红外连续变焦镜头及红外热成像系统的制作方法

1.本技术涉及光学器件领域，具体涉及一种五片式红外连续变焦镜头及红外热成像系统。


背景技术：

2.红外热成像系统因其依靠自然界物体自身热辐射成像的特殊性，可实现很多可见光系统无法实现的功能，使得红外热成像系统在安防监控、机场监控、森林防火、轨道交通、测温等领域的应用不断被重视。其中，变焦红外热成像系统因具有大视场搜索、小视场定位的功能，应用更为广泛。
3.变焦镜头是变焦红外热成像系统的核心组件，现有变焦镜头通常由很多透镜组成，由于变焦镜头所使用的透镜为稀缺的锗材料，这会导致变焦镜头的成本过高，并且过多透镜的使用也会导致变焦镜头的透过率降低，进而影响探测效果。


技术实现要素：

4.本技术提供了可至少解决或部分解决现有技术中存在的至少一个问题或者其它问题的红外连续变焦镜头及红外热成像系统。
5.本技术的一方面提供了这样一种红外连续变焦镜头，其包括沿着光轴从物侧至像面依次设置的前固定组、变倍组、补偿组和后固定组；前固定组包括具有正光焦度的第一透镜，变倍组包括具有负光焦度的第二透镜，补偿组包括具有正光焦度的第三透镜，后固定组包括具有负光焦度的第四透镜以及具有正光焦度的第五透镜；
6.其中，红外连续变焦镜头中具有光焦度的透镜的数量为五；前固定组、后固定组的第四透镜相对于像面的位置固定；变倍组、补偿组、后固定组的第五透镜在光轴上相对于前固定组的距离可调；以及第一透镜的物侧面的曲率半径r1与第一透镜的像侧面的曲率半径r2满足1《r2/r1《2。
7.根据本技术的一个示例性实施方式，红外连续变焦镜头满足：1.5《ft
×
(n-1)/(fnot
×
r1)《3；以及0.02《bflt/ft《0.3；其中，ft为红外连续变焦镜头在长焦状态下的焦距，n为第一透镜的材料中心波长下的折射率，fnot为红外连续变焦镜头在长焦状态下的f数，r1为第一透镜的物侧面的曲率半径，bflt为红外连续变焦镜头在长焦状态下的后焦距。
8.根据本技术的一个示例性实施方式，红外连续变焦镜头满足：0.3《|f1/ft|《1.2；0.1《|f2/ft|《0.5；0.15《|f3/ft|《0.7；0.5《|f4/ft|《3；以及0.1《|f5/ft|《0.5；其中，f1为第一透镜的有效焦距，f2为第二透镜的有效焦距，f3为第三透镜的有效焦距，f4为第四透镜的有效焦距，f5为第五透镜的有效焦距，ft为红外连续变焦镜头在长焦状态下的焦距。
9.根据本技术的一个示例性实施方式，第一透镜的材料为锗材料，第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的材料折射率均在2.3～4.5的范围内。
10.根据本技术的一个示例性实施方式，第一透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜，第二透镜为凹面朝向物侧的弯月形透镜，第三透镜为双凸形透镜，第四透镜为凸面朝向物侧
的弯月形透镜，第五透镜为凸面朝向物侧的弯月形透镜。
11.根据本技术的一个示例性实施方式，第一透镜的像侧面、第四透镜的像侧面和第五透镜的像侧面为非球面，第三透镜的像侧面为二元面。
12.根据本技术的一个示例性实施方式，第四透镜的物侧面为二元面。
13.根据本技术的一个示例性实施方式，非球面满足以下方程：
[0014][0015]
其中，z是非球面z向的轴向矢高，r是非球面上的点到光轴的距离，c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数，k为圆锥系数，a、b、c、d、e为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶项系数。
[0016]
根据本技术的一个示例性实施方式，二元面满足以下方程：
[0017][0018]
其中，λ0是设计时的中心波长，n0为材料中心波长对应的折射率，m是衍射级次，n是级数中多项式系数的序，ai是衍射面相位系数，ρ是归一化的径向孔径坐标，ρ＝r/r1，r1为衍射面归化半径。
[0019]
根据本技术的一个示例性实施方式，变倍组和补偿组在光轴上沿着相向方向或者相背方向做非线性运动，以使红外连续变焦镜头在短焦状态、中焦状态和长焦状态之间切换。
[0020]
根据本技术的一个示例性实施方式，红外连续变焦镜头的变倍比为10x。
[0021]
根据本技术的一个示例性实施方式，红外连续变焦镜头的工作波段为8μm～12μm，变焦范围为f35mm～f350mm，f数为0.92～1.5，水平视场角为2.48
°
～25.2
°
。
[0022]
本技术的另一方面提供了这样一种红外热成像系统，其包括上述的红外连续变焦镜头以及长波非制冷探测器，长波非制冷探测器位于红外连续变焦镜头的像面。
[0023]
