【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紧凑型中波红外连续变焦镜头及其成像方法。
技术介绍
1、近年来红外连续变焦系统已被广泛应用于边防、海防、光电探测等各个领域，对其重量、体积大小的要求也越来越高，而且在实际应用中要求目标图像能够始终保持清晰，目前现有的红外连续变焦系统结构较为复杂、无法保证变焦过程中图像的稳定性，且体积较大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种紧凑型中波红外连续变焦镜头及其成像方法，仅用7片透镜，该系统具有连续变焦、调焦及场景拉虚成像的功能。同时，机械结构采用滑架结构设计，可保证变焦过程中图像的稳定性，而且其具有体积小、重量轻、结构紧凑的优势在光电转塔或者小型吊舱设备中具有较好的应用前景。
2、本专利技术采用以下方案实现：一种紧凑型中波红外连续变焦镜头：所述镜头由沿光线入设方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜组成，所述第一透镜为弯月正透镜、第二透镜为双凹负透镜、第三透镜为双凸正透镜、第四透镜为弯月负透镜、第五透镜为弯月正透镜、第六透镜为双凹负透镜、第七透镜为弯月正透镜。
3、进一步的，所述镜头的短焦总焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜分别为：f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：30<f1/f<35；-10<f2/f<-5；5&
4、进一步的，第一透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第二透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第三透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.03.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第四透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第五透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第六透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第七透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；其中nd为折射率，vd为阿贝常数。
5、进一步的，第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：10.35mm～15.46mm；第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为：11.67mm～1.29mm；第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为：1.97mm～6.93mm；第四透镜与第五透镜之间之间的空气间隔为：9.45mm；第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为：1.55mm；第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为：0.08mm。
6、进一步的，所述第一透镜的像侧镜面、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为非球面镜，非球面曲线方程表达式为：
7、
8、z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，α4、α6、α8、α10...代表非球面系数。
9、进一步的，所述镜头的f#小于4。
10、进一步的，所述镜头的h/f：0.06～0.2。
11、进一步的，所述镜头还包括镜筒结构，所述镜筒结构主镜筒、后镜筒，所述后镜筒固定于主镜筒的后端，所述第一透镜安装于主镜筒的前端内，所述主镜筒内沿着光路方向依次活动连接有变倍组件、补偿组件，所述后镜筒的前端内活动连接有调焦组件，所述第五透镜、第六透镜、第七透镜依次安装于后镜筒内；所述变倍组件包括变倍滑架，所述第二透镜安装于变倍滑架内，所述变倍滑架滑接于主镜筒内，所述补偿组件包括补偿滑架，所述第三透镜安装于补偿滑架内，所述补偿滑架滑接于主镜筒内，所述变倍滑架、补偿滑架上均安装有变焦导钉组件，所述主镜筒外对应变倍组件、补偿组件套接有变焦凸轮，所述主镜筒外对应变焦导钉组件设置有沿主镜筒长度方向开设的变焦导向直槽，所述变焦凸轮对应变倍滑架、补偿滑架上变焦导钉组件分别设置有变倍曲线槽、补偿曲线槽；所述变焦凸轮外周上安装有变焦从动齿轮，所述主镜筒外安装有用于驱动变焦从动齿轮旋转的变焦电机，所述变焦电机的输出轴上安装有与变焦从动齿轮啮合的变焦主动齿轮，所述变焦凸轮外周上对应变倍曲线槽、补偿曲线槽的极限位置均设置有变焦限位挡钉，所述主镜筒上对应限位挡钉安装有变焦限位开关，所述变焦限位开关的接触点对应变焦限位挡钉横置于变倍曲线槽或补偿曲线槽外，所述主镜筒外于变焦电机旁侧安装有变焦电位器组件。
12、进一步的，所述调焦组件包括调焦滑架，所述第四透镜安装于调焦滑架内，所述调焦滑架滑接于后镜筒内，所述调焦滑架上均安装有调焦导钉组件，所述后镜筒外外对调焦组件套接有调焦凸轮，所述后镜筒外对应调焦导钉组件设置有沿后镜筒长度方向开设的调焦导向直槽，所述调焦凸轮对应调焦滑架上变焦导钉组件分别设置有调焦倍曲线槽；所述调焦凸轮外周上安装有调焦从动齿轮，所述后镜筒外安装有用于驱动调焦从动齿轮旋转的调焦电机，所述调焦电机的输出轴上安装有与调焦从动齿轮啮合的调焦主动齿轮，所述调焦凸轮外周上对应调焦曲线槽的极限位置均设置有调焦限位挡钉，所述后镜筒上对应调焦限位挡钉安装有调焦限位开关，所述调焦限位开关的接触点对应调焦限位挡钉横置于调焦曲线槽外，所述后镜筒外于调焦电机旁侧安装有调焦电位器组件。
13、一种紧凑型中波红外连续变焦镜头的成像方法；光线入射时，光路顺序进入第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜，最后在像面进行成像。
14、与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：设计合理，仅用7片透镜，且具有连续变焦、调焦及场景拉虚成像的功能；同时，机械结构采用滑架结构设计，可保证变焦过程中图像的稳定性，而且其具有体积小、重量轻、结构紧凑的优势在光电转塔或者小型吊舱设备中具有较好的应用前景。
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1.一种紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于：所述镜头由沿光线入设方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜组成，所述第一透镜为弯月正透镜、第二透镜为双凹负透镜、第三透镜为双凸正透镜、第四透镜为弯月负透镜、第五透镜为弯月正透镜、第六透镜为双凹负透镜、第七透镜为弯月正透镜。
2.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头的短焦总焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜分别为：f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：30<f1/f<35；-10<f2/f<-5；5<f3/f<10；-30<f4/f<-20；0<f5/f<5；-5<f6/f<0；0<f7/f<5。
