大變倍比紅外變焦鏡頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大變倍比紅外變焦鏡頭，一種大變倍比紅外變焦鏡頭，包括在光軸方向從物側(cè)起由前至后依序設(shè)置的前固定組、變倍組、補(bǔ)償組、后固定組和調(diào)焦組，所述前固定組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡，所述變倍組為一片雙凹負(fù)透鏡，所述補(bǔ)償組為一片雙凸正透鏡，所述后固定組為一片凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，所述調(diào)焦組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；其中變倍組、補(bǔ)償組、調(diào)焦組屬于可動(dòng)透鏡，均配有前后移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；而調(diào)焦組相比于后固定組而更靠近探測(cè)器焦平面。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，成像質(zhì)量好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】大變倍比紅外變焦鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種大變倍比紅外變焦鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]大變倍比一般指變倍比從5到25的變倍比。在變焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，決定鏡頭總體長(zhǎng)度的因素是變倍比(亦即長(zhǎng)端焦距)和相對(duì)孔徑的大小，而決定前片通光口徑的因素除上述兩個(gè)因素外，還有視場(chǎng)角的大小，在視場(chǎng)角比較大的情況下，往往是軸外光束的高度決定了變焦距物鏡前片通光口徑。在保證成像質(zhì)量的條件下減小鏡頭尺寸是當(dāng)前比較重要的研究方向。
[0003]非制冷熱像儀由于體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)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(guò)程中不會(huì)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。
[0004]近年來(lái)，一些非制冷紅外變焦鏡頭越來(lái)越受到用戶的認(rèn)可，但大變倍比鏡頭的應(yīng)用還比較少，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101482647B公開(kāi)的大變倍比變焦鏡頭采用6片透鏡，透鏡數(shù)量多，不可避免的會(huì)造成鏡頭整體透過(guò)率低，通過(guò)以上描述可知，多鏡片結(jié)構(gòu)不可避免的會(huì)使其整體體積偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大變倍比紅外變焦鏡頭，結(jié)構(gòu)緊湊，成像質(zhì)量好。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種大變倍比紅外變焦鏡頭，包括在光軸方向從物側(cè)起由前至后依序設(shè)置的前固定組、變倍組、補(bǔ)償組、后固定組和調(diào)焦組，所述前固定組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡，所述變倍組為一片雙凹負(fù)透鏡，所述補(bǔ)償組為一片雙凸正透鏡，所述后固定組為一片凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，所述調(diào)焦組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；其中變倍組、補(bǔ)償組、調(diào)焦組屬于可動(dòng)透鏡，均配有前后移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；而調(diào)焦組相比于后固定組而更靠近探測(cè)器焦平面。
[0008]從上述結(jié)構(gòu)可以看出，依據(jù)本實(shí)用新型使用了五片透鏡，更易于裝調(diào)，結(jié)構(gòu)相對(duì)也比較緊湊。為了實(shí)現(xiàn)更好的光學(xué)效果，后固定組為一片負(fù)透鏡，有效地校正了各種像差。整個(gè)變焦過(guò)程中鏡頭的F數(shù)能夠有效地保證為1.0并恒定不變，通光口徑大，提高了整個(gè)系統(tǒng)的靈敏度。
[0009]上述大變倍比紅外變焦鏡頭，變倍組朝向物側(cè)的表面和補(bǔ)償組朝向像側(cè)的表面含有偶次非球面。
[0010]上述大變倍比紅外變焦鏡頭，可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置為當(dāng)所述紅外變焦鏡頭從廣角端向長(zhǎng)焦端變化時(shí)，前固定組與變倍組之間的距離一直增大，變倍組與補(bǔ)償組之間的距離一直減小，補(bǔ)償組與后固定組之間的距離先增大后減小。
[0011]上述大變倍比紅外變焦鏡頭，可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均為凸輪機(jī)構(gòu)。
[0012]上述大變倍比紅外變焦鏡頭，所述后固定組靠近物側(cè)的表面設(shè)有系統(tǒng)光闌。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的廣角端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的中焦端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的長(zhǎng)焦端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的廣角端調(diào)制傳遞函數(shù)MTF圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的中焦端調(diào)制傳遞函數(shù)MTF圖。
