一种共口径多视场红外光学系统技术方案

本申请提供的共口径多视场红外光学系统，包括：主反射镜(L1)、次镜(L2)、多谱段透射准直镜组(L3)、第一反射镜(L4)、分光镜(L5)、可见后继成像镜组(L6)、红外镜组(L7)、切入/切出反射镜(L8)、共用镜组(L9)、前固定组(L10)、变倍组(L11)、补偿组(L12)、固定组(L13)、第二反射镜(L14)、透镜组(L15)及第三反射镜(L16)，本申请利用折反式结构实现了长焦可见和红外共口径光学系统，有效的压缩了系统的体积，同时加入了连续变倍短焦红外系统，实现了多视场，而且长焦红外和连续变倍短焦红外共用一个红外探测器，与单独采用一路红外短焦相比，有效的减小了系统体积，降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种共口径多视场红外光学系统


[0001]本专利技术属于光学成像
，具体涉及一种共口径多视场红外光学系统。

技术介绍

[0002]在国防军事应用领域，为了在不同外界环境下快速、及时的发现超远距离目标并实现对超远目标的实时跟踪和精确测量，既要求得到目标的可见光图像，还需要得到目标的红外图像。为了更快速的搜索、发现目标，还需要光学系统能够提供不同大小的视场，因此要求单一光电系统需覆盖从长焦距到短焦距，波段从可见到红外。
[0003]目前国内外对于多视场多谱段光学系统的研究均有涉及，为了降低设计难度，光学系统通常采取不同波段分开设计，每种波段单独占用一个光学窗口，窗口数量越多就会限制单个光学系统口径，使得光学系统通光口径和焦距非常受限。共口径光学系统则是将多种不同的波段共用一个光学窗口，然后在分光各自成像，通过减少光学窗口数量，大大提升共同窗口的面积，从而提升各个波段的口径和焦距，提高系统的探测能力。
[0004]申请号为201510204445.6的中国专利申请文件中公开了一种双波段共口径共光路成像光学系统，中波和长波系统通过共用主反射镜、次反射镜和准直透镜组，构成望远系统，然后分光路通过透射式成像组实现各自成像，但是只针对红外系统，不包含可见系统，同时视场角单一。
[0005]申请号为201310248836.9的中国专利申请文件中公开了一种红外和可见光共口径共光路变焦成像光学系统，红外和可将光共用前固定组、变焦组和补偿组，然后通过棱镜分光各自通后固定组成像。但是采用全透射光学结构，限于材料制备工艺，口径有限，导致无法用于长焦系统，另外尺寸重量都很大。

