非制冷大视场成像与光谱探测系统技术方案

本技术公开了一种非制冷大视场成像与光谱探测系统，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一镜组和第二镜组；第一镜组被配置为能够对光线在位于第一镜组与第二镜组之间的设定位置处进行一次成像；第二镜组包括第一功能镜组和第二功能镜组，所述第一功能镜组被配置为用于对入射光线的角度进行调节，所述第二功能镜组被配置为用于对入射光线的像差和色差进行矫正，并使光线在像面上成像；位于第一功能镜组与第二功能镜组之间设置有能够切入或切出光路的衍射元件，所述衍射元件在切入或切出光路时使系统能够在光谱探测与光学成像两种功能之间切换。系统具有小型化、集成化、轻量化以及低成本的特点，能够很好地适用于无人机搭载等应用场景。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学探测，具体涉及一种非制冷大视场成像与光谱探测系统。

技术介绍

1、目前，用于目标物探测的探测系统要同时实现成像探测和光谱探测，通常采用的是分体式设计，通过采用多套系统来分别实现成像探测与光谱探测的功能，这就导致系统体积庞大、重量大且成本高，难以适用于在无人机等对体积、重量有较高要求的场景上的应用。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种非制冷大视场成像与光谱探测系统，解决现有探测系统体积大、重量大导致其应用场景受限的问题。

2、本技术通过下述技术方案实现：

3、非制冷大视场成像与光谱探测系统，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一镜组和第二镜组；

4、所述第一镜组被配置为能够对光线在位于第一镜组与第二镜组之间的设定位置处进行一次成像；

5、所述第二镜组包括第一功能镜组和第二功能镜组，所述第一功能镜组被配置为用于对入射光线的角度进行调节，所述第二功能镜组被配置为用于对入射光线的像差和色差进行矫正，并使光线在像面上成像；

6、位于第一功能镜组与第二功能镜组之间设置有能够切入或切出光路的衍射元件，所述衍射元件在切入或切出光路时使系统能够在光谱探测与光学成像两种功能之间切换。

7、在一些实施例中，所述第一功能镜组包括具有正光焦度的第五透镜；

8、所述第二功能镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜和具有正光焦度的第八透镜。

9、在一些实施例中，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

10、所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；

11、所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

12、所述第八透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

13、在一些实施例中，所述第七透镜的像侧面、第八透镜的物侧面为非球面。

14、在一些实施例中，所述第一镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜。

15、在一些实施例中，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

16、所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

17、所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；

18、所述第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面。

19、在一些实施例中，所述第二透镜的物侧面为非球面。

20、在一些实施例中，所述衍射元件为衍射光栅。

21、在一些实施例中，位于第一镜组的一次成像位置处设置有能够调节通光量的可调光阑。

22、在一些实施例中，系统还包括有设置于像面位置处的非制冷探测器。

23、本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

24、该探测系统采用在镜组中切入/切出衍射元件实现在成像探测与光谱探测两种功能之间切换，使系统能够同时具备成像探测与光谱探测的功能，从而能够减小系统的体积和重量；同时基于对系统中镜组的优化，在满足大视场、高分辨率的情况下，减少了光路系统所需的透镜数量，进一步减小系统的体积和重量；并且，系统中采用非制冷探测器，相较于制冷探测器具有更小的重量，以进一步减小整个探测系统的重量，在此基础上，针对非制冷探测器的应用对光路系统的镜组进行配置，使具有良好的成像质量，能够满足系统成像与光谱探测的需求。

25、系统具有小型化、集成化、轻量化以及低成本的特点，能够很好地适用于无人机搭载等应用场景。

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【技术保护点】

1.非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一镜组和第二镜组；

2.根据权利要求1所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

3.根据权利要求2所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第七透镜的像侧面、第八透镜的物侧面为非球面。

4.根据权利要求1、2或3所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第一镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜。

5.根据权利要求4所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；

6.根据权利要求5所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第二透镜的物侧面为非球面。

7.根据权利要求1所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述衍射元件为衍射光栅。

8.根据权利要求1所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，位于第一镜组的一次成像位置处设置有能够调节通光量的可调光阑。

9.根据权利要求1所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，系统还包括有设置于像面位置处的非制冷探测器。

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【技术特征摘要】

1.非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一镜组和第二镜组；

2.根据权利要求1所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；

3.根据权利要求2所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第七透镜的像侧面、第八透镜的物侧面为非球面。

4.根据权利要求1、2或3所述的非制冷大视场成像与光谱探测系统，其特征在于，所述第一镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜。

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【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，郭迎辉，许峻文，蒲明博，王茂宇，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：新型
国别省市：