[实用新型]具备变焦功能的远红外光学系统

说明书

一种具备变焦功能的远红外光学系统，从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一固定透镜群、具有负光焦度的变焦透镜群、孔径光阑、具有正光焦度的第二固定透镜群、具有正光焦度的聚焦透镜群和传感器；变焦透镜群沿着光轴从物侧向像侧移动实现从广角端向望远端的变倍，聚焦透镜群沿着光轴移动实现对变倍过程和物距变化过程带来的虚焦问题的校正；本实用新型引入旋转回折非球面解决周边光亮比不足的问题，实现了对远红外进行成像；仅需四枚镜片即可实现镜头的变焦结构，同时变倍2.5倍以上；镜头从广角端到望远端的焦距基本保持恒定，不会随着倍率的变化而改变。

技术领域

本实用新型涉及的是一种光学器件领域的技术，具体是一种具备变焦功能的远红外光学系统。

背景技术

人体等有机生命体会自然地向外辐射远红外波段的光线，所以远红外成像镜头在完全黑暗的环境中，不需要依托任何额外光源即可实现人物成像。因此在安防监控系统中作为对可见光和近红外光成像系统的补充，远红外镜头具有重要意义。首先，现有技术中的两群变焦结构在变焦过程中，镜头的光圈口径变化剧烈，望远端的焦距很大，拍摄效果不佳；广角端的大角度会导致镜头前群的口径庞大，受限于变焦方式必须在前群整个移动范围内预留出相同口径尺寸的空间，因此此类镜头的前端口径往往都非常巨大。其次，现有技术中的四群变焦结构因为二三群的移动行程互有重叠，预留余量时必须兼顾二者，所以镜头倍率难以做大；二三群在中间全都为群组移动范围，没有空间设置固定群组，因而无法在此基础上拓展防抖功能。最后，现有技术中的远红外镜头对周边光亮比要求很高，但可见光架构难以在远红外镜头上应用。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种具备变焦功能的远红外光学系统，引入旋转回折非球面解决周边光亮比不足的问题，实现了对远红外进行成像，同时镜头具备变焦功能和高清成像性能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一固定透镜群、具有负光焦度的变焦透镜群、孔径光阑、具有正光焦度的第二固定透镜群、具有正光焦度的聚焦透镜群以及传感器，变焦透镜群沿着光轴从物侧向像侧移动实现从广角端向望远端的变倍，聚焦透镜群沿着光轴移动实现对变倍过程和物距变化过程带来的虚焦问题的校正。

所述的变焦透镜群中设有至少一枚具有负光焦度且使用旋转对称非球面的透镜以改善镜头望远端的慧差。

所述的第二固定透镜群中设有至少一枚具有正光焦度且使用旋转对称非球面的透镜以改善镜头广角端的轴上色差。

所述的聚焦透镜群中设有至少一枚具有负光焦度的透镜以改善镜头广角端的慧差。

所述的聚焦透镜群与传感器之间依次设有滤光镜和保护玻璃。

所述的滤光镜优选为锗制成以滤除不必要的波段光线和杂散光。

所述的传感器上进一步设有CCD和CMOS器件。

所述的镜头在望远端的焦距与其成像圆径的积再与其光学全长的平方的比值为(0.08,0.12)。

所述的第一固定透镜群的整体焦距与其后表面有效径的比值为(0.73,0.96)。

所述的变焦透镜群满足：镜头在望远端的焦距与其在广角端的焦距的差值与变焦透镜群从望远端到广角端变化过程移动的距离的比值为(1.41,1.84)。

所述的第二固定透镜群满足：其中，f_s3为第二固定透镜群的整体焦距，f_w为镜头在广角端的焦距。

所述的聚焦透镜群的前表面有效径与其整体焦距的比值为(0.53,0.76)。

技术效果