【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，属于长波双视场光学系统。
技术介绍
1、红外热成像的应用领域，通常需要红外光学系统能够同时提供高放大倍率的小视场图像和低放大倍率的大视场图像，以完成系统对目标的搜索、瞄准和跟踪功能。双视场红外光学系统的大视场或低放大倍率模式可用于观察大的景物区域、搜索疑似目标，小视场或高放大倍率模式可用于仔细观察或放大目标，对目标进行识别、跟踪与瞄准。
2、现有长波双视场光学系统主要有：1.变焦、补偿组双组联动，2.单组移动变焦，3.镜片组切入切出三种方式来实现视场切换。
3、第1种双视场光学系统需要移动2个镜片组来实现视场切换和1个对焦组组实现对焦，机械移动组数较多，结构相对复杂，此类结构是现有长波双视场镜头的主流结构；
4、第2种双视场光学系统结构比第1种相对简单，但变焦倍数小，变倍比通常小于等于2倍，且片数至少需要5片，片数较多，体积大，成本较高，此类结构现市场采用量较少；
5、第3种方式其机械切换更为复杂，一般长波双视场镜头不采用此类光学系统。
6、对此本专利技术提供一种4镜片单组移动的长波双视场光学系统，集变倍和调焦为一体，极大地简化机械调焦结构，增加系统的稳定性和可靠性，具有成本低、像质好、稳定性好的优点。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种集变倍和调焦为一体的单组移动的长波双视场光学系统，利用4片镜片，通过单组移动，同时实现视场切换和对焦，简单、可靠、稳定。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，从物方到像方包括依次相接的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；
4、第一透镜为具有正光焦度、且凸面弯向物方的弯月形衍射透镜；
5、第二透镜为具有负光焦度、且凸面弯向物方的弯月形非球面透镜；
6、第三透镜为具有负光焦度、且凸面弯向物方的弯月形非球面透镜；
7、第四透镜为具有正光焦度、且凸面弯向像方的弯月形衍射透镜；
8、其中，第一透镜为固定组，第二透镜、第三透镜和第四透镜共同组成移动组。
9、上述从物方到像方，第一透镜为固定组，相对位置保持不变，第二、三、四透镜共同组成移动组、做整体移动(也即本申请只有一组移动组)，实现从宽视场到窄视场的切换并保持像面稳定。与传统的双视场物镜相比，传统双组联动变倍的双视场镜头一般需要三个移动组，移动组多，影响光轴偏移的变量多，本申请光学系统没有补偿组调节变倍导致的焦面位置漂移，简化变倍形式，同时通过扩大移动组行程预留对焦余量就能实现对远近不同位置目标的对焦，无需再增加单独的对焦组，实现双视场镜头变倍与调焦合二为一，从而进一步简化光学系统，简化机械结构，易控制光轴漂移。在电调观测和手动观瞄等应用领域有成本低、光学稳定性好的优势。
10、上述单组移动的长波双视场光学系统的工作波段为8um～12um，视场角分别为17.5°×14°/5.8°×4.6°，对应的光学孔径分别为f#1.0/f#1.2。
11、上述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜所用材料均为锗。
12、为了进一步提高成像质量，设第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，单组移动的长波双视场光学系统的宽视场焦距为f，满足如下关系：
13、1.6f＜f1＜1.8f；-1.1f＜f2＜-1f；1.4f＜f3＜-1.3f；0.7f＜f4＜0.8f。
14、从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第三像侧面，第四透镜的两面依次为第四物侧面和第四像侧面；
15、为了进一步确保成像效果，第一物侧面的曲率半径为46.8700±0.0030mm，第一像侧面的曲率半径为62.9496±0.0030mm；
16、第二物侧面的曲率半径为35.8700±0.0030mm，第二像侧面的曲率半径为26.9986±0.0030mm；
17、第三物侧面的曲率半径为28.8330±0.0030mm，第三像侧面的曲率半径为23.4170±0.0030mm；
18、第四物侧面的曲率半径为-88.7486±0.0030mm，第四像侧面的曲率半径为-37.1057±0.0030mm。
19、上述第一像侧面和第四像侧面均为衍射面。第二像侧面、第三像侧面和第四物侧面均为非球面。
20、为了进一步提高诚信品质，第一透镜的中心厚度为8.76±0.03mm，第二透镜的中心厚度为1.20±0.03mm，第三透镜的中心厚度为1.00±0.03mm，第四透镜的中心厚度为5.62±0.03mm。第一透镜与第二透镜之间的中心间隔为7.15±0.03mm或22.70±0.03mm，第二透镜与第三透镜之间的中心间隔为3.90±0.03mm，第三透镜与第四透镜之间的中心间隔为20.85±0.03mm。
21、本专利技术未提及的技术均参照现有技术。
22、本专利技术具有如下有益效果：
23、1.本专利技术集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，通过单组移动实现视场切换和对焦功能，结构简单，大大简化机械结构，降低装调难度，有利于控制系统光轴漂移，提高系统的稳定性和可靠性。
24、2.本专利技术集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，由4片镜片组成，镜片数量少，成本低，光学透过率高。
25、3.本专利技术集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，变倍比大，对于变倍比≤3倍的长波双视场物镜均可采用此类结构形式，通过简化变焦、调焦方式，减少镜片数量，有利于减轻整机重量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：从物方到像方包括依次相接的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；
2.如权利要求1所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：工作波段为8um～12um，视场角分别为17.5°×14°/5.8°×4.6°，对应的光学孔径分别为F#1.0/F#1.2。
3.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜所用材料均为锗。
4.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动的长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，单组移动的长波双视场光学系统的宽视场焦距为F，满足如下关系：
5.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二物侧面和第二像侧面，第三透镜的两面依次为第三物侧面和第
6.如权利要求5所述的单组移动的长波双视场光学系统，其特征在于：第一像侧面和第四像侧面均为衍射面。
7.如权利要求5所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：第二像侧面、第三像侧面和第四物侧面均为非球面。
8.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜的中心厚度为8.76±0.03mm，第二透镜的中心厚度为1.20±0.03mm，第三透镜的中心厚度为1.00±0.03mm，第四透镜的中心厚度为5.62±0.03mm。
9.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜与第二透镜之间的中心间隔为7.15±0.03mm或22.70±0.03mm，第二透镜与第三透镜之间的中心间隔为3.90±0.03mm，第三透镜与第四透镜之间的中心间隔为20.85±0.03mm。
...【技术特征摘要】
1.一种集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：从物方到像方包括依次相接的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；
2.如权利要求1所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：工作波段为8um～12um，视场角分别为17.5°×14°/5.8°×4.6°，对应的光学孔径分别为f#1.0/f#1.2。
3.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜所用材料均为锗。
4.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动的长波双视场光学系统，其特征在于：第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2，第三透镜的焦距为f3，第四透镜的焦距为f4，单组移动的长波双视场光学系统的宽视场焦距为f，满足如下关系：
5.如权利要求1或2所述的集变倍和调焦为一体的单组移动长波双视场光学系统，其特征在于：从物方到像方，第一透镜的两面依次为第一物侧面和第一像侧面，第二透镜的两面依次为第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：张立，吴玉堂，刘建芬，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。