[实用新型]一种大变倍比中波红外连续变焦镜头

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种用于中波红外制冷探测器的连续变焦镜头。 

背景技术

近年来红外成像技术日趋成熟，应用领域越来越广。特别是在用搜索、跟踪和识别的系统中，大多数系统使用双视场镜头，大视场用来搜索和发现目标，小视场用来识别目标。但是在切换视场过程中可能会造成目标的丢失，因此需要使用连续变焦镜头。但由于红外连续变焦镜头技术难度大、成本高，另一方面也是因为体积大，重量沉，红外连续变焦透镜应用尚不广泛。但是随着应用范围的增大，越来越多的客户需要红外连续变焦镜头，以解决双视场系统在切换焦距时的目标模糊，从而更好的实现对目标的搜索、跟踪和瞄准。因此迫切需要一种体积小、重量轻、变倍比大、适于量产的连续变焦镜头。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种光学总长短，体积小，装调方便、变倍比大，成像质量高的大变倍比中波红外连续变焦镜头。其工作波段为3.7～4.8微米，焦距为15mm～300mm，F数为4，适配分辨率为640×512，像元大小15微米的制冷探测器，光学系统总长160mm(其中制冷探测器长度24.17mm)，质量175g，最大口径77mm。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为： 

一种大变倍比中波红外连续变焦镜头，由物方到像方依次包括前固定组、变倍组、补偿组、调焦组、二次成像组以及制冷探测器部分； 

所述前固定组具有正光焦度，由物方开始的第一透镜、第二透镜组成：第一透镜为凸面朝向物方的弯月形硅单晶正透镜，表面类型均为球面；前固定组的第二透镜为凸面朝向物方的弯月形锗单晶负透镜，其凹面为非球面； 

所述变倍组具有负光焦度，由一片镜片组成，即第三透镜，为双凹形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为非球面，用于改变所述中波红外连续变焦镜头的焦距； 

所述补偿组具有正光焦度，由一片镜片组成，即第四透镜，为双凸形硒化锌正透镜，其朝向像方的一侧为非球面，用于补偿所述中波红外连续变焦镜头变焦时发生的像面位置偏移； 

所述调焦组具有正光焦度，由一片镜片组成，即第五透镜，为凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其凹面为衍射面，用于补偿不同温度和不同物距时像面位置的偏移； 

所述二次成像组具有正光焦度，由三片镜片组成：其中第一片即第六透镜，为凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜，表面类型均为球面；二次成像组第二片，即第七透镜，为凸面朝向像方的锗单晶正透镜，其凹面为衍射面；二次成像组第三片，即第八透镜，为凸面朝向像方的硅单晶正透镜，其表面类型均为球面； 

在二次成像组的第八透镜之后为制冷探测器的光学部分，包含保护窗口、冷屏、冷光阑以及像面，其中冷光阑设置为光学系统的孔径光阑。 

所述镜头满足下列关系式： 

所述镜头的有效焦距EFL＝15～300mm，F数＝4，包含制冷探测器部分的光学系统总长＝160mm，适配探测器的分辨率为640×512，像元大小15μm。 

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝35.5°～1.8°。 

所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：