式，從前至后依次為；兩片低 色散的透鏡，一片高折射率透鏡與一片低色散透鏡組成的雙膠合透鏡。用低色散材料抑制 色差球差，用高折射率材料減小后組透鏡口徑，用雙膠合透鏡減小色差。
[0040] 變倍組2的作用是改變系統(tǒng)的倍率，即改變光學(xué)系統(tǒng)的總焦距，實(shí)現(xiàn)焦距的連續(xù) 變化，為負(fù)光焦度組。變倍組的相對孔徑D2:f2' =1:0.85,因光闊放在補(bǔ)償組3后，遠(yuǎn)離 變倍組2,短焦時主光線經(jīng)過前透鏡組后出射角最大，使變倍組短焦時主光線的投射高最 大；長焦時軸上光線經(jīng)過前透鏡組后出射角也最大，使變倍組2長焦時軸上光線的投射高 最大。因此，變倍組2的短焦段的慧差、垂軸球差均難W校正，本組件采用雙單單的復(fù)雜結(jié) 構(gòu)形式，從前至后依次為；一片高折射率透鏡與一片中等折射率透鏡組成的雙膠合透鏡，一 片高折射率透鏡，一片低色散透鏡。該結(jié)構(gòu)形式和玻璃組合既有利于高級慧差和高級球差 的校正，還可W減小光闊組的最大通光口徑。
[0041] 補(bǔ)償組3對變倍比沒有影響，其作用是使變倍過程中光學(xué)系統(tǒng)像面穩(wěn)定不變，為 正光焦度組。本組件的相對孔徑IVf為1/2,屬于較大相對孔徑，但通光口徑較小，組內(nèi)像 差校正難度較小，主要是補(bǔ)償前透鏡組1和變倍組2的像差，本組件采用雙雙的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形 式，從前至后依次為；一片低色散透鏡與一片高折射率透鏡組成的雙膠合透鏡，一片低色散 透鏡和一片高折射率透鏡組成的雙膠合透鏡。
[0042] 后固定組的作用是拉長或縮短像距、補(bǔ)償像差，為正光焦度組。后固定組的相對孔 徑和通光口徑均很小，組內(nèi)像差容易校正，后固定組采用單雙雙的后固定前組5加單單單 的后固定后組7的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，從前至后依次為；一片高折射率透鏡，一片高折射率透鏡 和一片低色散透鏡組成的雙膠合透鏡，一片中等色散透鏡和一片高色散透鏡組成的雙膠合 透鏡；一片高折射率透鏡，兩片低色散透鏡。
[0043] 消旋棱鏡組6置于后固定前組和后固定后組之間，其作用是消除二維掃描引起的 像旋。消旋棱鏡組的設(shè)置原則是盡量減小棱鏡的通光口徑，從而減小轉(zhuǎn)動阻力和轉(zhuǎn)動慣量， 使棱鏡組的運(yùn)動靈活易控。
[0044] 可變光闊組4位于補(bǔ)償組3和后固定組之間的一固定位置，其作用是改變系統(tǒng)光 通量，通光口徑可變。光闊位置的設(shè)置既要有利于與光闊位置有關(guān)的像差的校正，還要最大 限度的減小光闊的通光口徑，該樣有利于減小鏡頭的徑向尺寸。
[0045] 濾光鏡組8位于后固定組與像面9之間，其作用是實(shí)現(xiàn)高清觀察和透霧觀察，包含 兩片在同一平面上排列的不同波段相同厚度的平面濾光鏡。
[0046] 本實(shí)用新型的實(shí)施例中，如圖1所示，前透鏡組1為單單雙結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從 前至后依次為：兩片低色散晶體材料的雙凸透鏡，一片高折射率重銅火石雙凹透鏡與一片 低色散的重冕雙凸透鏡組成的雙膠合透鏡。
[0047] 變倍組2為雙單單結(jié)構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重火石正 彎月透鏡與一片中等色散銅冕雙凹透鏡組成的雙膠合透鏡、一片高色散重領(lǐng)火石正彎月透 鏡、一片低色散輕冕雙凹透鏡。
[0048] 補(bǔ)償組3為雙雙結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為；一片低色散輕冕雙凸透鏡 與一片高色散重火石負(fù)彎月透鏡組成的雙膠合透鏡，一片低色散輕冕雙凸透鏡和一片高色 散的重領(lǐng)火石負(fù)彎月透鏡組成的雙膠合透鏡。
[0049] 后固定前組5為單雙雙結(jié)構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重銅 火石負(fù)彎月透鏡、一片高色散重領(lǐng)火石正彎月透鏡和一片低色散輕冕正彎月透鏡組成的雙 膠合透鏡、一片中等折射率銅火石雙凹透鏡和一片高色散重火石正彎月透鏡組成的雙膠合 透鏡。
