一种双视场双焦距红外光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双视场双焦距红外光学系统，属于光学系统技术领域。解决现有的双视场双焦距红外光学系统结构复杂、体型较大的技术问题。该红外光学系统的物方光线一路经过主镜、次镜反射后成像在一次像面处，另一路经过第一透镜组成像在一次像面处；第二透镜组将一次像面处两路光学系统所成的两个像经过AOTF成像到探测器像面上；所述次镜的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF筛选能成像到探测器像面的光线，通过控制AOTF高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。该红外光学系统仅通过使用一个探测器就可以实现双视场双焦距同时使用的目的，极大的缩小了系统的结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学系统，具体涉及一种双视场双焦距红外光学系统。
技术介绍
红外成像光学系统在军事、民用各个领域的应用越来越广。其中，很多领域定焦红外光学系统单一的功能已经无法满足需求。这就需要红外光学镜头既可以大视场搜索目标，又可以用长焦距分辨目标。现有的双视场双焦距红外光学系统能够实现上述目的，但是其结构复杂，体型较大。
技术实现思路
本专利技术要解决现有的双视场双焦距红外光学系统结构复杂、体型较大的技术问题，提供一种新型的双视场双焦距红外光学系统，该红外光学系统仅通过使用一个探测器就可以实现双视场双焦距同时使用的目的，极大的缩小了系统的结构。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：一种双视场双焦距红外光学系统，包括：第一透镜组、次镜、主镜、一次像面、第二透镜组、声光调制滤光片(AOTF)和探测器；物方光线一路经过主镜反射、次镜反射后成像在一次像面处，另一路经过第一透镜组成像在一次像面处；第二透镜组将一次像面处两路光学系统所成的两个像经过AOTF成像到探测器像面上；所述次镜的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF筛选能成像到探测器像面的光线，通过控制AOTF高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。一种双视场双焦距红外光学系统的另外一种实施方案为：所述光学系统包括：第一透镜组、次镜、主镜、第二透镜组、声光调制滤光片(AOTF)和探测器；物方光线一路经过主镜反射、次镜反射后再经过第二透镜组后成像在探测器处，另一路经过第一透镜组后再经过第二透镜组后成像在探测器处，两路光线都需要经过第二透镜组并且都经过AOTF才能成像到探测器上；所述次镜的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统的光线经过AOTF时的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF筛选能成像到探测器像面的光线，通过控制AOTF高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。在上述技术方案中，所述AOTF设置在次镜和探测器像面之间的光路中。在上述技术方案中，所述AOTF可以替换为液晶调制滤光片(LCTF)。在上述技术方案中，所述探测器为制冷型探测器。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统是一种新的光学系统，这种光学系统可以同时获得大视场与高分辨的图像。保证了在使用长焦距高分辨识别目标的同时可以监视大视场的范围内的其他目标。本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统，该红外光学系统仅通过使用一个探测器就可以实现双视场双焦距同时使用的目的，极大的缩小了系统的结构。本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统由主镜和次镜组成的光路是长焦距大放大倍率的光学系统，通过反射式的结构缩小本段光学系统的总长。由第一透镜组组成的光路是大视场小放大倍率的光学系统，通过反摄远型的光学结构形式拉远光学系统像面位置，与长焦距光学系统像面位置保持一致，在切换AOTF的偏振透过方向是不需要移动其他部件就可以控制成像在探测器上的光路。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统结构示意图。图2为本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统的另一种实施方案的结构示意图。图中的附图标记表示为：1-第一透镜组，2-次镜，3-主镜，4-一次像面，5-第二透镜组，6-声光调制滤光片(AOTF)，7-探测器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做以详细说明。