[发明专利]一种轻小型化连续变焦光学镜头

说明书

本申请提供一种轻小型化连续变焦光学镜头，采用7片不同材质不同规格的透镜，配合探测器组件，在工作波段3.7～4.8μm，定F数(5.5)及‑40℃～+60℃温度条件下，在镜头总长70mm范围内实现了焦距18～290mm内大变倍比连续变焦，全视场最大畸变≤4.9％，而且变焦运动轨迹平缓，像质稳定、像质优良，在同尺寸同性能指标的光学镜头中体积更小、重量更轻。本发明设计的中波红外连续变焦光学镜头总长小于长焦距值四分之一，结构简单、变倍比高、便于携带，可广泛应用于民用和军用各个领域。

技术领域

本发明属于光学系统设计技术领域，涉及一种轻小型化连续变焦光学镜头。

背景技术

连续变焦光学系统不仅可兼顾大视场搜索和小视场跟踪瞄准的要求，而且还可以解决两档或多档镜头由于视场切换，在短时间内对快速移动的目标丢失这一缺陷。相比可见光系统被动成像，红外成像是一种主动成像，具有隐蔽性好、抗干扰能力强、环境适应性好等优点，但其可用材料有限、能量利用率低、设计限制较多，进一步加大了大变倍比红外连续变焦光学系统设计难度。

关于红外连续变焦光学系统的文献中，已经有相关学者提出了连续变焦光学系统初始结构的求取方法以及结构形式不同的红外连续变焦光学系统。目前许多大变倍比红外连续变焦光学系统，因为焦距过长或者采用直筒式镜筒设计导致光学镜头过长不易携带，或者采用折转式镜筒的设计导致结构复杂。所以对大变倍比中波红外连续变焦光学系统的轻小型化研究是十分必要的。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种轻小型化连续变焦光学镜头，在镜头总长70mm范围内实现18～290mm大变倍比连续变焦，而且变焦运动轨迹平缓，图像清晰，在同等性能的光学系统中体积更小、重量更轻。

本申请提供一种轻小型化连续变焦光学镜头，从物方到像方沿光轴方向依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、探测器组件组成，所述第一透镜为凸向物方的弯月形硅晶透镜，其凸面为球面，凹面为非球面；所述第二透镜为凸向物方的弯月形锗透镜，其凸面为球面，凹面为非球面；所述第三透镜为凸向物方的弯月形硒化锌透镜，其凸面为非球面，凹面为球面；所述第四透镜为凸向像方的弯月形硒化锌透镜，其凹面为非球面，凸面为球面；所述第五透镜为凸向像方的弯月形硫化锌透镜，其凹面为球面，凸面为非球面；所述第六透镜为凸向像方的弯月形硅晶透镜，其凹面为球面，凸面为非球面；所述第七透镜为凸向像方的弯月形硒化锌透镜，其凹面为球面，凸面为非球面；所述第一透镜和所述探测器组件窗口之间的距离为20～70mm。

进一步的，所述第一透镜凸面半径为55.5～56.5mm，凹面半径为118～119mm；所述第二透镜凸面半径为284～285mm，凹面半径为15.3～15.8mm；所述第三透镜凸面半径为15～16mm，凹面半径为82～83mm；所述第四透镜凹面半径为26.5～27.5mm，凸面半径为15～16mm；所述第五透镜凹面半径为3.4～3.6mm，凸面半径为5～6mm；所述第六透镜凹面半径为70～70.5mm，凸面半径为37～38mm；所述第七透镜凹面半径为30～31mm，凸面半径为10～11mm。

进一步的，所述第一透镜凸面和凹面通光口径分别为和所述第二透镜凸面和凹面通光口径分别为和所述第三透镜凸面和凹面通光口径分别为和所述第四透镜凹面和凸面通光口径分别为和所述第五透镜凹面和凸面通光口径分别为和所述第六透镜凹面和凸面通光口径分别为和所述第七透镜凹面和凸面通光口径分别为和

进一步的，所述第一透镜厚度为7～8mm；所述第二透镜厚度为1.4～1.6mm；所述第三透镜厚度为4.5～5mm；所述第四透镜厚度为4～4.5mm；所述第五透镜厚度为1.3～1.7mm；所述第六透镜厚度为3～3.5mm；所述第七透镜厚度为3.5～4mm。