[实用新型]一种经济型长波红外连续变焦镜头

说明书

本实用新型公开了一种经济型长波红外连续变焦镜头，从物方至像方依次有五组透镜，包括：具有正光焦度的前固定组，为一片凸面朝向物方的弯月形锗正透镜；具有负光焦度的变倍组，为一片双凹形的锗负透镜；具有正光焦度的补偿组，为一片双凸形的锗正透镜；具有负光焦度的后固定组，为一片凸面朝向像方的弯月形锗负透镜；具有正光焦度的调焦组，为一片凸面朝向物方的弯月形锗正透镜。本实用新型可在25mm～225mm范围内连续变焦，同时F数为1.52，适用于640x480，像元大小25μm的长波非制冷探测器；在全焦段内变倍和补偿组移动行程短且曲线平滑，光轴稳定性高，有良好的成像效果；相比同类型镜头体积小，重量轻，更经济实用。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种用于长波红外非制冷探测器的经济型长波红外连续变焦镜头。

背景技术

近年来，在搜索、导航、侦测、跟踪等领域广泛使用的红外成像系统越来越多的开始采用连续变焦系统。小视场时可以对目标进行识别、跟踪；大视场时可以用于大范围的目标搜索。而红外连续变焦系统为了满足宽波段、多视场的要求，并且要校正像差，往往造成系统的复杂性，或是成像质量不好。同时这样的设计也对装调加工提出了很高的要求。为了克服在变焦切换过程中出现的目标模糊，提高跟踪搜索的准确性，因此需求一种结构简单、成像质量好、并拥有一定变倍比的红外长波连续变焦镜头。通过良好的变焦轨迹设计以及合理的像差校正，达到功能性上的要求，并且成本更加低廉。

实用新型内容

本实用新型提供了一种经济型长波红外连续变焦镜头，要解决的技术问题是提供一种光学结构稳定，有一定变倍比，装调方便，成像质量高的经济型长波红外连续变焦镜头。其工作波段为8～12微米，焦距为25mm～225mm，F数＝1.52，适配分辨率为640x480，像元大小25微米的非制冷探测器，光学系统总长251mm，最大口径159mm。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种经济型长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、后固定组、调焦组以及探测器部分；

所述前固定组具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，表面类型均为球面；

所述变倍组具有负光焦度，为一片双凹形锗单晶负透镜，其朝向物方的一侧为衍射面，所述透镜的总移动行程54.62mm，用于改变所述长波红外连续变焦镜头的焦距；

所述补偿组具有正光焦度，为一片双凸形锗单晶正透镜，其朝向像方的一侧为衍射面，所述透镜的总移动行程28.52mm，用于补偿所述长波红外连续变焦镜头变焦时发生的像面位置偏移；

所述后固定组具有负光焦度，为一片凸面朝向像方的弯月形锗单晶正透镜，其凹面为衍射面；

所述调焦组具有正光焦度，为一片凸面朝向物方的弯月形锗单晶正透镜，其凸面为非球面，所述透镜的总移动行程4.5mm，用于补偿不同温度和不同物距时像面位置的偏移；

在所述调焦组后为长波非制冷探测器部分，包括保护窗口和像面；孔径光阑位于后固定组前面，变焦过程中保持恒定。

所述镜头满足如下参数：

所述镜头的有效焦距EFL＝25～225mm，F数＝1.52，光学系统总长＝251mm，适配探测器分辨率640x480，像元大小25μm。

所述镜头的水平视场角范围为：2w＝35.5°～4.1°。

所述镜头的镜片中的非球面满足下列表达式：