本技术所提供的红外连续变焦镜头设置为五片式透镜的结构形式，并通过变倍组、补偿组和后固定组中的第五透镜移动的方式，实现了10x光学系统的连续变焦功能，有效缩短了系统长度，控制了光学系统的透镜数量，极大地降低了成本，并很好地提升系统的透过率。该红外连续变焦镜头在实现变焦的同时，还可对变焦过程中所引起的像差以及温度变化所引起的像差进行有效补偿，从而保证红外连续变焦镜头在不同焦距状态下以及不同温度下均具有良好的成像效果。
附图说明
[0024]
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]
图1示出了根据本技术的红外热成像系统的结构示意图；
[0026]
图2示出了图1所示的红外连续变焦镜头的移动方式示意图；
[0027]
图3至图5示出了根据本技术实施例1的红外连续变焦镜头在短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0028]
图6至图8示出了根据本技术实施例1的红外连续变焦镜头在中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0029]
图9至图11示出了根据本技术实施例1的红外连续变焦镜头在长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0030]
图12至图14示出了根据本技术实施例2的红外连续变焦镜头在短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0031]
图15至图17示出了根据本技术实施例2的红外连续变焦镜头在中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0032]
图18至图20示出了根据本技术实施例2的红外连续变焦镜头在长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0033]
图21至图23示出了根据本技术实施例3的红外连续变焦镜头在短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；
[0034]
图24至图26示出了根据本技术实施例3的红外连续变焦镜头在中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图；以及
[0035]
图27至图29示出了根据本技术实施例3的红外连续变焦镜头在长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图。
具体实施方式
[0036]
为了更好地理解本技术，将参考附图对本技术的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本技术的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本技术的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
[0037]
应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本技术的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
[0038]
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
[0039]
在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近被摄物体的表面称为该透镜的物侧面，每个透镜最靠近成像面的表面称为该透镜的像侧面。
[0040]
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当描述本技术的实施方式时，使用“可”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
[0041]
除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过于形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。
[0042]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0043]
以下对本技术的特征、原理和其他方面进行详细描述。
[0044]
图1示出了根据本技术示例性实施方式的红外热成像系统的结构示意图。参考图1，该红外热成像系统包括红外连续变焦镜头100，红外连续变焦镜头100沿着光轴从物侧至像面依次包括前固定组10、变倍组20、补偿组30和后固定组40。
[0045]
前固定组10可例如包括具有正光焦度的第一透镜11，并且前固定组10相对于像面的位置固定。前固定组10用于会聚收光。
[0046]
