大變倍比紅外變焦鏡頭的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種紅外變焦鏡頭，特別涉及一種大變倍比紅外變焦鏡頭。
【背景技術】
[0002] 由于穿透能力好，可以全天候應用等優點，紅外技術是夜視技術中最具優勢的一 種。盡管非制型冷熱像儀相對于制冷型熱像儀而言其敏感性稍差，但是由于其體積小、重 量輕等優點，近年來迅速發展成為熱成像市場的主流。然而非制冷型熱像儀所需光學系統 的F數大，對應鏡頭的口徑也大，因受限于變焦鏡頭的像差校正困難，現行產品大多為定 焦鏡頭。近年來雖然有一些變焦鏡頭的設計，例如文獻1(CN 202204980 U)或文獻2(CN 203385929 U)所示的紅外變焦系統，雖然實現了 5倍或6倍的光學變焦功能，但是由于透 鏡數量多，不可避免地造成光學透過率低。且鏡頭的體積偏大，造成成本高等問題。另一方 面，例如文獻3(CN102193170 B)所示的紅外變焦系統，雖然實現了透鏡片數少，鏡筒輕量化 等功能，但變倍比過低，不適合大視場觀察。
【發明內容】
[0003] 本發明中，為了消除上述現有技術的問題點，其目的在于提供一種大變倍比，結構 緊湊，透過率高，易于裝調并具有優異的成像性能的大變倍比紅外變焦鏡頭。
[0004] 為了解決上述課題且達到目的，本發明的大變倍比紅外變焦鏡頭，以物方至像方 為序依次有第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組，其特征在于：所述的第二 透鏡組和第四透鏡組為變倍調焦鏡組，所述的第一透鏡組和第三透鏡組為固定鏡組；
[0005] 所述的大變倍比紅外變焦鏡頭滿足下述條件式
[0006] f3/fw>4. 0 ⑴
[0007] (dlt-dlw)/(ft-f w)<1.0 (2)
[0008] 其中，f3為所述第三透鏡組的焦距，fw為整個系統的廣角端焦距，ft為整個系統的 望遠端焦距，dlt為所述第一透鏡組和所述第二透鏡組在望遠端的間距，dlw為所述第一透鏡 組和所述第二透鏡組在廣角端的間距
[0009] 在大變倍比紅外變焦系統中，為了滿足從廣角端到望遠端保持良好的成像性能， 要求第三透鏡組能夠對第一透鏡組和第二透鏡組在各個焦距所產生的像差都能達到良好 的校正效果。條件式（1)是大變倍比變焦系統為了校正像差所必備的條件。如果超過條件 式（1)的下限，會導致廣角端球差校正過度的問題。
[0010] 條件式（2)不僅能使整個鏡頭系統小型化，還能使球面像差及像面彎曲在變焦區 域內變小的條件。如果超過條件式（2)的上限時，會導致慧差增加而性能低下的問題。 [0011] 其他的實施特征在于，所述第一透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組具有正光焦度， 所述第二透鏡組具有負光焦度。
[0012] 從上述結構可以看出，當大變倍比紅外變焦系統從廣角端向望遠端變化時，第一 透鏡組保持固定，即第一透鏡組的像面與焦平面之間距離保持固定不動。第二透鏡組沿光 軸朝像側移動過程中，與第一透鏡組之間的距離發生變化，達到改變合成焦距的作用。第三 透鏡組和孔徑光闌與焦平面之間距離保持固定不動，不僅能夠有效低校正變焦過程中的各 類像差，而且能夠保證光學變焦過程中的鏡頭的F數能夠有效地恒定不變，不產生明暗變 化，提高整個光學系統的靈敏度。第四透鏡組作為調焦組，用于調整剩余離軸量，并且還具 有在一定溫度變化范圍內補償像面離焦作用。
[0013] 其他的實施特征在于，所述第一透鏡組，第二透鏡組，第三透鏡組，第四透鏡組均 由鍺透鏡構成且各透鏡組中至少有一個透鏡組為單片透鏡組。
[0014] 較于硫化鋅等其他紅外光學材料，鍺透鏡具有折射率高，加工容易，以及色散小等 優點。因此為了滿足大變倍比紅外變焦系統的結構緊湊，重量輕，溫度范圍大等要求鍺材料 被優先考慮。
[0015] 其他的實施特征在于，所述的第二透鏡組中離像方最近的透鏡面上含有衍射面。
[0016] 當變倍比較大，望遠端焦距過長的情況下，望遠端的色差校正達不到要求，此時需 要添加衍射面，利用光學衍射效果對大變倍比紅外變焦系統的望遠端色差進行校正。
[0017] 根據本發明所起到的效果是：提供大變倍比的同時，使用鏡片少，結構緊湊，透過 率高，易于裝調；而且在整個變焦過程中鏡頭的F數保持恒定不變而整個光學系統靈敏度 高，成像性能好。
【附圖說明】
[0018] 圖1是表示實施例1的紅外變焦鏡頭廣角端（a)及望遠端（b)的沿光軸的剖面圖。
[0019]圖2是實施例1的紅外變焦鏡頭廣角端的諸像差圖。
[0020] 圖3是實施例1的紅外變焦鏡頭望遠端的諸像差圖。
[0021] 圖4是表示實施例2的紅外變焦鏡頭廣角端（a)及望遠端（b)的沿光軸的剖面圖。
[0022] 圖5是實施例2的紅外變焦鏡頭廣角端的諸像差圖。
[0023] 圖6是實施例2的紅外變焦鏡頭望遠端的諸像差圖。
[0024] 圖7是表示實施例3的紅外變焦鏡頭廣角端（a)及望遠端（b)的沿光軸的剖面圖。
[0025]圖8是實施例3的紅外變焦鏡頭廣角端的諸像差圖。
[0026] 圖9是實施例3的紅外變焦鏡頭望遠端的諸像差圖。
[0027] 圖10是表示實施例4的紅外變焦鏡頭廣角端（a)及望遠端（b)的沿光軸的剖面 圖。
[0028]圖11是實施例4的紅外變焦鏡頭廣角端的諸像差圖。
[0029] 圖12是實施例4的紅外變焦鏡頭望遠端的諸像差圖。
[0030] 圖13是表示實施例5的紅外變焦鏡頭廣角端（a)及望遠端（b)的沿光軸的剖面 圖。
[0031] 圖14是實施例5的紅外變焦鏡頭廣角端的諸像差圖。
[0032] 圖15是實施例5的紅外變焦鏡頭望遠端的諸像差圖。
[0033] 符號說明
[0034] GnG21G31G 41G51 第一透鏡組
[0035] G12G22G32G 42G52 第二透鏡組
[0036] G13G23G33G 43G53 第三透鏡組
[0037] MG成像面
[0038] ST孔徑光闌
【具體實施方式】
[0039] 以下，基于附圖詳細說明本發明的大變倍比紅外變焦鏡頭的實施例。還有，以下實 施