变倍组 200和补偿组300背离第一透镜101作单向运动。上述运动方式使得镜头实现了光学变焦。
[0021] 后固定组400相对于物方侧距离固定不变，后固定组400中的第五透镜401朝向 物方侧的表面含有偶次非球面，且镜头的光阑（未示出）固定该表面上，光阑口径固定，易 于设计与加工，可以滤除干扰杂光。
[0022] 调焦组500可以沿光轴进行轴向移动，可以实现镜头对远近目标的调焦。同时，由 于锗材料的折射率温度变化系数比较大，像面随温度漂移比较明显，要在大的温度范围内 保证系统正常工作就必须消除温度对光学系统的影响，调焦组500的前后移动，可以补偿 像面随温度的漂移。另外，调焦组500的移动可以用电机控制，具有功耗低，结构紧凑等优 点。
[0023] 当镜头的位置状态从广角状态向望远状态变化时，前固定组100在变焦过程中静 止不动。变倍组200沿光轴向像方单向移动改变焦距，与前固定组100的距离逐渐增大。补 偿组300随着变倍组200的移动而进行补偿运动以达到最佳像面落于非致冷焦平面探测器 的焦平面上，补偿组300与前固定组100的距离逐渐增大。后固定组400在变焦过程中静 止不动。调焦组500沿轴向移动来保证镜头对远近目标均可成像，并补偿温度变化导致的 像面偏移。
[0024] 在镜头变焦过程中，镜头的F数（第一透镜101的直径01与镜头处于望远状态时 的焦距ft之比）始终固定为1. 1，避免了变焦过程中系统的灵敏度变化问题，同时，相对孔 径较大，成像对比度高。
[0025] 由于变焦组透镜的位置直接影响镜头的焦距，前固定组100、变倍组200、补偿组 300的焦距满足条件：f/f'l. 4,0. 5〈f2/ft〈l. 2，-0. 3〈f3/ft〈0,其中表示前固定组100的 焦距，f2表示变倍组200的焦距，f 3表示补偿组300的焦距，f t表示镜头处于望远状态时的 焦距。上述变焦组由变倍组200和补偿组300组成。
[0026] 在本实施例中，优选第五透镜401朝向物方侧的表面选用非球面。非球面透镜的 特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的。与从透镜中心到周边有一定曲率的球面透 镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善球差等像差的优点，能够使得视野 变得更大而真实。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改 善成像质量。
[0027] 通常非球面形表达式为：
[0028]
【主权项】
1. 一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于，包括沿光轴从物方到像方依次 设置的前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、调焦组； 所述前固定组包含第一透镜，所述第一透镜为具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正 弯月透镜； 所述变倍组包含第二透镜，所述第二透镜为具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯 月透镜； 所述补偿组包含第三透镜和第四透镜，所述第三透镜为具有负屈光力的、凸面朝向物 方侧的负弯月透镜，所述第四透镜为具有负屈光力的、凹面朝向物方侧的负弯月透镜； 所述后固定组包含第五透镜，所述第五透镜为具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正 弯月透镜，其朝向物方侧的表面含有偶次非球面； 所述调焦组包含第六透镜，所述第六透镜为具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯 月透镜。
2. 根据权利要求1所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于，所述前 固定组和后固定组相对物方侧距离固定不变，所述变倍组沿光轴移动改变镜头焦距，所述 补偿组沿光轴移动补偿像面移动，所述调焦组沿光轴移动实现对远近目标进行调焦，并补 偿温度对系统的影响。
3. 根据权利要求2所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于，该镜头 从广角状态到望远状态时，所述变倍组和补偿组均背离前固定组单向运动。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 所述前固定组、变倍组、补偿组的焦距满足如下条件： 4,0. 5〈f2/ft〈l. 2, -0. 3〈f3/ft〈0,其中表示前固定组的焦距，f 2表示变倍组 的焦距，f3表示补偿组的焦距，ft表示镜头处于望远状态时的焦距。
5. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 所述前固定组中的第一透镜的直径〇:与镜头处于望远状态时的焦距f t满足D1At= 1. 1。
6. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为锗材料透镜。
7. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 所述第一透镜朝向物方侧的表面涂镀硬碳膜。
8. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 所述第一透镜朝向像方侧的表面、第二透镜朝向物方侧和像方侧的表面、第三透镜朝向物 方侧和像方侧的表面、第四透镜朝向物方侧和像方侧的表面、第五透镜朝向物方侧和像方 侧的表面、第六透镜朝向物方侧和像方侧的表面均涂镀红外增透膜。
9. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在于， 该镜头的光阑固定在第五透镜朝向物方侧的表面。
10. 根据权利要求1或2或3所述的一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，其特征在 于，所述调焦组的移动用电机控制。
【专利摘要】本实用新型公开一种连续变焦非制冷长焦热成像镜头，包括沿光轴从物方到像方依次设置的前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、调焦组；前固定组包含具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯月第一透镜；变倍组包含具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯月第二透镜；补偿组包含具有负屈光力的、凸面朝向物方侧的负弯月第三透镜和具有负屈光力的、凹面朝向物方侧的负弯月第四透镜；后固定组包含具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯月第五透镜，其朝向物方侧的表面含有偶次非球面；调焦组包含具有正屈光力的、凸面朝向物方侧的正弯月第六透镜。本实用新型在未使用衍射面及贵重材料的情况下实现长焦镜头的连续变焦，极大地降低了加工成本。
【IPC分类】G02B1-14, G02B7-04, G02B7-00, G02B1-02, G02B15-163
【公开号】CN204422855
【申请号】CN201520063577
【发明人】韩凛
【申请人】济南和普威视光电技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月29日