超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，從物側(cè)起沿光軸依次設(shè)置有前度固定組、變倍組、補(bǔ)償組、第一后固定組、調(diào)焦組和第二后固定組，變倍組、補(bǔ)償組分別為雙凹負(fù)透鏡、雙凸正透鏡，第一后固定組為負(fù)彎月透鏡，調(diào)焦組、第二后固定組均為正彎月透鏡；6個透鏡分別具有正、負(fù)、正、負(fù)、正、正的屈光度；鏡頭由廣角狀態(tài)向長焦?fàn)顟B(tài)變化的過程中，變倍組與前固定組之間的距離、補(bǔ)償組與第一后固定組之間的距離逐漸增加。本實用新型的紅外鏡頭，可實現(xiàn)10倍或10倍以上的超大變倍比；由于只采用6個透鏡，保證了光線透過率；結(jié)構(gòu)緊湊，有溫度補(bǔ)償功能，易于裝調(diào)和組裝。
【專利說明】超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，更具體的說，尤其涉及一種通過合理選取和排列不同種類的透鏡來使形成的鏡頭具有超大變倍比的連續(xù)變焦紅外鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]非制冷熱像儀由于體積小、重量輕等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅速。紅外變焦熱像儀的焦距可以連續(xù)變化，即能大范圍監(jiān)視，又能放大目標(biāo)仔細(xì)觀察，在變焦過程中不會丟失目標(biāo)信息，使得非制冷紅外變焦熱像儀在安防監(jiān)控、森林防火、安全生產(chǎn)等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
[0003]在長波紅外變焦系統(tǒng)設(shè)計中，為了追求高的透過率和降低成本(長波紅外材料很貴)，往往盡量減少使用鏡片的數(shù)量，同時長波紅外材料種類少，這些都加大了超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭的設(shè)計難度。
[0004]近年來，一些非制冷紅外變焦鏡頭越來越受到用戶的認(rèn)可，但超大變倍比鏡頭的應(yīng)用還比較少，中國專利文獻(xiàn)CN101482647B公開的大變倍比變焦鏡頭采用6片透鏡，僅僅實現(xiàn)了 5倍、6倍或7倍的變倍比，還有中國專利文獻(xiàn)203385929U公開的大變倍比鏡頭，也僅僅為6倍，通過以上描述可知，超大變倍比的鏡頭設(shè)計是一個巨大的難題，目前還沒有出現(xiàn)在廣角狀態(tài)下可清晰成像又可實現(xiàn)10倍甚至更高變倍比的連續(xù)變焦紅外鏡頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭。
[0006]本實用新型的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，包括對光線起會聚作用的前固定組和用于將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的探測器，所述前固定組為凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；其特別之處在于:從前固定組至探測器沿光軸依次設(shè)置有變倍組、補(bǔ)償組、第一后固定組、調(diào)焦組和第二后固定組，所述變倍組、補(bǔ)償組分別為雙凹負(fù)透鏡、雙凸正透鏡，第一后固定組為凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，調(diào)焦組、第二后固定組均為凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；所述前固定組、補(bǔ)償組、調(diào)焦組、第二后固定組均具有正屈光度，變倍組、第一后固定組均具有負(fù)屈光度；
[0007]所述變倍組、補(bǔ)償組和調(diào)焦組設(shè)置有驅(qū)使各自運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，前固定組、第一后固定組和第二后固定組相對于探測器靜止不動；鏡頭由廣角狀態(tài)向長焦?fàn)顟B(tài)變化的過程中，變倍組與前固定組之間的距離逐漸增加，補(bǔ)償組與第一后固定組之間的距離也逐漸增加；補(bǔ)償組用于補(bǔ)償變倍組在變焦過程中或者外界溫度變化時所造成的像面位置的偏移，調(diào)焦組對遠(yuǎn)近不同的物體進(jìn)行聚焦并可在外界溫度變化時補(bǔ)償像面的離焦。
[0008]前固定組采用正彎月透鏡，實現(xiàn)對光線的聚焦；探測器用于將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。正屈光度是指對光線具有會聚作用，負(fù)屈光度是指對光線具有發(fā)散作用。變倍組、補(bǔ)償組、第一后固定組、聚焦組、第二后固定組分別采用雙凹負(fù)透鏡、雙凸正透鏡、負(fù)彎月透鏡、正彎月透鏡、正彎月透鏡，且透鏡的凹面、凸面、凹面、凸面、凸面分別朝向物側(cè)，并分別具有正、負(fù)、正、負(fù)、正、正屈光度，變倍組在前固定組與補(bǔ)償組之間移動變焦的過程中，可使其具有10倍或10倍以上的變倍比，鏡頭更加適用于大視場搜索目標(biāo)、小視場仔細(xì)觀察目標(biāo)。