变倍组20可例如包括具有负光焦度的第二透镜21，并且变倍组20沿着光轴可相对于前固定组10移动，即变倍组20在光轴上相对于前固定组10的距离可调。通过调节变倍组20与前固定组10在光轴上的距离，能够实现红外连续变焦镜头100的焦距的改变。在红外连续变焦镜头100的变焦过程中，红外连续变焦镜头100的状态根据焦距的长度分为短焦、中焦和长焦三个状态。
[0047]
补偿组30可例如包括具有正光焦度的第三透镜31，并且补偿组30沿着光轴可相对于前固定组10移动，即补偿组30在光轴上相对于前固定组10的距离可调。通过调节补偿组30与前固定组10在光轴上的距离，能够补偿红外连续变焦镜头100在变焦过程中的像面移动，即对变倍组20在移动过程中所引起的像差进行有效补偿。
[0048]
后固定组40可例如包括具有负光焦度的第四透镜41以及具有正光焦度的第五透镜42，其中，第四透镜41相对于像面的位置固定，第五透镜42沿着光轴可相对于前固定组10移动，即第五透镜42在光轴上相对于前固定组10的距离可调。通过调节第五透镜42与前固定组10在光轴上的距离，可对红外连续变焦镜头100的焦距进行微调，以补偿不同物距、不同温度下像面位置的偏移。
[0049]
本技术所提供的红外连续变焦镜头100可由五片具有光焦度的透镜组成，通过调节变倍组20、补偿组30、后固定组40的第五透镜42在光轴上相对于前固定组10的距离，能够使得红外连续变焦镜头100在短焦状态、中焦状态和长焦状态之间切换，并在实现红外连续变焦镜头100变焦的同时，对变焦过程中所引起的像差以及温度变化所引起的像差进行有效补偿，从而能够保证红外连续变焦镜头100在不同焦距状态下以及不同温度下均具有良好的成像效果。
[0050]
图2示出了图1所示的红外连续变焦镜头100的移动方式示意图。参考图2，变倍组20和补偿组30在光轴上沿着相向方向或者相背方向做非线性运动，以使红外连续变焦镜头100在短焦状态、中焦状态和长焦状态之间切换。变倍组20和补偿组30在光轴上沿着相向方向做非线性运动时，红外连续变焦镜头100的焦距增大，例如，红外连续变焦镜头100由短焦状态切换至中焦状态，或者，由中焦状态切换至长焦状态。变倍组20和补偿组30在光轴上沿着相背做非线性运动时，红外连续变焦镜头100的焦距缩小，例如，红外连续变焦镜头100由长焦状态切换至中焦状态，或者，由中焦状态切换至短焦状态。
[0051]
以红外连续变焦镜头100的焦距增大为例来说明变倍组20和补偿组30的移动方式：
[0052]
当变倍组20在光轴上向右移动时，补偿组30需相应地向左移动，其实质上是使得变倍组20与前固定组10之间的距离拉远，同时使得补偿组30与变倍组20之间的距离拉近。
可以理解的是，变倍组20向右移动时，变倍组20对于前固定组10出射的光束的发散作用会相对延迟，通过使补偿组30向左移动相应的距离来改变补偿组30对光束的汇聚作用的时间，能够改变整个镜头的光束汇聚效果，进而实现红外连续变焦镜头100的焦距的增大。
[0053]
以红外连续变焦镜头100的焦距缩小为例来说明变倍组20和补偿组30的移动方式：
[0054]
当变倍组20在光轴上向左移动时，补偿组30需相应地向右移动，其实质上是使得变倍组20与前固定组10之间的距离拉近，同时使得补偿组30与变倍组20之间的距离拉远。可以理解的是，变倍组20向左移动时，变倍组20对于前固定组10出射的光束的发散作用会相对提前，通过使补偿组30向右移动相应的距离来改变补偿组30对光束的汇聚作用的时间，能够改变整个镜头的光束汇聚效果，进而实现红外连续变焦镜头100的焦距的缩小。
[0055]
需要说明的是，在实际的使用过程中，该红外连续变焦镜头100中的变倍组20和补偿组30的移动需要根据已经确定的位置关系进行同步驱动，以保证红外连续变焦镜头100在变焦过程中的图像清晰。
[0056]
在示例性实施方式中，前固定组10、变倍组20、补偿组30和后固定组40设置于一镜筒内，前固定组10和后固定组40中的第四透镜41在该镜筒内的位置固定，而变倍组20、补偿组30和后固定组40中的第五透镜42可在该镜筒内沿光轴作往复移动，以此进行焦距变化。具体地，镜筒的内部上分别对应变倍组20、补偿组30和后固定组40中的第五透镜42设置三条凸轮曲线槽，以分别控制变倍组20、补偿组30和后固定组40中的第五透镜42移动。
[0057]
在示例性实施方式中，第一透镜11可例如为凸面朝向物侧的弯月形透镜。第二透镜21可例如为凹面朝向物侧的弯月形透镜。第三透镜31可例如为双凸形透镜。第四透镜41可例如为凸面朝向物侧的弯月形透镜。第五透镜42为凸面朝向物侧的弯月形透镜。
[0058]
在示例性实施方式中，第一透镜11至第五透镜42中的至少三个表面为非球面，至少一个表面采用为二元面(即衍射面)。本技术所提供的红外连续变焦镜头100采用非球面和衍射面混合使用的方式，能够有效矫正色差，补偿因温度变化所带来的色差影响，提升该红外连续变焦镜头100的成像质量。
