[发明专利]线性双组联动连续变焦光学系统

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，主要涉及一种连续变焦光学系统，尤其涉及一种利用补偿透镜组做线性运动的双组联动变焦光学系统。

背景技术

连续变焦光学系统是指焦距在一定范围内连续变化，而像面保持不变或基本不变的光学系统。连续变焦光学系统的优势在于：日常生活或军事观察中不仅可以在一定图像画面内了解较大范围的目标全貌，同时可以在一个较小范围内观察目标图像的具体细节。

根据变焦原理，连续变焦光学系统分为光学补偿式和机械补偿式。机械补偿式变焦光学系统一般采用两个运动组份，其中：变焦透镜组做线性运动实现变焦；补偿透镜组做非线性运动以保证像面位置稳定。机械补偿式变焦光学系统还存在一种特殊的系统形式，即双组联动连续变焦光学系统，该系统的特点是：具有两个变焦透镜组和一个补偿透镜组。两个变焦透镜组分别位于补偿透镜组的两侧且固连在一起做线性运动，补偿透镜组做非线性运动来保证像面位置的稳定。由于机械补偿式连续变焦光学系统的补偿透镜组需要做非线性运动，因此在结构上必须依靠曲线套筒或凸轮，增加了加工装调的难度。如果凸轮曲线过陡，即曲线压力角太大，在变焦过程中会造成运动组份运动过程中稳定性差，容易出现机械卡滞现象。

美国专利USP3185029公开了一种“线性变焦距光学系统”，该系统由多个变焦透镜组构成，每个变焦透镜组之间不具有同向、同步的运动规律，由于每个变焦透镜组各自有各自的运动规律，因此变焦透镜组需要多个运动规律不同的曲线套筒以及相应的控制机构，无疑增加了变焦光学系统机械结构的复杂性以及系统的重量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，为变焦比不大于5倍的需求，提供一种无需凸轮结构的线性双组联动连续变焦光学系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的线性双组联动连续变焦光学系统由依次排列的前固定透镜组、第一变焦透镜组、补偿透镜组、第二变焦透镜组以及含有孔径光阑的后固定透镜组这五个组份组成，前固定透镜组面对物方，后固定透镜组面对像方，所述线性双组联动连续变焦光学系统的变焦比大于1小于等于5，第一变焦透镜组和第二变焦透镜组在变焦过程中做同步同方向运动，两者的光焦度完全一致并与前固定透镜组的光焦度符号相反，补偿透镜组的光焦度符号与前固定透镜组的光焦度符号相同；在变焦过程中，补偿透镜组与第一变焦透镜组或第二变焦透镜组的运动方向相反，且相邻组份之间的间隔满足以下关系式：

D1(i)＝d10+DL1×i  （1）

D2(i)＝d20-DL2×i  （2）

D3(i)＝d30+DL2×i  （3）

D4(i)＝d40-DL1×i  （4）

DL1=L1N---(5)]]>

DL2=L2N---(6)]]>