[0化0] 消旋棱鏡組6為別漢棱鏡，具有消像旋功能；的后固定后組7為單單單結(jié)構(gòu)的正光 焦度組，從前至后依次為；一片高折射率重火石負(fù)彎月透鏡、一片低色散輕冕雙凸透鏡、一 片低色散輕冕正彎月透鏡；的濾光鏡組8位于后固定后組7與像面9之間，包含兩片在同一 平面上排列的不同波段的平面濾光鏡。
[0化1] 本實(shí)用新型的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其變倍組2的凸輪運(yùn)動曲線為非 規(guī)則曲線，補(bǔ)償組的凸輪運(yùn)動曲線為規(guī)則曲線。變倍組和補(bǔ)償組運(yùn)動曲線的不規(guī)則度不僅 決定著光學(xué)系統(tǒng)的總長，還影響系統(tǒng)的像差校正，兩組曲線不可能同時為規(guī)則曲線，但可W 同時為非規(guī)則曲線，大部分光學(xué)系統(tǒng)的變倍組取規(guī)則曲線，補(bǔ)償組取非規(guī)則曲線，本實(shí)用新 型的變倍組取非規(guī)則曲線，補(bǔ)償組取規(guī)則曲線。該樣既可W縮短系統(tǒng)總長、有利于像差校 正，也能降低凸輪曲線槽的加工難度。若兩組曲線同時為非規(guī)則曲線，則凸輪槽的加工難度 會因不同焦距位置變倍組和補(bǔ)償組的坐標(biāo)點(diǎn)難于對應(yīng)而大大增加。如圖3. 1和3. 2所示， 為本實(shí)用新型光學(xué)裝置的變倍曲線a和補(bǔ)償曲線b的凸輪槽示意圖。
[0化2] 本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例中高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其焦距為 20mm~400mm連續(xù)變焦，相對孔徑為1 ;3. 5~1 ;5. 5,最大透鏡的通光口徑為82mm，適配 像面尺寸為2/3英寸及適配1/2英寸，長寬比為16 ;9。
[0化引在400nm~1000 nm波段范圍內(nèi)，用兩個不同波段的等厚度的濾光鏡，在同一固定 平面分別實(shí)現(xiàn)高清觀察和透霧觀察。
[0化4] 所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，在-30°C~+65°C的溫度范圍內(nèi)，能正常 工作。
[0055] 所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，傳遞函數(shù)的實(shí)測值為：
[0化6]
[0057] 所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，在對IOOm~范圍的目標(biāo)成像時，無需 調(diào)焦，在20mm~400mm的連續(xù)變焦過程中，圖像全程清晰。
[005引在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可W設(shè)計(jì)出一系列的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué) 消旋裝置，結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型的顯著效果進(jìn)一步說明如下：
[0059]W下表1、表2給出的數(shù)據(jù)對應(yīng)圖1，是一個應(yīng)用于高清透霧電視攝像機(jī)的20倍高 清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，表3是該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)值，系統(tǒng)焦距20mm~400mm，適配 2/3英寸及1/2英寸，長寬比16 ;9像面的CCD。
[0060] 表1為具體實(shí)施實(shí)例的光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)表
[0061]
[0062]
[0063]
