多组元联动连续变焦红外光学系统的制作方法

本技术涉及光学系统，特别涉及多组元联动连续变焦红外光学系统。

背景技术：

1、连续变焦光学系统可分为机械补偿连续变焦光学系统和光学补偿连续变焦光学系统。将变焦系统中所有活动组分固连在一起沿光轴方向作直线运动的系统称作光学补偿连续变焦光学系统，一部分活动组的运动补偿是由另一部分活动组的运动而产生的像面位移的变焦系统称作机械补偿连续变焦光学系统。光学补偿连续变焦光学系统利用光学系统中的透镜组线性运动在有限的几个特殊位置实现像面补偿，从而实现连续变焦，但是其结构较长、光学系统成像质量不高。而机械补偿式变焦光学系统通过改变变倍透镜和补偿透镜的相对位置，可以连续地改变整个光学系统的焦距，具有结构简单和研制成本低廉等优点。然而，目前的机械补偿式变焦光学系统仍然存在大变倍比和轻小型的设计矛盾。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种多组元联动连续变焦红外光学系统，在传统光学补偿变焦系统的基础上，打破现有技术中变倍透镜和补偿透镜固定连接的模式，使变倍透镜和补偿透镜分别独立运动，从而实现多组元联动、大变倍比的红外光学系统。

2、为实现上述目的，本实用新型提出一种多组元联动连续变焦红外光学系统，包括在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，所述第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；

3、其中，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的工作波段设置为3.7μm～4.8μnm。

4、可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的光学系统总长ttl＜250mm。

5、可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的变倍比γ的范围被设置为1＜γ≤40。

6、可选地，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的f数的范围被设置为2≤f≤5.5。

7、可选地，所述第二固定透镜能够沿光轴方向活动。

8、可选地，所述第一固定透镜为正光焦度的弯月型球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述变倍透镜为负光焦度的双凹型非球面透镜，所述第一补偿透镜为正光焦度的双凸型非球面透镜，所述第二补偿透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二固定透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述第一后固定透镜为负光焦度的弯月型非球透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二后固定透镜为正光焦度的双凸型非球透镜，所述第三后固定透镜为正光焦度的弯月型非球透镜，其凸面朝所述像面设置。

9、可选地，所述第一固定透镜、所述变倍透镜、所述第一补偿透镜、所述第二补偿透镜、所述第二固定透镜、所述第一后固定透镜、所述第二后固定透镜、所述第三后固定透镜均为非球面透镜。

10、可选地，所述第一固定透镜、所述第一补偿透镜、所述第二固定透镜和所述第一后固定透镜采用硅玻璃材料；

11、所述变倍透镜、所述第二补偿透镜和所述第三后固定透镜采用锗玻璃材料；

12、所述第二后固定透镜采用氟化钙玻璃材料。

13、可选地，所述第一补偿透镜与所述第二补偿透镜之间的距离为l1，其中，2≤l1≤49.6mm。

14、可选地，所述变倍透镜与所述第一补偿透镜之间的距离为l2，其中2.7≤l2≤81.7mm。

15、本实用新型的技术方案中，适用范围为中波红外光，采用二次成像方式，通过所述变倍透镜、所述第一补偿透镜、所述第二补偿透镜三组元联动实现变焦，所述变倍透镜通过轴向运动实现变倍，所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜通过轴向运动对由所述变倍透镜带来的像面位移给予补偿。所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜分开独立运动，且均可作非线性运动，并且，在该光学系统中，变倍功能和补偿功能是相对的，即补偿透镜也可起到变倍的功能，变倍透镜也可起到补偿的功能，以充分发挥变倍透镜和补偿透镜的作用，从而在变倍率增大的情况下仍能使该光学系统的光学筒长能够被限定在较小的范围，能实现系统大变倍率的同时使得光学系统结构更为紧凑，达到小型化的目的。

技术特征：

1.一种多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，包括在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，所述第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，所述变倍透镜、所述第一补偿透镜和所述第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；

2.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的光学系统总长ttl＜250mm。

3.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的变倍比γ的范围被设置为1＜

4.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述多组元联动连续变焦红外光学系统的f数的范围被设置为2≤f≤5.5。

5.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第二固定透镜能够沿光轴方向活动。

6.如权利要求1至5任意一项所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第一固定透镜为正光焦度的弯月型球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述变倍透镜为负光焦度的双凹型非球面透镜，所述第一补偿透镜为正光焦度的双凸型非球面透镜，所述第二补偿透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二固定透镜为正光焦度的弯月型非球面透镜，其凸面朝所述像面设置，所述第一后固定透镜为负光焦度的弯月型非球透镜，其凹面朝所述像面设置，所述第二后固定透镜为正光焦度的双凸型非球透镜，所述第三后固定透镜为正光焦度的弯月型非球透镜，其凸面朝所述像面设置。

7.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第一固定透镜、所述变倍透镜、所述第一补偿透镜、所述第二补偿透镜、所述第二固定透镜、所述第一后固定透镜、所述第二后固定透镜、所述第三后固定透镜均为非球面透镜。

8.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第一固定透镜、所述第一补偿透镜、所述第二固定透镜和所述第一后固定透镜采用硅玻璃材料；

9.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述第一补偿透镜与所述第二补偿透镜之间的距离为l1，其中，

10.如权利要求1所述的多组元联动连续变焦红外光学系统，其特征在于，所述变倍透镜与所述第一补偿透镜之间的距离为l2，其中2.7≤l2≤81.7mm。

技术总结
本技术公开一种多组元联动连续变焦红外光学系统，在光轴方向上由物方至像方依次设置的第一固定透镜、变倍透镜、第一补偿透镜、第二补偿透镜、第二固定透镜、第三固定透镜组和像面，第三固定透镜组包括由物方至像方依次设置的第一后固定透镜、第二后固定透镜、第三后固定透镜，变倍透镜、第一补偿透镜和第二补偿透镜均能够沿光轴方向活动；其中，多组元联动连续变焦红外光学系统的工作波段设置为3.7μm～4.8μnm。适用范围为中波红外光，采用二次成像方式，变倍透镜通过轴向运动实现变倍，第一补偿透镜和第二补偿透镜通过轴向运动对由变倍透镜带来的像面位移给予补偿，能实现系统大变倍率的同时使得光学系统结构更为紧凑，达到小型化的目的。

技术研发人员：王美钦,蔡宾,潘海俊,邹爽,陈乐,丁俊雅
受保护的技术使用者：武汉联一合立技术有限公司
技术研发日：20230228
技术公布日：2024/1/12