技术实现思路

[0006]鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种可见光及红外光共用一个大口径的卡塞格林系统，能够保证大通光口径的同时有效压缩空间体积的共口径多视场红外光学系统。
[0007]为解决上述问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本申请提供了一种共口径多视场红外光学系统，包括：主反射镜(L1)、次镜(L2)、多谱段透射准直镜组(L3)、第一反射镜(L4)、分光镜(L5)、可见后继成像镜组(L6)、红外镜组(L7)、切入/切出反射镜(L8)、共用镜组(L9)、前固定组(L10)、变倍组(L11)、补偿组(L12)、固定组(L13)、第二反射镜(L14)、透镜组(L15)、第三反射镜(L16)，所述切入/切出反射镜(L8)可切入或切出成像光路，当所述切入/切出反射镜(L8)切入成像光路时，所述切入/切出反射镜(L8)位于所述第三反射镜(L16)和所述共用透镜组(L9)之间，其中：
[0009]在长焦光路中，可见光和红外光束入射到所述主反射镜(L1)，经过所述主反射镜(L1)反射后到达所述次镜(L2)，经过所述次镜(L2)反射后汇聚形成一次像面，所述可见光和红外光束在所述一次像面后入射到所述多谱段透射准直镜组(L3)，通过所述多谱段透射
准直镜组(L3)后，所述可见光和所述红外光束变成平行光并入射到所述第一反射镜(L4)，所述第一反射镜(L4)将光束折叠，使得所述可见光和所述红外光束入射到所述分光镜(L5)，所述可见光在所述分光镜(L5)的前表面发生反射，所述红外光束透射所述分光镜(L5)，反射的可见光最终经过所述可见后继成像镜组(L6)成像在探测器靶面，透射所述分光镜(L5)的红外光束入射到红外镜组(L7)并发生汇聚，形成第二次像面，再入射到所述切入/切出反射镜(L8)，经过所述切入/切出反射镜(L8)反射后入射到共用镜组(L9)，最终成像在探测器靶面；
[0010]在红外连续变倍光路中，红外光束入射到所述前固定组(L10)，然后入射到所述变倍组(L11)，再入射到所述补偿组(L12)并形成一次像面，再入射到后所述固定组(L13)，所述红外光束再入射到所述第二反射镜(L14)，经过所述第二反射镜(L14)转折后入射到所述透镜组(L15)，放生汇聚形成二次像面，再入射到第三反射镜(L16)，经过所述第三反射镜(L16)反射后入射到所述共用透镜组(L9)最终成像在探测器靶面；
[0011]当所述切入/切出反射镜(L8)切入成像光路时，所述红外连续变倍光路被隔断，所述长焦红外光路接通；当所述切入/切出反射镜(L8)切出成像光路时，所述长焦红外光束断开，此时所述红外连续变倍光路接通。
[0012]在其中一些实施例中，所述多谱段透射准直镜组(L3)由三到五片多谱段透射材料组成，所述多谱段透射材料包括多光谱硫化锌或氟化钙或氟化钡或尖晶石。
[0013]在其中一些实施例中，所述主反射镜(L1)为抛物面，所述次镜(L2)为双曲面，所述多谱段透射准直镜组(L3)具有正的光焦度，所述可见后继成像镜组(L6)具有正的光焦度，所述红外镜组(L7)具有正的光焦度，所述共用镜组(L9)具有正的光焦度，所述前固定组(L10)具有正的光焦度，所述变倍组(L11)具有负的光焦度，所述补偿组(L12)具有正的光焦度，所述固定组(L13)具有正的光焦度。
[0014]在其中一些实施例中，所述第一反射镜(L4)、所述第二反射镜(L14)及所述第三反射镜(L16)呈45
°
放置。
[0015]本申请采用上述技术方案具备下述效果：
[0016]本申请提供的共口径多视场红外光学系统，包括：主反射镜(L1)、次镜(L2)、多谱段透射准直镜组(L3)、第一反射镜(L4)、分光镜(L5)、可见后继成像镜组(L6)、红外镜组(L7)、切入/切出反射镜(L8)、共用镜组(L9)、前固定组(L10)、变倍组(L11)、补偿组(L12)、固定组(L13)、第二反射镜(L14)、透镜组(L15)、第三反射镜(L16)，所述切入/切出反射镜(L8)可切入或切出成像光路，当所述切入/切出反射镜(L8)切入成像光路时，所述切入/切出反射镜(L8)位于所述第三反射镜(L16)和所述共用透镜组(L9)之间，本申请利用折反式结构实现了长焦可见和红外共口径光学系统，有效的压缩了系统的体积，同时加入了连续变倍短焦红外系统，实现了多视场，而且长焦红外和连续变倍短焦红外共用一个红外探测器，与单独采用一路红外短焦相比，有效的减小了系统体积，降低了成本。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本申请实施例提供的共口径多视场红外光学系统的长焦光路图。
[0019]图2为本申请实施例提供的共口径多视场红外光学系统的长焦光路图。
[0020]图3为本申请实施例提供的共口径多视场红外光学系统的红外连续变倍光路图。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共口径多视场红外光学系统，其特征在于，包括：主反射镜(L1)、次镜(L2)、多谱段透射准直镜组(L3)、第一反射镜(L4)、分光镜(L5)、可见后继成像镜组(L6)、红外镜组(L7)、切入/切出反射镜(L8)、共用镜组(L9)、前固定组(L10)、变倍组(L11)、补偿组(L12)、固定组(L13)、第二反射镜(L14)、透镜组(L15)、第三反射镜(L16)，所述切入/切出反射镜(L8)可切入或切出成像光路，当所述切入/切出反射镜(L8)切入成像光路时，所述切入/切出反射镜(L8)位于所述第三反射镜(L16)和所述共用透镜组(L9)之间，其中：在长焦光路中，可见光和红外光束入射到所述主反射镜(L1)，经过所述主反射镜(L1)反射后到达所述次镜(L2)，经过所述次镜(L2)反射后汇聚形成一次像面，所述可见光和红外光束在所述一次像面后入射到所述多谱段透射准直镜组(L3)，通过所述多谱段透射准直镜组(L3)后，所述可见光和所述红外光束变成平行光并入射到所述第一反射镜(L4)，所述第一反射镜(L4)将光束折叠，使得所述可见光和所述红外光束入射到所述分光镜(L5)，所述可见光在所述分光镜(L5)的前表面发生反射，所述红外光束透射所述分光镜(L5)，反射的可见光最终经过所述可见后继成像镜组(L6)成像在探测器靶面，透射所述分光镜(L5)的红外光束入射到红外镜组(L7)并发生汇聚，形成第二次像面，再入射到所述切入/切出反射镜(L8)，经过所述切入/切出反射镜(L8)反射后入射到共用镜组(L9)，最终成像在探测器靶面；在红外连续变倍光路中，红外光束入射到...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞林瑶，卜和阳，陈成，
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：