一种非制冷型长波红外连续变焦镜头制造技术

本发明专利技术涉及一种非制冷型长波红外连续变焦镜头，该镜头的前固定组为凸面朝向物方的第一弯月形正透镜，变倍组为双凹形负透镜，补偿组为双凸形正透镜；后固定组为凸面朝向像方的弯月形负透镜；调焦组为凸面朝向物方的第二弯月形正透镜。本发明专利技术涉及的变焦镜头结构简单，成像优良，变焦时F数可在0.74～1.04范围内变化，在实现大相对孔径的同时也能实现镜头的小型化，该变焦镜头可在

【技术实现步骤摘要】
～1.204E
‑
6，B为
‑
2.278E
‑
10～
‑
1.638E
‑
10，C为
‑
12.336E
‑
14～
‑
3.120E
‑
14；弯月形负透镜前表面圆锥系数k为
‑
0.053～1.074，非球面系数A为1.228E
‑
6～2.987E
‑
6，B为
‑
7.943E
‑
10～1.267E
‑
10，C为6.178E
‑
13～27.799E
‑
13。
[0007]所述双凸形正透镜后表面圆锥系数k为0，非球面系数A为6.059E
‑
7～6.734E
‑
7，B为
‑
5.363E
‑
10～
‑
1.647E
‑
10，C为2.169E
‑
14～7.877E
‑
14，衍射级次HOR为1，归一化半径为1mm,衍射面系数C1为
‑
4.170E
‑
2～
‑
2.541E
‑
2，C2为
‑
9.780E
‑
6～
‑
8.986E
‑
6，C3为1.503E
‑
8～1.866Er/>‑
8。
[0008]所述第二弯月形正透镜后表面圆锥系数k为
‑
18.557～
‑
18.290，非球面系数A为1.737E
‑
6～4.352E
‑
6，B为
‑
5.967E
‑
9～
‑
3.277E
‑
9，C为1.227E
‑
12～2.298E
‑
12。
[0009]所述第一弯月形正透镜、双凹形负透镜、双凸形正透镜、弯月形负透镜、第二弯月形正透镜的材料均为锗单晶。
[0010]当焦距为长焦100mm时，第一弯月形正透镜与双凹形负透镜之间的空气间隔为48.56～48.87mm，双凹形负透镜与双凸形正透镜之间的空气间隔为3.72～4.61mm，双凸形正透镜与弯月形负透镜之间的空气间隔为24.85～25.08mm。
[0011]当焦距为中焦60mm时，第一弯月形正透镜与双凹形负透镜之间的空气间隔为43.21～43.75mm，双凹形负透镜与双凸形正透镜之间的空气间隔为15.88～15.96mm，双凸形正透镜与弯月形负透镜之间的空气间隔为17.74～18.03mm。
[0012]当焦距为短焦20mm时，第一弯月形正透镜与双凹形负透镜之间的空气间隔为25.67～27.23mm，双凹形负透镜与双凸形正透镜之间的空气间隔为43.83～43.96mm，双凸形正透镜与弯月形负透镜之间的空气间隔为7.12～7.46mm。
[0013]作为优选，常温20℃时调焦组到红外探测器保护窗口的空气间隔为14.95mm。
[0014]本专利技术的有益效果在于：变焦镜头仅使用5片镜片且所有镜片材料均为锗单晶，结构简单、易于加工装调；变焦时F数可在0.74～1.04范围内变化，在实现大相对孔径的同时也能实现镜头的小型化；该变焦镜头可在
‑
40℃～60℃温度范围内工作，温度变化时各个焦距的调焦量均在
±
1mm范围内，可实现快速对焦；变倍组和补偿组使用一个凸轮来完成各自的运动，凸轮曲线平滑，连续变焦时不会出现卡滞现象。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的光学结构图；
[0016]图2为本专利技术的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为60mm时的光学结构图；
[0017]图3为本专利技术的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的光学结构图；
[0018]图4为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的点列图；
[0019]图5为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为60mm时的点列图；
[0020]图6为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的点列图；
[0021]图7为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的调制传递函数曲线图；
[0022]图8为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为60mm时的调制传递函数曲线图；
[0023]图9为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的调制传递函数曲线图；
[0024]图10为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的场曲畸变图；
[0025]图11为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为60mm时的场曲畸变图；
[0026]图12为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的场曲畸变图；
