[發明專利]一種中波紅外連續變焦鏡頭及成像裝置

有效

• 申請號: 201811591878.1
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN111367064B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 張新;劉濤;王靈杰;史廣維;張建萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B15/173
• 分類號: G02B15/173
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 吳乃壯

本發明公開了一種中波紅外連續變焦鏡頭，其中，從物方到像方同軸依次排列前固定組、變焦透鏡組、補償透鏡組、后固定組以及二次成像透鏡組，所述前固定組具有正光焦度，所述變焦透鏡組具有負光焦度，所述補償透鏡組具有正光焦度，所述后固定組具有正光焦度，所述二次成像透鏡組具有正光焦度，所述變焦透鏡組和所述補償透鏡組可軸向移動實現連續變焦。該中波紅外連續變焦鏡頭，結構緊湊，滿足冷光闌效率100％；所述變焦透鏡組和所述補償透鏡組的軸向移動實現系統的連續變焦，變焦行程短且曲線平滑，在全焦范圍內具有良好的成像質量。

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，特別是涉及一種中波紅外連續變焦鏡頭及成像裝置。

背景技術

光學儀器在較大溫度范圍內使用時，鏡筒材料、光學材料的熱脹冷縮以及光學材料的溫度折射率系數會使鏡頭光焦度發生變化，產生離焦現象，而鏡筒材料的熱脹冷縮也會造成光學系統離焦，使成像質量下降。為了降低溫度變化對紅外光學系統成像質量的影響，需要進行無熱化設計，或稱為消熱差設計，即通過一定的機械、光學及電子等技術，補償因溫度變化產生的離焦，使紅外光學系統在一個變化范圍較大的溫度區間內保持成像質量的穩定。目前的消熱差方式主要有：機電主動式消熱差、機械被動式消熱差和光學被動式消熱差。

紅外連續變焦光學系統的焦距在一定范圍內連續改變時，像面穩定并且能保持良好的像質。像面景物的大小連續可變，能達到定焦鏡頭和多檔變焦鏡頭無法達到的視覺效果，從而實現大視場搜索目標，小視場仔細觀察目標的目的。

目前國內對于中波紅外連續變焦光學系統的研究已有文獻報道。公開號為CN106526818的中國專利公開了一項三組聯動緊湊型高變倍比紅外聯系變焦光學系統。但是該系統由于采用的是三組元變焦方式，光學系統結構復雜,控制精度要求較高，并且其第一補償透鏡3在單晶硅材料上面加工了非球面，增加了光學加工的難度。

綜上所述，三組元緊湊型變焦鏡頭存在結構復雜，裝調困難等問題；單晶硅材料上面的非球面，又增加了光學加工的難度。

發明內容

本發明實施例提供了一種中波紅外連續變焦鏡頭及成像裝置，能夠實現鏡頭結構緊湊且具有中波紅外連續變焦的能力。

第一方面提供一種中波紅外連續變焦鏡頭，其中，從物方到像方同軸依次排列前固定組、變焦透鏡組、補償透鏡組、后固定組以及二次成像透鏡組，所述前固定組具有正光焦度，所述變焦透鏡組具有負光焦度，所述補償透鏡組具有正光焦度，所述后固定組具有正光焦度，所述二次成像透鏡組具有正光焦度，所述變焦透鏡組和所述補償透鏡組可軸向移動實現連續變焦。

結合第一方面的實現方式：

所述前固定組為一個凸面向物方的彎月硅正透鏡，所述彎月硅正透鏡的前后表面均為球面；

或者，所述后固定組為一個凸面向物方的彎月正光焦度的透鏡，所述彎月正光焦度的透鏡的前表面為加工在偶次非球面基底上的衍射表面；

或者，所述補償透鏡組包括從物方到像方同軸依次排列的第一補償透鏡和第二補償透鏡，所述第一補償透鏡為雙凸正透鏡，所述第二補償透鏡為凸向像方的彎月正透鏡；

或者，所述變焦透鏡組包括從物方到像方同軸依次排列的第一變焦透鏡、第二變焦透鏡和第三變焦透鏡；所述第一變焦透鏡為凸向物方的彎月負透鏡，所述第二變焦透鏡為凸向物方的彎月正透鏡，所述第三變焦透鏡為雙凹負透鏡；

或者，所述二次成像透鏡組包括凸向像方的正光焦度的第一彎月透鏡和位于所述第一彎月透鏡像方側的凸向像方的正光焦度的第二彎月透鏡。

結合第一方面的實現方式：

所述第一變焦透鏡的前表面為偶次非球面，后表面是球面；所述第二變焦透鏡的前后表面均為球面；所述第三變焦透鏡的前表面為球面，后表面為偶次非球面；