[0009]本實用新型的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，設(shè)第一后固定組、調(diào)焦組和第二后固定組所組成的光學(xué)系統(tǒng)為第四透鏡單元，前固定組、變倍組和第四透鏡單元的焦距滿足不等式組(I):
【權(quán)利要求】
1.一種超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，包括對光線起會聚作用的前固定組(I)和用于將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的探測器(8)，所述前固定組為凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；其特征在于:從前固定組至探測器沿光軸依次設(shè)置有變倍組(2)、補(bǔ)償組(3)、第一后固定組(4)、調(diào)焦組(5)和第二后固定組(6)，所述變倍組、補(bǔ)償組分別為雙凹負(fù)透鏡、雙凸正透鏡，第一后固定組為凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，調(diào)焦組、第二后固定組均為凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；所述前固定組、補(bǔ)償組、調(diào)焦組、第二后固定組均具有正屈光度，變倍組、第一后固定組均具有負(fù)屈光度； 所述變倍組、補(bǔ)償組和調(diào)焦組設(shè)置有驅(qū)使各自運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，前固定組、第一后固定組和第二后固定組相對于探測器靜止不動；鏡頭由廣角狀態(tài)向長焦?fàn)顟B(tài)變化的過程中，變倍組與前固定組之間的距離逐漸增加，補(bǔ)償組與第一后固定組之間的距離也逐漸增加；補(bǔ)償組用于補(bǔ)償變倍組在變焦過程中或者外界溫度變化時所造成的像面位置的偏移，調(diào)焦組對遠(yuǎn)近不同的物體進(jìn)行聚焦并可在外界溫度變化時補(bǔ)償像面的離焦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，其特征在于:設(shè)第一后固定組(4)、調(diào)焦組(5)和第二后固定組(6)所組成的光學(xué)系統(tǒng)為第四透鏡單元，前固定組(I)、變倍組(2 )和第四透鏡單元的焦距滿足不等式組(I):
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，其特征在于:所述變倍組(2)和補(bǔ)償組(3)所含有的4個曲面至少有兩個非球面。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，其特征在于:所述變倍組(2)朝向物側(cè)的曲面和補(bǔ)償組(3)朝向像側(cè)的曲面均為非球面；非球面通過公式(2)來確定:
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，其特征在于:設(shè)前固定組(I)、變倍組(2)、補(bǔ)償組(3)、第一后規(guī)定組(4)、調(diào)焦組(5)以及第二后固定組(6)朝向物側(cè)和朝向像側(cè)的曲面分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12 ;曲面SI至S12 的曲率半徑分別為 155.353mm、300.375 mm,-206.83 mm、208.55 mm、202.16 mm,-149.83mm、-64.37 mm、-185.19 mm> 184.62 mm.414.80 mm、64.42 mm、59.06 mm ;光軸處曲面 S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、Sll、S12 之間的距離分別為 14mm、可變間距 Dl、5.0mm、可變間距 D2、8.0 mm、可變間距 D3、6.0mm、50.20 mm、7.0 mm、20.35 mm、5.0 mm,曲面 S12 距離探測器(8)表面的距離為19.45 mm; 鏡頭由廣角狀態(tài)向長焦?fàn)顟B(tài)變化的過程中:可變間距Dl由21.45mm逐漸增加至.96.05_，可變間距D2由121.35mm逐漸減小至8.85_，可變間距D3由7.20mm逐漸增加至.45.1Omm0
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超大變倍比連續(xù)變焦紅外鏡頭，其特征在于:所述補(bǔ)償組(3)朝向物側(cè)的曲面處設(shè)置光闌；光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)從0.9~1.2之間進(jìn)行變化；該系統(tǒng)適用于波長8-12 μ m的 長波紅外。
【文檔編號】G02B15/173GK203773146SQ201420116162
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】劉濤, 徐玉惠, 陳大明 申請人:山東神戎電子股份有限公司