[0059]
第一透镜11的像侧面、第四透镜41的像侧面和第五透镜42的像侧面可例如为非球面，上述非球面为偶次非球面，并满足以下方程：
[0060][0061]
其中，z是非球面z向的轴向矢高，r是非球面上的点到光轴的距离，c为拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数，k为圆锥系数，a、b、c、d、e为非球面多项式的4阶、6阶、8阶、10阶、12阶项系数。通过上述设置，可至少将第一透镜11的像侧面、第四透镜41的像侧面和第五透镜42的像侧面设置为非球面，有利于矫正光学系统各项像差，并进一步保证红外连续变焦镜头100能够清晰成像。
[0062]
第三透镜31的像侧面可例如为二元面(即衍射面)，上述二元面满足以下方程：
[0063][0064]
其中，λ0是设计时的中心波长，n0为材料中心波长对应的折射率，
m是衍射级次，n是级数中多项式系数的序，ai是衍射面相位系数，ρ是归一化的径向孔径坐标，ρ＝r/r1，r1为衍射面归化半径。通过上述设置，可至少将第三透镜31的像侧面设置为衍射面，起到了补偿热差的作用，进一步保证红外连续变焦镜头100能够清晰成像。在一些实施方式中，第四透镜41的物侧面也可设置为二元面。
[0065]
在示例性实施方式中，第一透镜11的材料为锗材料，第二透镜21、第三透镜31、第四透镜41和第五透镜42的材料折射率均在2.3～4.5的范围内。
[0066]
在示例性实施方式中，前固定组10满足如下条件：1《r2/r1《2；其中，r1为第一透镜11的物侧面的曲率半径，r2为第一透镜11的像侧面的曲率半径。通过控制第一透镜11的物侧面、像侧面的曲率半径，能够使得第一透镜11具有特定的弯月形状，在保证其具有正光焦度的同时，可提供适当且稳定的光汇聚效果，并作为基础与其他透镜实现相应的光焦度配合，以支持变倍组20和补偿组30的移动变焦。
[0067]
在示例性实施方式中，红外连续变焦镜头100满足：0.3《|f1/ft|《1.2；0.1《|f2/ft|《0.5；0.15《|f3/ft|《0.7；0.5《|f4/ft|《3；以及0.1《|f5/ft|《0.5；其中，f1为第一透镜11的有效焦距，f2为第二透镜21的有效焦距，f3为第三透镜31的有效焦距，f4为第四透镜41的有效焦距，f5为第五透镜42的有效焦距，ft为红外连续变焦镜头100在长焦状态下的焦距。通过控制第一透镜11至第五透镜42的有效焦距与红外连续变焦镜头100在长焦状态下的焦距之间的相互关系，能够合理限定各个透镜在所属群组中的作用，保证各个透镜的相互配合，以使红外连续变焦镜头100实现变焦和清晰成像。
[0068]
在示例性实施方式中，红外连续变焦镜头100满足：1.5《ft
×
(n-1)/(fnot
×
r1)《3；以及0.02《bflt/ft《0.3；其中，ft为红外连续变焦镜头100在长焦状态下的焦距，n为第一透镜11的材料中心波长下的折射率，fnot为红外连续变焦镜头100在长焦状态下的f数，r1为第一透镜11的物侧面的曲率半径，bflt为红外连续变焦镜头100在长焦状态下的后焦距。
[0069]
在示例性实施方式中，红外连续变焦镜头100的工作波段可设置为8μm～12μm，并且实现变焦范围为f35mm～f350mm，变倍比为10x，水平视场角为2.48
°
～25.2
°
，f数为0.92～1.5。
[0070]
相比于现有的变焦镜头，本技术所提供的红外连续变焦镜头100采用变倍组20、补偿组30和后固定组40中的第五透镜42移动的方式，实现了10x光学系统的连续变焦功能，并且，通过该变倍方式，有效缩短了系统长度，控制了光学系统的透镜数量，大大地降低了成本。本技术所提供的红外连续变焦镜头100采用5p光学结构以及非球面和衍射面混合使用的方式实现10x连续变焦，不仅能够有效矫正色差，具备主动消热差的功能，实现镜头在-40
°
～+60
°
宽温度范围内稳定成像，满足镜头可以在温度变化较大的环境下使用的要求，还能够利用透镜数量的缩小，很好地提升系统的透过率。
[0071]
基于同一构思，本技术还提供了一种红外热成像系统。继续参考图1，该红外热成像系统包括上述的红外连续变焦镜头100，还包括位于红外连续变焦镜头100的像面70上的长波非制冷探测器200，其中，长波非制冷探测器200具有第一窗口50和第二窗口60。红外连续变焦镜头100的工作波段为8μm～12μm，变焦范围为f35mm～f350mm，变倍比为10x，f数为0.92～1.5，水平视场角为2.48
°
～25.2
°
，可以适配于规格在1280
×
1024_12μm的长波非制冷探测器200。并且，由于该红外热成像系统包括上述红外连续变焦镜头100，故而具备上述红外连续变焦镜头100所具备的相同或相似的技术效果，此处不再赘述。
[0072]