[0018]圖6為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的長(zhǎng)焦端調(diào)制傳遞函數(shù)MTF圖。
[0019]圖中，100:前固定組，200:變倍組，300:補(bǔ)償組，400:后固定組，500:調(diào)焦組，600:探測(cè)器硅窗，700:探測(cè)器焦平面。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)一個(gè)【具體實(shí)施方式】，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。
[0021]圖1、圖2和圖3依次表示了本實(shí)施例在廣角端、中焦端和長(zhǎng)焦端的光學(xué)系統(tǒng)圖，沿光軸從物側(cè)起由前固定組100、變倍組200、補(bǔ)償組300、后固定組400和調(diào)焦組500共5片透鏡組成，其中，前固定組100為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡，用于對(duì)不同距離的目標(biāo)進(jìn)行聚焦；變倍組200為一片雙凹負(fù)透鏡，用于改變系統(tǒng)的焦距；補(bǔ)償組300為一片雙凸正透鏡，用于補(bǔ)償系統(tǒng)變焦過(guò)程中像面位置的偏移；后固定組400為一片凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，在靠近物側(cè)的表面設(shè)置有系統(tǒng)光闌，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的像差平衡，進(jìn)行匯聚收光；調(diào)焦組500為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡，調(diào)焦組500可通過(guò)凸輪結(jié)構(gòu)帶動(dòng)其前后移動(dòng)，以便對(duì)遠(yuǎn)近不同的物體聚焦清楚，并可以在一定溫度變化范圍內(nèi)補(bǔ)償像面的離焦。變倍組200朝向物側(cè)的表面和補(bǔ)償組300朝向像側(cè)的表面含有偶次非球面。五組透鏡組的屈光度依次為正、負(fù)、正、負(fù)、正并且五片透鏡均由鍺材料制作。
[0022]大變倍比紅外變焦鏡頭能在一定范圍內(nèi)改變系統(tǒng)焦距，可以達(dá)到大視場(chǎng)搜索目標(biāo)，小視場(chǎng)仔細(xì)觀察目標(biāo)的目的。當(dāng)紅外變焦鏡頭從廣角端向長(zhǎng)焦端變化時(shí)，前固定組100到探測(cè)器焦平面700的距離固定不變，前固定組100和變倍組200之間的距離一直增大，變倍組200和補(bǔ)償組300之間的距離一直減小，補(bǔ)償組300和后固定組400之間的距離先增大后減小。
[0023]關(guān)于可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)，如調(diào)焦組500采用凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)在鏡頭變倍中使用較多，在此不再贅述其基本結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)此應(yīng)有清楚的理解。
[0024]該大變倍比紅外變焦鏡頭的工作波段為8-12 μ m，變倍比為6倍，最長(zhǎng)焦距為120mm，最短焦距為20mm。以下表格的數(shù)據(jù)，將說(shuō)明出優(yōu)選實(shí)例的光學(xué)參數(shù)。
[0025]表一:光學(xué)元件參數(shù)表
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種大變倍比紅外變焦鏡頭，其特征在于，包括在光軸方向從物側(cè)起由前至后依序設(shè)置的前固定組、變倍組、補(bǔ)償組、后固定組和調(diào)焦組，所述前固定組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡，所述變倍組為一片雙凹負(fù)透鏡，所述補(bǔ)償組為一片雙凸正透鏡，所述后固定組為一片凹面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡，所述調(diào)焦組為一片凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡；其中變倍組、補(bǔ)償組、調(diào)焦組屬于可動(dòng)透鏡，均配有前后移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；而調(diào)焦組相比于后固定組而更靠近探測(cè)器焦平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變倍比紅外變焦鏡頭，其特征在于，變倍組朝向物側(cè)的表面和補(bǔ)償組朝向像側(cè)的表面含有偶次非球面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大變倍比紅外變焦鏡頭，其特征在于，可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)配置為當(dāng)所述紅外變焦鏡頭從廣角端向長(zhǎng)焦端變化時(shí)，前固定組與變倍組之間的距離一直增大，變倍組與補(bǔ)償組之間的距離一直減小，補(bǔ)償組與后固定組之間的距離先增大后減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大變倍比紅外變焦鏡頭，其特征在于，可動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均為凸輪機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大變倍比紅外變焦鏡頭，其特征在于，所述后固定組靠近物側(cè)的表面設(shè)有系統(tǒng)光闌。
【文檔編號(hào)】G02B15/177GK203385929SQ201320501977
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月17日
【發(fā)明者】徐玉惠, 劉濤, 趙瑩, 孫建軍, 馬濤 申請(qǐng)人:山東神戎電子股份有限公司