[发明专利]一种中波红外连续变焦镜头及成像装置

说明书

本发明公开了一种中波红外连续变焦镜头，其中，从物方到像方同轴依次排列前固定组、变焦透镜组、补偿透镜组、后固定组以及二次成像透镜组，所述前固定组具有正光焦度，所述变焦透镜组具有负光焦度，所述补偿透镜组具有正光焦度，所述后固定组具有正光焦度，所述二次成像透镜组具有正光焦度，所述变焦透镜组和所述补偿透镜组可轴向移动实现连续变焦。该中波红外连续变焦镜头，结构紧凑，满足冷光阑效率100％；所述变焦透镜组和所述补偿透镜组的轴向移动实现系统的连续变焦，变焦行程短且曲线平滑，在全焦范围内具有良好的成像质量。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种中波红外连续变焦镜头及成像装置。

背景技术

光学仪器在较大温度范围内使用时，镜筒材料、光学材料的热胀冷缩以及光学材料的温度折射率系数会使镜头光焦度发生变化，产生离焦现象，而镜筒材料的热胀冷缩也会造成光学系统离焦，使成像质量下降。为了降低温度变化对红外光学系统成像质量的影响，需要进行无热化设计，或称为消热差设计，即通过一定的机械、光学及电子等技术，补偿因温度变化产生的离焦，使红外光学系统在一个变化范围较大的温度区间内保持成像质量的稳定。目前的消热差方式主要有：机电主动式消热差、机械被动式消热差和光学被动式消热差。

红外连续变焦光学系统的焦距在一定范围内连续改变时，像面稳定并且能保持良好的像质。像面景物的大小连续可变，能达到定焦镜头和多档变焦镜头无法达到的视觉效果，从而实现大视场搜索目标，小视场仔细观察目标的目的。

目前国内对于中波红外连续变焦光学系统的研究已有文献报道。公开号为CN106526818的中国专利公开了一项三组联动紧凑型高变倍比红外联系变焦光学系统。但是该系统由于采用的是三组元变焦方式，光学系统结构复杂,控制精度要求较高，并且其第一补偿透镜3在单晶硅材料上面加工了非球面，增加了光学加工的难度。

综上所述，三组元紧凑型变焦镜头存在结构复杂，装调困难等问题；单晶硅材料上面的非球面，又增加了光学加工的难度。

发明内容

本发明实施例提供了一种中波红外连续变焦镜头及成像装置，能够实现镜头结构紧凑且具有中波红外连续变焦的能力。

第一方面提供一种中波红外连续变焦镜头，其中，从物方到像方同轴依次排列前固定组、变焦透镜组、补偿透镜组、后固定组以及二次成像透镜组，所述前固定组具有正光焦度，所述变焦透镜组具有负光焦度，所述补偿透镜组具有正光焦度，所述后固定组具有正光焦度，所述二次成像透镜组具有正光焦度，所述变焦透镜组和所述补偿透镜组可轴向移动实现连续变焦。

结合第一方面的实现方式：

所述前固定组为一个凸面向物方的弯月硅正透镜，所述弯月硅正透镜的前后表面均为球面；

或者，所述后固定组为一个凸面向物方的弯月正光焦度的透镜，所述弯月正光焦度的透镜的前表面为加工在偶次非球面基底上的衍射表面；

或者，所述补偿透镜组包括从物方到像方同轴依次排列的第一补偿透镜和第二补偿透镜，所述第一补偿透镜为双凸正透镜，所述第二补偿透镜为凸向像方的弯月正透镜；

或者，所述变焦透镜组包括从物方到像方同轴依次排列的第一变焦透镜、第二变焦透镜和第三变焦透镜；所述第一变焦透镜为凸向物方的弯月负透镜，所述第二变焦透镜为凸向物方的弯月正透镜，所述第三变焦透镜为双凹负透镜；

或者，所述二次成像透镜组包括凸向像方的正光焦度的第一弯月透镜和位于所述第一弯月透镜像方侧的凸向像方的正光焦度的第二弯月透镜。

结合第一方面的实现方式：

所述第一变焦透镜的前表面为偶次非球面，后表面是球面；所述第二变焦透镜的前后表面均为球面；所述第三变焦透镜的前表面为球面，后表面为偶次非球面；