R1表示所述第一透镜的物侧表面的曲率半径，R2表示所述第一透镜的像侧表面的曲率半径。
[0009]可选地，所述红外连续变焦热成像镜头中各透镜的焦距满足以下条件：
[0010]0.5<|f1/ft|<1.4；
[0011]0.05<|f2/ft|<0.35；
[0012]0.2<|f3/ft|<2；
[0013]0.15<|f4/ft|<1.2；
[0014]其中，ft为所述红外连续变焦热成像镜头长焦距状态时的焦距；f1
‑
f4分别为所述第一透镜至所述第四透镜的有效焦距。
[0015]可选地，所述红外连续变焦热成像镜头满足以下条件：
[0016]3<ft*(n
‑
1)/(FNO*R1)<4；
[0017]0.12<BFL/ft<0.8；
[0018]其中，n为所述第一透镜的材料中心波长下的折射率；FNO为所述红外连续变焦热成像镜头的F数；R1为所述第一透镜的物侧表面的曲率半径；BFL为所述红外连续变焦热成像镜头的后焦距。
[0019]可选地，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的材料折射率范围为2.3～4.5。
[0020]可选地，在焦距变化过程中，所述第一补偿组和所述第二补偿组分别与所述变倍组在光轴上沿相向方向或相背方向做非线性运动。
[0021]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种红外热成像系统，包括第一方面任一项所述的红外连续变焦热成像镜头，还包括长波非制冷探测器，所述长波非制冷探测器位于所述红外连续变焦热成像镜头的像面。
[0022]本专利技术实施例中，通过沿光轴从物面至像面依次设置包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；其中，变倍组、所述第一补偿组和所述第二补偿组沿着光轴同步运动，前固定组相对像面位置固定，可以利用第一补偿组和第二补偿组与变倍组同步运动补偿变倍组变焦过程中引起的各类像差，保证变焦的同时实现不同焦距状态下的图像清晰。本专利技术采用变倍组和双补偿组移动的方式，实现了5倍光学系统的连续变焦功能。并且，通过该变倍方式，大大缩短了系统长度，有效控制了光学系统镜片数量，极大地降低了成本，也很好地提升了系统的透过率。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的一种红外热成像系统的结构示意图；
[0024]图2是图1所示红外连续变焦热成像镜头的移动方式示意图；
[0025]图3
‑
图5是本专利技术实施例一提供的红外连续变焦热成像镜头在短焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0026]图6
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图8是本专利技术实施例一提供的红外连续变焦热成像镜头在中焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0027]图9
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图11是本专利技术实施例一提供的红外连续变焦热成像镜头在长焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0028]图12
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图14是本专利技术实施例二提供的红外连续变焦热成像镜头在短焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0029]图15
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图17是本专利技术实施例二提供的红外连续变焦热成像镜头在中焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0030]图18
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图20是本专利技术实施例二提供的红外连续变焦热成像镜头在长焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0031]图21
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图23是本专利技术实施例三提供的红外连续变焦热成像镜头在短焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0032]图24
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图26是本专利技术实施例三提供的红外连续变焦热成像镜头在中焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0033]图27
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图29是本专利技术实施例三提供的红外连续变焦热成像镜头在长焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0034]图30
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图32是本专利技术实施例四提供的红外连续变焦热成像镜头在短焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0035]图33
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图35是本专利技术实施例四提供的红外连续变焦热成像镜头在中焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图；
[0036]图36
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图38是本专利技术实施例四提供的红外连续变焦热成像镜头在长焦状态下的MTF图、弥散斑和场曲畸变图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外连续变焦热成像镜头，其特征在于，沿光轴从物面至像面依次包括前固定组、变倍组、第一补偿组和第二补偿组；所述前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，所述变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，所述第一补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，所述第二补偿组包括具有正光焦度的第四透镜；所述变倍组、所述第一补偿组和所述第二补偿组沿着光轴同步运动，所述前固定组相对像面位置固定。2.根据权利要求1所述的红外连续变焦热成像镜头，其特征在于，所述第一透镜为凸面朝向物侧的弯月形正透镜，所述第二透镜为双凹形负透镜，所述第三透镜为双凸形正透镜，所述第四透镜为双凸形正透镜。3.根据权利要求2所述的红外连续变焦热成像镜头，其特征在于，所述第一透镜的像侧表面、所述第二透镜的两表面、所述第三透镜的两表面、所述第四透镜的物侧表面均采用偶次非球面面型，所述第一透镜的像侧表面采用二元面面型，所述第四透镜的像侧表面采用球面面型。4.根据权利要求1所述的红外连续变焦热成像镜头，其特征在于，所述前固定组满足如下条件：1<R2/R1<2；其中，R1表示所述第一透镜的物侧表面的曲率半径，R2表示所述第一透镜的像侧表面的曲率半径。5.根据权利要求1所述的红外连续变焦热成像镜头，其特征在于，所述红外连续变焦热成像镜头中各透镜的焦距满足以下条件：0.5<|f1/ft|<1.4；0.05<|f2/ft|...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光春，
申请(专利权)人：宁波舜宇红外技术有限公司，
类型：发明
国别省市：