3.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；第一透镜满足关系式：3.1≤Nd≤4.0，228≤Vd≤245；第二透镜满足关系式
4.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：10.35mm～15.46mm；第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为：11.67mm～1.29mm；第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为：1.97mm～6.93mm；第四透镜与第五透镜之间之间的空气间隔为：9.45mm；第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为：1.55mm；第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为：0.08mm。
5.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述第一透镜的像侧镜面、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为非球面镜，非球面曲线方程表达式为：
6.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头的F#小于4。
7.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头的H/f：0.06～0.2。
8.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头还包括镜筒结构，所述镜筒结构主镜筒、后镜筒，所述后镜筒固定于主镜筒的后端，所述第一透镜安装于主镜筒的前端内，所述主镜筒内沿着光路方向依次活动连接有变倍组件、补偿组件，所述后镜筒的前端内活动连接有调焦组件，所述第五透镜、第六透镜、第七透镜依次安装于后镜筒内；所述变倍组件包括变倍滑架，所述第二透镜安装于变倍滑架内，所述变倍滑架滑接于主镜筒内，所述补偿组件包括补偿滑架，所述第三透镜安装于补偿滑架内，所述补偿滑架滑接于主镜筒内，所述变倍滑架、补偿滑架上均安装有变焦导钉组件，所述主镜筒外对应变倍组件、补偿组件套接有变焦凸轮，所述主镜筒外对应变焦导钉组件设置有沿主镜筒长度方向开设的变焦导向直槽，所述变焦凸轮对应变倍滑架、补偿滑架上变焦导钉组件分别设置有变倍曲线槽、补偿曲线槽；所述变焦凸轮外周上安装有变焦从动齿轮，所述主镜筒外安装有用于驱动变焦从动齿轮旋转的变焦电机，所述变焦电机的输出轴上安装有与变焦从动齿轮啮合的变焦主动齿轮，所述变焦凸轮外周上对应变倍曲线槽、补偿曲线槽的极限位置均设置有变焦限位挡钉，所述主镜筒上对应限位挡钉安装有变焦限位开关，所述变焦限位开关的接触点对应变焦限位挡钉横置于变倍曲线槽或补偿曲线槽外，所述主镜筒外于变焦电机旁侧安装有变焦电位器组件。
9.根据权利要求8所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述调焦组件包括调焦滑架，所述第四透镜安装于调焦滑架内，所述调焦滑架滑接于后镜筒内，所述调焦滑架上均安装有调焦导钉组件，所述后镜筒外外对调焦组件套接有调焦凸轮，所述后镜筒外对应调焦导钉组件设置有沿后镜筒长度方向开设的调焦导向直槽，所述调焦凸轮对应调焦滑架上变焦导钉组件分别设置有调焦倍曲线槽；所述调焦凸轮外周上安装有调焦从动齿轮，所述后镜筒外安装有用于驱动调焦从动齿轮旋转的调焦电机，所述调焦电机的输出轴上安装有与调焦从动齿轮啮合的调焦主动齿轮，所述调焦凸轮外周上对应调焦曲线槽的极限位置均设置有调焦限位挡钉，所述...
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于：所述镜头由沿光线入设方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜组成，所述第一透镜为弯月正透镜、第二透镜为双凹负透镜、第三透镜为双凸正透镜、第四透镜为弯月负透镜、第五透镜为弯月正透镜、第六透镜为双凹负透镜、第七透镜为弯月正透镜。
2.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头的短焦总焦距为f，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜分别为：f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：30<f1/f<35；-10<f2/f<-5；5<f3/f<10；-30<f4/f<-20；0<f5/f<5；-5<f6/f<0；0<f7/f<5。
3.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；第一透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第二透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第三透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.03.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第四透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第五透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；第六透镜满足关系式：3.7≤nd≤4.5，98≤vd≤110；第七透镜满足关系式：3.1≤nd≤4.0，228≤vd≤245；其中nd为折射率，vd为阿贝常数。
4.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：10.35mm～15.46mm；第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为：11.67mm～1.29mm；第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为：1.97mm～6.93mm；第四透镜与第五透镜之间之间的空气间隔为：9.45mm；第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为：1.55mm；第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为：0.08mm。
5.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述第一透镜的像侧镜面、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均为非球面镜，非球面曲线方程表达式为：
6.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦镜头，其特征在于；所述镜头的f#小于4。
7.根据权利要求1所述的紧凑型中波红外连续变焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：石姣姣，宋丹丹，何文波，周宝藏，欧松，黄媛，
申请(专利权)人：福建福光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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