多组元联动连续变焦红外光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种多组元联动连续变焦红外光学系统，在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，变倍透镜、第一补偿透镜和第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；其中，多组元联动连续变焦红外光学系统的工作波段设置为3.7μm～4.8μnm。适用范围为中波红外光，采用二次成像方式，变倍透镜通过轴向运动实现变倍，第一补偿透镜和第二补偿透镜通过轴向运动对由变倍透镜带来的像面位移给予补偿，能实现系统大变倍率的同时使得光学系统结构更为紧凑，达到小型化的目的。达到小型化的目的。达到小型化的目的。

【技术实现步骤摘要】
多组元联动连续变焦红外光学系统


[0001]本技术涉及光学系统
，特别涉及多组元联动连续变焦红外光学系统。

技术介绍

[0002]连续变焦光学系统可分为机械补偿连续变焦光学系统和光学补偿连续变焦光学系统。将变焦系统中所有活动组分固连在一起沿光轴方向作直线运动的系统称作光学补偿连续变焦光学系统，一部分活动组的运动补偿是由另一部分活动组的运动而产生的像面位移的变焦系统称作机械补偿连续变焦光学系统。光学补偿连续变焦光学系统利用光学系统中的透镜组线性运动在有限的几个特殊位置实现像面补偿，从而实现连续变焦，但是其结构较长、光学系统成像质量不高。而机械补偿式变焦光学系统通过改变变倍透镜和补偿透镜的相对位置，可以连续地改变整个光学系统的焦距，具有结构简单和研制成本低廉等优点。然而，目前的机械补偿式变焦光学系统仍然存在大变倍比和轻小型的设计矛盾。

技术实现思路

[0003]本技术的主要目的是提出一种多组元联动连续变焦红外光学系统，在传统光学补偿变焦系统的基础上，打破现有技术中变倍透镜和补偿透镜固定连接的模式，使变倍透镜和补偿透镜分别独立运动，从而实现多组元联动、大变倍比的红外光学系统。
[0004]为实现上述目的，本技术提出一种多组元联动连续变焦红外光学系统，包括在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，所述第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；
[0005]其中，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的工作波段设置为3.7μm～4.8μnm。
[0006]可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的光学系统总长TTL＜250mm。
[0007]可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的变倍比Γ的范围被设置为1＜Γ≤40。
[0008]可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的F数的范围被设置为2≤F≤5.5。
[0009]可选地，所述第二固定透镜能够沿光轴方向活动。
[0010]可选地，所述第一固定透镜为正光焦度的弯月型球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述变倍透镜为负光焦度的双凹型非球面透镜，所述第一补偿透镜为正光焦度的双凸型非球面透镜，所述第二补偿透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二固定透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述第一后固定透镜为负光焦度的弯月型非球透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二后固定透镜为正光焦度的双凸型非球透镜，所述第三后固定透镜为正光焦度的弯月型非球透镜，其凸
面朝所述像面设置。
[0011]可选地，所述第一固定透镜、所述变倍透镜、所述第一补偿透镜、所述第二补偿透镜、所述第二固定透镜、所述第一后固定透镜、所述第二后固定透镜、所述第三后固定透镜均为非球面透镜。
[0012]可选地，所述第一固定透镜、所述第一补偿透镜、所述第二固定透镜和所述第一后固定透镜采用硅玻璃材料；
[0013]所述变倍透镜、所述第二补偿透镜和所述第三后固定透镜采用锗玻璃材料；
[0014]所述第二后固定透镜采用氟化钙玻璃材料。
[0015]可选地，所述第一补偿透镜与所述第二补偿透镜之间的距离为L1，其中，2≤L1≤49.6mm。
[0016]可选地，所述变倍透镜与所述第一补偿透镜之间的距离为L2，其中2.7≤L2≤81.7mm。
[0017]本技术的技术方案中，适用范围为中波红外光，采用二次成像方式，通过所述变倍透镜、所述第一补偿透镜、所述第二补偿透镜三组元联动实现变焦，所述变倍透镜通过轴向运动实现变倍，所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜通过轴向运动对由所述变倍透镜带来的像面位移给予补偿。所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜分开独立运动，且均可作非线性运动，并且，在该光学系统中，变倍功能和补偿功能是相对的，即补偿透镜也可起到变倍的功能，变倍透镜也可起到补偿的功能，以充分发挥变倍透镜和补偿透镜的作用，从而在变倍率增大的情况下仍能使该光学系统的光学筒长能够被限定在较小的范围，能实现系统大变倍率的同时使得光学系统结构更为紧凑，达到小型化的目的。
附图说明
[0018]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示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1为本技术提供的多组元联动连续变焦红外光学系统一实施例(长焦)的示意图；
[0020]图2为图1中多组元联动连续变焦红外光学系统(中焦)的示意图；
[0021]图3为图1中多组元联动连续变焦红外光学系统(短焦)的示意图；
[0022]图4为图1中多组元联动连续变焦红外光学系统处于广角端时的MTF曲线图；
[0023]图5为图1中多组元联动连续变焦红外光学系统处于中间倍率时的MTF曲线图；
[0024]图6为图1中多组元联动连续变焦红外光学系统处于望远端时的MTF曲线图。
[0025]附图标号说明：
[0026][0027]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0031]红外成像技术是利用目标和背景红外辐射的差异或其对自然光源的反射差异来成像的，一般用于夜间及昼间不良气象条件下对目标的探测、识别、跟踪和瞄准，属于被动成像技术，具有较强的隐蔽性和抗干扰能力。连续变焦光学系统在视场连续变化的过程中能够对目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，包括在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，所述第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；其中，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的工作波段设置为3.7μm～4.8μnm。2.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的光学系统总长TTL＜250mm。3.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的变倍比Γ的范围被设置为1＜Γ≤40。4.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的F数的范围被设置为2≤F≤5.5。5.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第二固定透镜能够沿光轴方向活动。6.如权利要求1至5任意一项所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第一固定透镜为正光焦度的弯月型球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述变倍透镜为负光焦度的双凹型非球面透镜，所述第一补偿透镜为正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王美钦，蔡宾，潘海俊，邹爽，陈乐，丁俊雅，
申请(专利权)人：武汉联一合立技术有限公司，
类型：新型
国别省市：