高分辨率双通道中波红外光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高分辨率双通道中波红外光学系统，该系统包括超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统，二者共用同一成像后组和中波探测器；该系统还包括切换镜；切换镜切入和切出实现超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统分时对外界成像。本发明专利技术的高分辨率双通道中波红外光学系统，通过切换镜切入/切出光路，实现双通道共用成像后组与望远系统的光路衔接，进而实现超长焦距光学子系统和连续变焦光学子系统的分时对外界成像，可实现大视场搜索、小视场跟踪和超小视场远距离跟踪，且系统结构简单稳定、稳定可靠；且共用了成像后组和中波探测器，减小了光学系统的体积和重量，又降低了成本。又降低了成本。又降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
高分辨率双通道中波红外光学系统


[0001]本专利技术属于光学
，具体涉及一种高分辨率双通道中波红外光学系统。

技术介绍

[0002]连续变焦光学系统以其焦距连续可变，目标不丢失等优点已应用于各类光电载荷中，随着光电载荷的作用距离的不断提升，连续变焦系统的焦距逐步变长，体积和重量大幅变大，同时光学系统角分辨能力也随之提高，现有的光电载荷在有限的体积重量内，已无法满足长焦距高分辨率光学系统的稳定精度要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种高分辨率双通道中波红外光学系统，解决光电载荷在有限的体积重量内无法满足长焦距高分辨率光学系统的稳定精度要求。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高分辨率双通道中波红外光学系统，包括超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统，二者共用同一成像后组和中波探测器；
[0005]其中：超长焦中波红外光学子系统从物方到像方依次包括超长焦望远系统物镜组、超长焦望远系统目镜组、方位与俯仰稳像组、以及共用成像后组和中波探测器；连续变焦中波红外光学子系统从物方到像方依次包括连续变焦望远系统物镜组、连续变焦望远系统目镜组、以及共用成像后组和中波探测器；
[0006]该高分辨率双通道中波红外光学系统还包括切换镜；切换镜切入和切出实现超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统分时对外界成像。
[0007]超长焦中波红外光学子系统为开普勒式望远系统；其中超长焦望远系统物镜组由卡式反射镜主镜和卡式反射镜次镜组成，主镜为抛物面，次镜为双曲面；超长焦望远系统目镜组由四片弯月透镜组成，材料分别为单晶硅、硒化锌、单晶硅和单晶锗；方位与俯仰稳像镜组位于平行光路中，方位稳像镜在前，俯仰稳像镜在后。
[0008]进一步地，超长焦中波红外光学子系统还包括反射镜一；反射镜一位于超长焦望远系统物镜组和超长焦望远系统目镜组之间，法线与光轴夹角为45
°
。
[0009]连续变焦中波红外光学子系统为开普勒式望远系统；连续变焦望远系统物镜组由7片透镜组成，其中主物镜一为具有正光焦度的弯月硅透镜、主物镜二为具有负光焦度的双凹锗透镜、变倍镜为具有负光焦度的双凹锗透镜、补偿镜为具有正光焦度的双凸硅透镜、调焦镜一为具有正光焦度的弯月硅透镜、调焦镜二为具有负光焦度的弯月锗透镜、主物镜三为具有正光焦度的弯月硒化锌透镜；连续变焦望远系统目镜组由2片透镜组成，其中目镜组透镜一为具有负光焦度的弯月锗透镜，目镜组透镜二为具有正光焦度的双凸硅透镜。
[0010]进一步地，续变焦中波红外光学子系统还包括反射镜二和反射镜三；反射镜二和反射镜三分别位于连续变焦望远系统目镜组的前后，法线与光轴夹角为45
°
。
[0011]成像后组由7片透镜组成，为光阑前置形光学系统；其中前固定组透镜一为具有正
光焦度的弯月硅透镜、前固定组透镜二为具有负光焦度的弯月锗透镜、前固定组透镜三为具有正光焦度的弯月锗透镜、后固定组透镜一为具有正光焦度的双凸硅透镜、后固定组透镜二为具有负光焦度的弯月锗透镜、后固定组透镜三为具有正光焦度的弯月硅透镜、后固定组透镜四为具有负光焦度的弯月锗透镜。
[0012]进一步地，成像后组还包括后组反射镜一和后组反射镜二；后组反射镜一和后组反射镜二位于前固定组透镜三与后固定组透镜一之间，且法线与光轴夹角为45
°
。
[0013]进一步地，切换镜切入时，超长焦中波红外光学子系统对外界成像；切换镜切出时，连续变焦中波红外光学子系统对外界成像。
[0014]进一步地，切换镜切入时，连续变焦中波红外光学子系统对外界成像；切换镜切出时，超长焦中波红外光学子系统对外界成像。
