[发明专利]红外连续变焦镜头光学系统

说明书

技术领域

本发明创造属于光学镜头技术领域，具体涉及一种红外连续变焦镜头光学系统。 

背景技术

随着红外夜视技术的快速发展，作为红外镜头前端技术的连续变焦镜头的应用将越来越多，红外连续变焦镜头由于受到温度环境的影响，目前应用较少。目前应用的红外连续变焦镜头大多数不能满足高低温环境下的使用需求。部分满足高低温环境下的镜头均是采用结构件材料热变形进行温度补偿的方法，设计难度较大。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种红外连续变焦镜头光学系统，具有结构形式简单，能够满足在-40℃～50℃高低温环境下连续变焦、图像清晰的使用要求。

为实现本发明的目的，所采取的技术方案是：该红外连续变焦镜头光学系统，具有前固定组，连续变倍组、变倍补偿组、后固定组和红外芯片，其特征在于：所述前固定组采用一个凸面向前的第一正弯月透镜；所述连续变倍组采用一个凸面向前、凹面向后的第一负弯月透镜；所述变倍补偿组采用一个凸面向后、凹面向前的第二负弯月透镜；所述后固定组采用一个凸面向前的第二正弯月透镜实现系统的像差平衡，后固定组后面设有一个凸面向前的第三正弯月透镜作为温度补偿透镜；温度补偿透镜加一个温度传感器，按照温度变化温度补偿透镜作相应的位置移动，前固定组再作相应的像差补偿，图像通过红外芯片接收，变化实现连续变焦。

所述前固定组、连续变倍组、变倍补偿组和后固定组构成的光学系统的焦距为f′=44mm～132mm，F数为1/1.0。

所述f′=44～132mm/F1.0红外连续变焦镜头参数如下：

 

其中：

C=0.012396182

k=-0.120029

=0；

=-6.802023×10^-8；

=-4.418352×10^-12。

采用上述技术方案的有益效果：该红外连续变焦镜头光学系统利用一个凸面向前的第一正弯月透镜作前固定组，用于对不同距离的目标进行聚焦；用一个凸面向前、凹面向后的第一负弯月透镜实现连续变倍；用一个凸面向后、凹面向前的第二负弯月透镜实现连续的变倍补偿；后固定组采用一个凸面向前的第二正弯月透镜实现系统的像差平衡；采用一个凸面向前的第三正弯月透镜作为温度补偿透镜，温度补偿透镜加一个温度传感器测温后，按照温度变化温度补偿透镜作相应的位置移动，前固定组再作相应的像差补偿，利用光学补偿的方法实现环境温度范围-40℃～+50℃情况下系统的温度补偿，图像通过红外芯片接收，变倍组和补偿组通过间隔变化实现连续变焦。与现有技术相比，其结构简单设计合理，满足全变焦范围内-40℃～+50℃的高清晰像质要求。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为长焦f′=132/F1.0的结构示意图。

图2为中焦f′=88/F1.0的结构示意图。

图3为短焦f′=44/F1.0的结构示意图。

图4该系统在长焦情况下，满足尼奎斯特频率20lp/mm的传递函数表。

图5该系统在中焦情况下，满足尼奎斯特频率20lp/mm的传递函数表。

图6该系统在短焦情况下，满足尼奎斯特频率20lp/mm的传递函数表。

具体实施方式

如图1、2、3所示的五组五片式，焦距f′=44mm～132mm，F数为1/1.0的红外连续变焦镜头光学系统。

具有前固定组，连续变倍组、变倍补偿组、后固定组和红外芯片，所述前固定组采用一个凸面向前的第一正弯月透镜1，用于对不同距离的目标进行聚焦；所述连续变倍组采用一个凸面向前、凹面向后的第一负弯月透镜2实现连续变倍；所述变倍补偿组采用一个凸面向后、凹面向前的第二负弯月透镜3实现连续的变倍补偿；所述后固定组采用一个凸面向前的第二正弯月透镜4实现系统的像差平衡，后固定组后面设有一个凸面向前的第三正弯月透镜5作为温度补偿透镜，温度补偿透镜加一个温度传感器，按照温度变化温度补偿透镜作相应的位置移动，前固定组再作相应的像差补偿，利用光学补偿的方法实现环境温度范围-40℃～+50℃情况下系统的温度补偿，图像通过红外芯片6接收，变化实现连续变焦。

f′=44～132mm/F1.0红外连续变焦镜头参数如下：

 

 其中：

C=0.012396182