[0068] 應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可W根據(jù)上述說明加W改進(jìn)或變換， 而所有該些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，包括安裝于同一光軸上依次排 列的前透鏡組（1)、變倍組（2)、補(bǔ)償組（3)、可變光闌組（4)、后固定前組（5)、消旋棱鏡組 (6)、后固定后組（7)以及濾光鏡組（8);其中： 所述前透鏡組（1 )、所述變倍組（2 )和所述補(bǔ)償組（3 )均可沿光軸方向運(yùn)動； 所述后固定前組（5)和所述后固定后組（7)均固定在光軸上； 所述消旋棱鏡組（6)置于所述后固定前組（5)和所述后固定后組（7)的會聚光路中，所 述消旋棱鏡組（6)繞光軸旋轉(zhuǎn)； 所述可變光闌組（4)和所述濾光鏡組（8)均垂直于光軸安裝，且均在垂直于光軸方向 上運(yùn)動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述前透鏡 組（1)為單單雙結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為：兩片低色散晶體材料的雙凸透鏡，一 片高折射率重鑭火石雙凹透鏡與一片低色散的重冕雙凸透鏡組成的雙膠合透鏡。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的變倍 組（2)為雙單單結(jié)構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為：一片高折射率重火石正彎月透鏡與 一片中等色散鑭冕雙凹透鏡組成的雙膠合透鏡、一片高色散重鋇火石正彎月透鏡、一片低 色散輕冕雙凹透鏡。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的補(bǔ)償 組（3)為雙雙結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為：一片低色散輕冕雙凸透鏡與一片高色 散重火石負(fù)彎月透鏡組成的雙膠合透鏡，一片低色散輕冕雙凸透鏡和一片高色散的重鋇火 石負(fù)彎月透鏡組成的雙膠合透鏡。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的可變 光闌組（4)位于補(bǔ)償組（3)和后固定前組（5)之間的一固定位置，通光口徑可變。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的后固 定前組（5)為單雙雙結(jié)構(gòu)的負(fù)光焦度組，從前至后依次為：一片高折射率重鑭火石負(fù)彎月 透鏡、一片高色散重鋇火石正彎月透鏡和一片低色散輕冕正彎月透鏡組成的雙膠合透鏡、 一片中等折射率鑭火石雙凹透鏡和一片高色散重火石正彎月透鏡組成的雙膠合透鏡。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的消旋 棱鏡組（6)為別漢棱鏡。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的后固 定后組（7)為單單單結(jié)構(gòu)的正光焦度組，從前至后依次為：一片高折射率重火石負(fù)彎月透 鏡、一片低色散輕冕雙凸透鏡、一片低色散輕冕正彎月透鏡。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，其特征在于，所述的濾光 鏡組（8)位于后固定后組（7)與像面（9)之間，包含兩片在同一平面上排列的不同波段的平 面濾光鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高清透霧連續(xù)變焦光學(xué)消旋裝置，包括安裝于同一光軸上依次排列的前透鏡組、變倍組、補(bǔ)償組、可變光闌組、后固定前組、消旋棱鏡組、后固定后組以及濾光鏡組；其中：前透鏡組、變倍組和補(bǔ)償組均可沿光軸方向運(yùn)動；后固定前組和后固定后組均固定在光軸上；消旋棱鏡組置于后固定前組和后固定后組的會聚光路中，消旋棱鏡組繞光軸旋轉(zhuǎn)；可變光闌組和濾光鏡組均垂直于光軸安裝，且均在垂直于光軸方向上運(yùn)動。本實(shí)用新型具有高清晰度成像和消像旋及透霧功能。
【IPC分類】G02B15/14, G02B27/00
【公開號】CN204679710
【申請?zhí)枴緾N201520406532
【發(fā)明人】胡際先, 耿安兵, 張泉, 郭劼, 胡鋒
【申請人】湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月12日