下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的红外连续变焦镜头100的具体实施例。
[0073]
实施例1
[0074]
表1示出了实施例1的红外连续变焦镜头100的基本参数表，其中，曲率半径、间距和口径的单位均为毫米(mm)。
[0075][0076]
表1
[0077]
表1中的面序号根据各个透镜的表面顺序来进行编号，其中“1”代表第一透镜11的物侧面，“2”代表第一透镜11的像侧面，依次类推。曲率半径表示透镜表面的弯曲程度，其中，“infinity”表示曲率半径为无穷大，代表该表面为平面。间距表示当前表面到下一表面的中心轴向距离，可以理解的是，由于变倍组20和补偿组30需要沿光轴前后移动，因此与变倍组20和补偿组30对应的间距为一范围值。材料折射率代表对光线的偏折能力，空格代表当前位置为空气，折射率为1。
[0078]
在本实施例中，非球面和二元面的圆锥系数以及非球面多项式的阶项系数如表2所示。
[0079]
面序号面型kabcde2非球面09.37e-10-8.19e-151.67e-18-1.07e-222.44e-273非球面01.34e-07-5.62e-12-2.06e-16-1.11e-193.96e-236二元面06.11e-08-1.97e-111.64e-14-7.55e-181.40e-217二元面0-1.39e-06-6.37e-101.51e-13-1.68e-17-2.65e-21
8非球面0-2.29e-06-1.19e-096.42e-13-1.93e-162.11e-2010非球面01.07e-072.23e-11-2.24e-141.23e-17-2.66e-21
[0080]
表2在本实施例中二元面的归化半径以及相位系数如表3所示。
[0081]
面序号面型归化半径a1a2a3a46二元面41.00-122.89-3.915.97-1.337二元面40.0044.3332.01-1.96-17.34
[0082]
表3
[0083]
实施例1所提供的红外连续变焦镜头100可具有短焦状态、中焦状态和长焦状态，其中，图3至图5是红外连续变焦镜头100处于短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图6至图8是红外连续变焦镜头100处于中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图9至图11是红外连续变焦镜头100处于长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图。对比图3、图6和图9，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的传递函数均在0.15附近及以上，这意味着红外连续变焦镜头100在中心视场和边缘视场均能获得良好的解像能力，可以满足大视场、大靶面的解像需求。对比图4、图7和图10，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的弥散斑半径变化较小，这意味着红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的像差较小。对比图5、图8和图11，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的最大畸变在
±
5％以内，对不同波长的光线所产生的子午方向与弧矢方向场曲介于
±
0.20mm之间，这意味着红外连续变焦镜头100在不同焦距状态均能实现较小的畸变和场曲。综上可知，实施例1所提供的红外连续变焦镜头100能够实现各类像差的校正，并可保证在各焦距状态下的成像质量，实施例1所提供的红外连续变焦镜头100在变焦过程中具有良好的成像效果。
[0084]
实施例2
[0085]
表4示出了实施例2的红外连续变焦镜头100的基本参数表，其中，曲率半径、间距和口径的单位均为毫米(mm)。
[0086]
[0087][0088]
表4
[0089]
在本实施例中，非球面和二元面的圆锥系数以及非球面多项式的阶项系数如表5所示。
[0090]
面序号面型kabcde2非球面01.51e-09-2.09e-131.19e-16-2.09e-201.36e-243非球面02.79e-07-5.53e-116.43e-14-5.47e-171.84e-206二元面06.05e-08-3.02e-113.83e-14-2.66e-177.58e-217非球面0-2.69e-06-1.39e-092.59e-135.19e-17-3.52e-208非球面0-3.97e-06-2.09e-091.31e-12-2.44e-16-4.01e-2010非球面01.07e-072.23e-11-2.24e-141.23e-17-2.66e-21
[0091]
表5在本实施例中二元面的归化半径以及相位系数如表6所示。