参见附图1：本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统包括：第一透镜组1、次镜2、主镜3、一次像面4、第二透镜组5、AOTF6和探测器7；物方光线一路经过主镜3反射、次镜2反射后成像在一次像面4处，另一路经过第一透镜组1成像在一次像面4处；第二透镜组5将一次像面4处两路光学系统所成的两个像经过AOTF6成像到探测器7像面上；所述次镜2的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面4的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF6筛选能成像到探测器7像面的光线，通过控制AOTF高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。第一透镜组1与次镜2、主镜3两组所成的像都在一次像面4位置，只是放大倍率不同。图1中所示第一透镜组1、第二透镜组5图示仅为示意图，具体结构根据实际焦距不同，变焦倍率不同进行设计。所述AOTF6位置不是必须放在第二透镜组5与探测器7像面之间，只需在次镜2和探测器7像面之间的光路当中就可以达到筛选光线的目的。所述AOTF6为可高速筛选不同偏振方向光线的器件，并不仅局限于使用AOTF，可以使用LCTF等。探测器7可以是制冷型探测器，通过第二透镜组5可以做到冷阑匹配100％。本专利技术提供的双视场双焦距红外光学系统由主镜3和次镜2组成的光路是长焦距大放大倍率的光学系统，通过反射式的结构缩小本段光学系统的总长。由第一透镜组1组成的光路是大视场小放大倍率的光学系统，通过反摄远型的光学结构形式拉远光学系统像面位置，与长焦距光学系统像面位置保持一致，在切换AOTF6的偏振透过方向是不需要移动其他部件就可以控制成像在探测器7上的光路。假设AOTF6以100HZ的速度不停切换器件透过光线的偏振方向。且透过方向为两个偏振方向相互垂直。这样在探测器就获得了不同视场的交替出现的图像。通过处理分别提取各自视场的图像后，再连续播放。这样就同时获得了大视场和高分辨50帧的视频。参见附图2：一种双视场双焦距红外光学系统的另外一种实施方案为：所述光学系统包括：第一透镜组1、次镜2、主镜3、第二透镜组5、声光调制滤光片(AOTF)6和探测器7；物方光线一路经过主镜3反射、次镜2反射后再经过第二透镜组5后成像在探测器7处，另一路经过第一透镜组1后再经过第二透镜组5后成像在探测器7处，两路光线都需要经过第二透镜组5并且都经过AOTF6才能成像到探测器7上；所述次镜2的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统的光线经过AOTF6时的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF6筛选能成像到探测器7像面的光线，通过控制AOTF6高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术创造的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双视场双焦距红外光学系统，其特征在于，包括：第一透镜组(1)、次镜(2)、主镜(3)、一次像面(4)、第二透镜组(5)、声光调制滤光片(AOTF)(6)和探测器(7)；物方光线一路经过主镜(3)反射、次镜(2)反射后成像在一次像面(4)处，另一路经过第一透镜组(1)成像在一次像面(4)处；第二透镜组(5)将一次像面(4)处两路光学系统所成的两个像经过AOTF(6)成像到探测器(7)像面上；所述次镜(2)的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面(4)的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF(6)筛选能成像到探测器(7)像面的光线，通过控制AOTF(6)高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。

【技术特征摘要】
1.一种双视场双焦距红外光学系统，其特征在于，包括：第一透镜组(1)、次镜(2)、主镜(3)、一次像面(4)、第二透镜组(5)、声光调制滤光片(AOTF)(6)和探测器(7)；物方光线一路经过主镜(3)反射、次镜(2)反射后成像在一次像面(4)处，另一路经过第一透镜组(1)成像在一次像面(4)处；第二透镜组(5)将一次像面(4)处两路光学系统所成的两个像经过AOTF(6)成像到探测器(7)像面上；所述次镜(2)的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面(4)的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过控制AOTF(6)筛选能成像到探测器(7)像面的光线，通过控制AOTF(6)高频切换，以达到双视场双焦距同时使用的目的。2.根据权利要求1所述的双视场双焦距红外光学系统，其特征在于，另一种实施方案为：所述光学系统包括：第一透镜组(1)、次镜(2)、主镜(3)、第二透镜组(5)、声光调制滤光片(AOTF)(6)和探测器(7)；物...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玥，何锋赟，董健，谢军，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22