一种小F数高分辨率中波制冷变焦成像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种小F数高分辨率中波制冷变焦成像系统，该系统包括沿光轴由物方到像方依次设置的透镜L1、透镜L2、透镜L3、透镜L4、探测器I；透镜L1为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜L2为凹透镜；透镜L3为凸透镜；透镜L4为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜L1构成前固定组，透镜L2构成变倍组，透镜L3构成补偿组，透镜L4构成后固定组；变焦成像过程是通过变倍组与补偿组沿轴向相向移动实现焦距由短焦向长焦的变化。本发明专利技术减小了镜头焦距的F数，可以保证有更多能量被探测器接收，大大提高了系统的分辨能力，同时降低了镜头结构的复杂性，提高了镜头的稳定性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学成像系统，涉及一种小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统。

技术介绍

1、现有的可见光中波制冷变焦镜头光学结构如图1所示，由第一弯月形正透镜、双凹负透镜、第二弯月形正透镜、第三弯月形正透镜、第四弯月形正透镜、第一弯月形负透镜、第五弯月形正透镜、第六弯月形正透镜、红外探测器组成；第一弯月形正透镜为前固定镜，双凹负透镜为第一变倍透镜，第二弯月形正透镜为第二变倍透镜，通过双凹负透镜、第二弯月形正透镜沿着光轴的运动来实现系统焦距变化；第三弯月形正透镜为补偿透镜，通过补偿透镜沿着光轴的运动补偿由于变倍透镜移动所引起的像面离焦；第四弯月形正透镜、第一弯月形负透镜、第五弯月形正透镜、第六弯月形正透镜为后固定组。该结构由8片透镜组成，采用三组元连续变焦、二次成像系统设计；在一次像面位置处设置视场光阑，系统视场外的杂散光不能穿过视场光阑到达像面，有效降低杂散光对光学系统成像的影响，提高系统信噪比。该镜头存在下述缺点：1.中波红外变焦镜头f数较大，一般不小于4；2.远动组元较多，大于等于3个；3.环境温度适应性一般，无法在-40℃～+65℃等严酷环境温度下正常工本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种小F数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于包括沿光轴由物方到像方依次设置的透镜L1、透镜L2、透镜L3、透镜L4、探测器I；所述的透镜L1为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜L2为凹透镜；透镜L3为凸透镜；透镜L4为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜L1构成前固定组，透镜L2构成变倍组，透镜L3构成补偿组，透镜L4构成后固定组；变焦成像过程是通过变倍组与补偿组沿轴向相向移动实现焦距由短焦向长焦的变化；前固定组的焦距f1、变倍组的焦距f2、补偿组的焦距f3、后固定组的焦距f4满足以下关系：0.3≤f1/fL≤0.7；-0.12≤f2/fL≤-0.3；0.2≤f3/fL≤...

【技术特征摘要】

1.一种小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于包括沿光轴由物方到像方依次设置的透镜l1、透镜l2、透镜l3、透镜l4、探测器i；所述的透镜l1为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜l2为凹透镜；透镜l3为凸透镜；透镜l4为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面；透镜l1构成前固定组，透镜l2构成变倍组，透镜l3构成补偿组，透镜l4构成后固定组；变焦成像过程是通过变倍组与补偿组沿轴向相向移动实现焦距由短焦向长焦的变化；前固定组的焦距f1、变倍组的焦距f2、补偿组的焦距f3、后固定组的焦距f4满足以下关系：0.3≤f1/fl≤0.7；-0.12≤f2/fl≤-0.3；0.2≤f3/fl≤0.4；0.2≤f4/fl≤0.5；其中fl为系统长焦时的焦距。

2.根据权利要求1所述的小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于所述透镜l1的前后表面曲率半径分别为93.52mm～104.886mm、171.663mm～217.33mm；透镜l2的前后表面曲率半径分别为-204.095mm～-154.026mm、102.990mm～132.92mm；透镜l3的前后表面曲率半径分别为211.16mm～443.995mm、-174.992mm～-128.14mm；透镜l4的前后表面曲率半径分别为19.336mm～20.681mm、17.01mm～22.845mm；透镜l1的厚度为10.5mm～12.4mm；透镜l2的厚度为3.6mm～4.3mm；透镜l3的厚度为7mm～8.8mm；透镜l4的厚度为7.2mm～8.1mm；透镜l1后表面与透镜l2前表面之间的空气间隔为23.2mm～42.9mm；透镜l2后表面与透镜l3前表面之间的空气间隔为4.0mm～56.9mm；透镜l3后表面与透镜l4前表面之间的空气间隔为13.0mm～41.7mm。

3.根据权利要求2所述的小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于所述透镜l1的前后表面均为球面；透镜l2的前后表面均为非球面；透镜l3的前表面为非球面，后表面为球面；透镜l4的前表面为球面，后表面为非球面；透镜l2前表面的圆锥系数k为-0.96～-0.78，径向坐标的四次方系数α2为-6.81e-07～-1.68e-07，六次方系数α3为-2.91e-10～-1.58e-10，八次方系数α4为1.26e-13～3.16e-13；透镜l2后表面的圆锥系数k为0，径向坐标的四次方系数α2为1.46e-07～5.91e-07，六次方系数α3为-3.88e-10～-2.88e-10，八次方系数α4为1.23e-13～3.50e-13；透镜l3前表面的圆锥系数k为0，径向坐标的四次方系数α2为-5.69e-07～-2.55e-07，六次方系数α3为1.43e-10～2.34e-10，八次方系数α4为-6.15e-13～-2.57e-13；透镜l4后表面的圆锥系数k为0，径向坐标的四次方系数α2为2.31e-05～2.61e-05，六次方系数α3为-4.25e-07～-1.78e-07，八次方系数α4为1.92e-10～5.12e-10。

4.根据权利要求3所述的小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于还包括调焦组，调焦组设置在后固定组与探测器i之间，由沿光轴从物方到像方依次设置的透镜l5、透镜l6、透镜l7组成；透镜l5为负光焦度的弯月镜，其凸面朝向像面；透镜l6为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向像面；透镜l7为正光焦度的弯月镜，其凸面朝向物面。

5.根据权利要求4所述的小f数高分辨率中波制冷变焦成像系统，其特征在于所述透镜l5的前后表面曲率半径分别为-18.942mm～-17.195mm、-40.791mm～-38.687mm；透镜l6的前后表面曲率半径分别为-61.604mm～-53.183mm、-33.168mm～-32.301mm；透镜l7的前后表面曲率半径分别为30.025mm～34.205mm、81.426mm～89.927mm；透镜l5的厚度为6.2mm～6.8mm；透镜l6的厚度为7.3mm～7.8mm；透镜l7的厚度为7.4mm～7.8mm；透镜l4后表面与透镜l5前表面之间的空气间隔为32.5mm～33.5mm；透镜l5后表面与透镜l6前表面之间的空气间隔为1.8mm～2.2mm；透...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕宝，马驰，仲兆宇，丁金阳，单小桐，翟英新，冯宏臣，刘雪峰，崔超，
申请(专利权)人：长春精仪光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：