[0092]
面序号面型归化半径a1a2a3a46二元面40.00-24.111.903.71-4.31
[0093]
表6
[0094]
实施例2所提供的红外连续变焦镜头100可具有短焦状态、中焦状态和长焦状态，其中，图12至图14是红外连续变焦镜头100处于短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图15至图17是红外连续变焦镜头100处于中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图18至图20是红外连续变焦镜头100处于长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图。对比图12、图15和图18，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的传递函数均在0.2附近及以上，这意味着红外连续变焦镜头100在中心视场和边缘视场均能获得良好的解像能力，可以满足大视场、大靶面的解像需求。对比图13、图16和图19，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的弥散斑半径变化较小，这意味着红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的像差较小。对比图14、图17和图20，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的最大畸变在
±
5％以内，对不同波长的光线所产生的子午方向与弧矢方向场曲介于
±
0.10mm之间，这意味着红外连续变焦镜头100在不同焦距状态均能实现较小的畸变和场曲。综上可知，实施例2所提供的红外连续变焦镜头100能够实现各类像差的校正，并可保证在各焦距状态下的成像质量，实施例2提供的红外连续变焦镜头100在变焦过程中具有良好的成像效果。
[0095]
实施例3
[0096]
表7示出了实施例3的红外连续变焦镜头100的基本参数表，其中，曲率半径、间距和口径的单位均为毫米(mm)。
[0097][0098]
表7
[0099]
在本实施例中，非球面和二元面的圆锥系数以及非球面多项式的阶项系数如表8所示。
[0100]
面序号面型kabcde2非球面09.73e-114.02e-15-2.16e-194.22e-24 4非球面0-5.49e-08-1.05e-116.12e-15-1.22e-18 6二元面03.39e-08-3.60e-122.14e-15-4.87e-19 7二元面0-7.69e-07-6.80e-10-7.08e-14-2.87e-17 8非球面0-1.51e-06-1.82e-09// 10非球面01.99e-077.45e-126.00e-153.07e-17 [0101]
表8在本实施例中二元面的归化半径以及相位系数如表9所示。
[0102]
面序号面型归化半径a1a26二元面40.00-114.214.837二元面40.0034.907.08
[0103]
表9
[0104]
实施例3所提供的红外连续变焦镜头100可具有短焦状态、中焦状态和长焦状态，其中，图21至图23是红外连续变焦镜头100处于短焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图24至图26是红外连续变焦镜头100处于中焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图，图27至图29是红外连续变焦镜头100处于长焦状态下的mtf图、弥散斑和场曲畸变图。对比图21、
图24和图27，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的传递函数均在0.1附近及以上，这意味着红外连续变焦镜头100在中心视场和边缘视场均能获得良好的解像能力，可以满足大视场、大靶面的解像需求。对比图22、图25和图28，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的弥散斑半径变化较小，这意味着红外连续变焦镜头100在不同视场位置处的像差较小。对比图23、图26和图29，在不同焦距状态下，红外连续变焦镜头100的最大畸变在
±
5％以内，对不同波长的光线所产生的子午方向与弧矢方向场曲介于
±
0.20mm之间，这意味着红外连续变焦镜头100在不同焦距状态均能实现较小的畸变和场曲。综上可知，实施例3所提供的红外连续变焦镜头100能够实现各类像差的校正，并可保证在各焦距状态下的成像质量，实施例3所提供的红外连续变焦镜头100在变焦过程中具有良好的成像效果。
[0105]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。