[发明专利]一种中波红外连续变焦镜头及成像装置

权利要求书

1.一种中波红外连续变焦镜头，其特征在于，从物方到像方同轴依次排列前固定组、变焦透镜组、补偿透镜组、后固定组以及二次成像透镜组，所述前固定组具有正光焦度，所述变焦透镜组具有负光焦度，所述补偿透镜组具有正光焦度，所述后固定组具有正光焦度，所述二次成像透镜组具有正光焦度，所述变焦透镜组和/或所述补偿透镜组可轴向移动实现连续变焦；

所述前固定组为一个凸面向物方的弯月正透镜，所述前固定组的像方侧表面为偶次非球面，物方侧表面为球面；所述变焦透镜组为一个双凹负透镜，所述双凹负透镜的像方侧表面为偶次非球面，物方侧表面为球面；所述补偿透镜组为一个双凸正透镜，所述双凸正透镜的物方侧表面为偶次非球面，像方侧表面为球面；所述后固定组为一个凸面向物方的弯月正透镜，所述弯月正透镜的物方侧表面为加工在偶次非球面基底上的衍射表面，像方侧表面为球面；所述二次成像透镜组包括凸向像方的正光焦度的第一弯月透镜和位于所述第一弯月透镜像方侧的凸向像方的正光焦度的第二弯月透镜，所述第一弯月透镜的物方侧表面为加工在偶次非球面基底上的衍射表面，像方侧表面为球面；所述第二弯月透镜的物方侧表面为偶次非球面，像方侧表面为球面。

2.根据权利要求1所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于，所述第一弯月透镜和第二弯月透镜均为锗透镜。

3.根据权利要求1所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于，所述偶次非球面的方程为：

式中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高， c＝1/r，r表示镜面的曲率半径，k为圆锥系数conic，A、B、C、D为高次非球面系数；

或者，所述衍射表面的方程为：

φ(h)＝α₁h²+α₂h⁴+…

其中，α₁、α₂为衍射系数。

4.根据权利要求3所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于：

所述前固定组的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为1.69e-07，B为2.52e-13，C为-2.09e-16，D为2.57e-20；所述变焦透镜组的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为-1.35e-06，B为-5.82e-11，C为5.01e-13，D为-4.26e-16；所述补偿透镜组的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为-5.29e-07，B为-1.14e-10，C为2.52e-13，D为-1.50e-16；所述后固定组的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为-6.05e-07，B为-2.85e-09，C为1.09e-11，D为-4.31e-14；所述第一弯月透镜的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为-2.94e-04，B为9.81e-06，C为-1.38e-06，D为3.51e-08；所述第二弯月透镜的偶次非球面的方程的高次非球面系数为：A为-6.52e-05，B为3.63e-07，C为2.17e-09，D为-5.83e-11；

或者，所述后固定组的衍射表面的方程的衍射系数为：α₁为-1.72e-04，α₂为-1.11e-07；所述第一弯月透镜的衍射表面的方程的衍射系数为：α₁为-1.35e-03，α₂为5.29e-06。

5.根据权利要求1所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于，F数恒定为4.0，适用的波段为3.4μm～5.0μm，连续变焦的焦距范围为29.4mm～470mm。

6.根据权利要求1所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于，所述后固定组后21.29mm处成一中间像，所述二次成像透镜组设置在所述中间像后3.13mm处。

7.根据权利要求1至6任一项所述的中波红外连续变焦镜头，其特征在于，所述前固定组为一个凸面向物方的弯月硅正透镜；所述变焦透镜组为一个双凹锗负透镜；所述补偿透镜组为一个双凸硅正透镜；所述后固定组为一个凸面向物方的弯月硫化锌或者硒化锌正透镜。