[0015]进一步地，连续变焦中波红外光学子系统的焦距范围为45mm～500mm，F数为4；超长焦中波红外光学子系统的焦距为1000mm，F数为4；成像后组的焦距为64mm，中波探测器F数为4。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0017]1、高分辨率双通道中波红外光学系统，由超长焦中波红外和连续变焦中波红外两个通道光学子系统组成，通过切换镜切入/切出光路，实现双通道共用成像后组与望远系统的光路衔接，进而实现超长焦距光学子系统和连续变焦光学子系统的分时对外界成像，可实现大视场搜索、小视场跟踪和超小视场远距离跟踪，且系统结构简单稳定、稳定可靠；双通道中波红外光学系统只使用1片小口径的切换反射镜实现光路切换，切换机构轻巧、简单，在1s内即可实现切换动作，且共用了成像后组和中波探测器，减小了光学系统的体积和重量，又降低了成本。
[0018]2、超长焦中波红外光学子系统由大口径望远系统组、稳像镜组和双通道共用成像后组组成，大口径望远系统组为大压缩比望远系统，大幅度减小后面光学系统的口径，减轻系统的体积和重量；稳定镜组由方位和俯仰两个一维摆镜组成，用于二级精稳，可大幅度降低对光电伺服的稳定精度要求；连续变焦中波红外光学子系统由大变倍比连续变焦望远系统组和双通道共用成像后组组成。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的高分辨率双通道中波红外光学系统示意图；
[0020]图2为本专利技术的光学系统的传递函数图；
[0021]图3为本专利技术的光学系统的弥散斑图。
[0022]图中：1
‑
超长焦距望远系统物镜组，11
‑
卡式反射镜主镜，12
‑
卡式反射镜次镜，2
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反射镜组一，3
‑
超长焦距望远系统目镜组，31
‑
弯月透镜一，32
‑
弯月透镜二，33
‑
弯月透镜三，34
‑
弯月透镜四，4
‑
方位与俯仰稳像组，41
‑
方位稳像镜，42
‑
俯仰稳像镜，5
‑
成像后组，51
‑
前固定组透镜一，52
‑
前固定组透镜二，53
‑
前固定组透镜三，54
‑
后组反射镜一，55
‑
后组反射镜二，56
‑
后固定组透镜一，57
‑
后固定组透镜二，58
‑
后固定组透镜三，59
‑
后固定组透镜四，6
‑
探测器组，7
‑
连续变焦望远系统物镜组，71
‑
主物镜一，72
‑
主物镜二，73
‑
变倍镜，74
‑
补偿镜，75
‑
调焦镜一，76
‑
调焦镜二，77
‑
主物镜三，8
‑
反射镜组二，9
‑
连续变焦望远系统目镜组，91
‑
目镜组透镜一，92
‑
目镜组透镜二，10...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分辨率双通道中波红外光学系统，其特征在于，包括超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统，二者共用同一成像后组和中波探测器；其中：超长焦中波红外光学子系统从物方到像方依次包括超长焦望远系统物镜组、超长焦望远系统目镜组、方位与俯仰稳像组、以及共用成像后组和中波探测器；连续变焦中波红外光学子系统从物方到像方依次包括连续变焦望远系统物镜组、连续变焦望远系统目镜组、以及共用成像后组和中波探测器；该高分辨率双通道中波红外光学系统还包括切换镜；切换镜切入和切出实现超长焦中波红外光学子系统和连续变焦中波红外光学子系统分时对外界成像。2.根据权利要求1所述的高分辨率双通道中波红外光学系统，其特征在于，超长焦中波红外光学子系统为开普勒式望远系统；其中超长焦望远系统物镜组由卡式反射镜主镜和卡式反射镜次镜组成，主镜为抛物面，次镜为双曲面；超长焦望远系统目镜组由四片弯月透镜组成，材料分别为单晶硅、硒化锌、单晶硅和单晶锗；方位与俯仰稳像镜组位于平行光路中，方位稳像镜在前，俯仰稳像镜在后。3.根据权利要求2所述的高分辨率双通道中波红外光学系统，其特征在于，超长焦中波红外光学子系统还包括反射镜一；反射镜一位于超长焦望远系统物镜组和超长焦望远系统目镜组之间，法线与光轴夹角为45
°
。4.根据权利要求1所述的高分辨率双通道中波红外光学系统，其特征在于，连续变焦中波红外光学子系统为开普勒式望远系统；连续变焦望远系统物镜组由7片透镜组成，其中主物镜一为具有正光焦度的弯月硅透镜、主物镜二为具有负光焦度的双凹锗透镜、变倍镜为具有负光焦度的双凹锗透镜、补偿镜为具有正光焦度的双凸硅透镜、调焦镜一为具有正光焦度的弯月硅透镜、调焦镜二为具有负光焦度的弯月锗透镜、主物镜三为具有正光焦度的弯月硒化锌透镜；连续变焦望远系统目镜组由2片透镜组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀，左腾，熊涛，朱广亮，宋鹏飞，彭章贤，
申请(专利权)人：湖北久之洋红外系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：