[0027]图13为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头衍射面相位及周期变化曲线图；
[0028]图14为本专利技术实施例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头变倍组和补偿组的凸轮曲线图。
[0029]图中L1：第一弯月形正透镜；L2：双凹形负透镜；L3：双凸形正透镜；L4：弯月形负透镜；L5：第二弯月形正透镜；1：探测器保护窗口；2：像面。
[0030]图15为对比例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0031]图16为对比例1的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的调制函数曲线图；
[0032]图17为对比例2的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0033]图18为对比例2的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的调制函数曲线图；
[0034]图19为对比例3的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0035]图20为对比例3的非制冷型长波红外连续变焦镜头焦距为20mm时的调制函数曲线图；
[0036]图21为对比例4的非制冷型长波红外连续变焦镜头在常温20℃、焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0037]图22为对比例4的非制冷型长波红外连续变焦镜头在低温
‑
40℃、焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0038]图23为对比例4的非制冷型长波红外连续变焦镜头在高温60℃、焦距为100mm时的调制函数曲线图；
[0039]图24为对比例5的非制冷型长波红外连续变焦镜头变倍组和补偿组的凸轮曲线图。
具体实施方式
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷型长波红外连续变焦镜头，其特征在于：包括沿光轴由物方到像方依次设置的前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、调焦组；所述前固定组为凸面朝向物方的第一弯月形正透镜，变倍组为双凹形负透镜，补偿组为双凸形正透镜，后固定组为凸面朝向像方的弯月形负透镜，调焦组为凸面朝向物方的第二弯月形正透镜；第一弯月形正透镜两面均为球面，双凹形负透镜朝向物方一侧为非球面，朝向像方一侧为球面，双凸形正透镜朝向物方一侧为球面，朝向像方一侧为衍射面，弯月形负透镜朝向物方一侧为非球面，朝向像方一侧为球面，第二弯月形正透镜朝向物方一侧为球面，朝向像方一侧为非球面；第一弯月形正透镜前后表面曲率半径分别为109.41～117.39mm、172.35～192.70mm；双凹形负透镜前后表面曲率半径分别为
‑
138.73～
‑
136.04mm、105.37～123.46mm，双凸形正透镜前后表面曲率半径分别为174.01～210.34mm、
‑
147.43～
‑
138.69mm，弯月形负透镜前后表面曲率半径分别为
‑
52.42～
‑
44.65mm、
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79.56～
‑
62.31mm，第二弯月形正透镜前后表面曲率半径分别为41.29～43.18mm、86.58～88.57mm；沿光轴正向各透镜厚度依次为9.55～9.75，3.95～4.05，4.85～5.02，3.55～3.65，5.65～5.85，间隔依次为25.67～48.87mm、3.72～43.96mm、7.12～25.08mm、30.13～30.28mm。2.根据权利要求1所述的非制冷型长波红外连续变焦镜头，其特征在于：所述调焦组到探测器窗口的空气间隔为14.54～14.97mm。3.根据权利要求1所述的非制冷型长波红外连续变焦镜头，其特征在于：所述双凹形负透镜前表面圆锥系数k为
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2.211～0.054，非球面系数A为1.105E
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6～1.204E
‑
6，B为
‑
2.278E
‑
10～
‑
1.638E
‑
10，C为
‑
12.336E
‑
14～
‑
3.120E
‑
14；弯月形负透镜前表面圆锥系数k为
‑
0.053～1.074，非球面系数A为1.228E
‑
6～2.987E
‑
6，B为
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7.943E
‑
10～1.267E
‑
10，C为6.178E
‑
13～27.799E

【专利技术属性】
技术研发人员：曲锋，韩希珍，孙金霞，杨德静，王健，
申请(专利权)人：苏州东方克洛托光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：