[发明专利]一种双波段光学系统成像装置

说明书

技术领域

本专利属于光学成像系统，特别涉及一种利用楔形镜两面反射形成双通道的偏视场光学系统成像装置。

背景技术

随着伪装技术的发展，侦察识别目标的难度越来越大，单一波段的侦查已经不能满足发展的需求。由于目标在不同光谱波段表现的光学特征有较大差异，因而可以利用双波段来实现全天候、高分辨率的目标侦察。

之前报道的双波段光学系统通常在主反射镜背部光路中加分光镜进行分光，形成双通道。如中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学室樊学武、马臻等人在(光子学报)(2003.4)第32卷4期463—465页报道的红外双波段卡塞格林光学系统设计中两波段的光学系统共用卡塞格林系统中的两反射镜，在主反射镜背部光路中加分光镜分光，然后在每一通道中分别加场镜以校正像散、畸变、场曲等像差；华中光电技术研究所的王海涛等人在(红外与激光工程)(2008.6)第37卷第3期489-492页报道的一体化红外双波段成像光学系统中双波段光学系统采用经典的卡塞格林系统，其主镜、次镜都设计成双曲面，在主反射镜背部光路中加入分光镜分光，形成双通道。上述报道的双波段光学系统都采用了在主反射镜背部光路中加入分光镜进行分光，从而形成双通道，这样到达各个探测器的能力损失严重，导致系统的灵敏度下降，且存在中心遮拦的影响。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种保证系统灵敏度，同时可以减小同轴系统遮拦影响的双波段光学系统成像装置。

本发明的技术方案是：一种双波段光学系统成像装置，包括第一通道和第二通道，第一通道和第二通道共用主镜和次镜，所述主镜、次镜都设计成双曲面形式，组成经典的卡塞格林系统；所述的楔形镜放置在从次镜出射的一次像位置；第一通道的光学系统从物方至像方按顺序包括主镜、次镜、楔形镜、透镜组和第一焦平面；所述的第一通道光线依次经过主镜、次镜，由楔形镜的下侧面反射后，经透镜组聚焦成像于第一焦平面；第二通道的光学系统从物方至像方按顺序包括主镜、次镜、楔形镜、反射镜、平面反射镜和第二焦平面；所述的第二通道光学依次经过主镜、次镜、反射镜，由楔形镜的上侧面反射后，经平面反射镜折转成像于第二焦平面。

所述的反射镜为非球面反射镜。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明利用偏视场光学系统，使到达探测器的能量不被损失，保证系统的灵敏度。

2.本发明利用偏视场光学系统，在主镜背部加入楔形镜，通过楔形镜两面反射分光形成双通道，实现了双波段工作，使到达探测器的能量不被损失，保证系统的灵敏度，同时结构紧凑、体积较小。

3.本发明光学系统采用反射式光学系统，反射式光学系统没有色差，因此该分光方式可用于各种谱段成像，适用性强。

4.本发明通过在一次像处分光，减小了楔形镜的尺寸大小，从而减小了中心遮拦的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一种双波段光学系统成像装置，包括第一通道和第二通道，其中一通道和第二通道共用主镜1和次镜2，所述主镜1、次镜2都设计成双曲面，组成经典的卡塞格林系统。所述的楔形镜3放置在从次镜2出射的一次像位置。

第一通道的光学系统从物方至像方按顺序包括主镜1、次镜2、楔形镜3、透镜组5和第一焦平面6；所述的通道1光线依次经过主镜1、次镜2，由楔形镜3的下侧面S3-1反射后，经透镜组5聚焦成像于第一焦平面6。

第二通道的光学系统从物方至像方按顺序包括主镜1、次镜2、楔形镜3、反射镜4、平面反射镜7和第二焦平面8组成；所述的通道2光学依次经过主镜1、次镜2、反射镜4，由楔形镜3的上侧面S3-2反射后，经平面反射镜7折转成像于第二焦平面8。

本发明利用偏视场光学系统，使到达探测器的能量不被损失，保证系统的灵敏度。同时，本发明光学系统采用反射式光学系统，反射式光学系统没有色差，因此该分光方式可用于各种谱段成像，适用性强。

本发明在主镜1的背部加入楔形镜3，通过楔形镜3两面反射分光形成双通道，实现了双波段工作，使到达探测器的能量不被损失，保证系统的灵敏度。

通过调整楔形镜3的大小，可以调整经过其下侧面S3-1反射的光线与直接由次镜2到反射镜4再由楔形镜3的上侧面S3-2反射的光线比例，进而调整第一通道和第二通道的成像范围。同时，本发明通过在一次像处分光，减小了楔形镜3的尺寸大小，从而减小了中心遮拦的影响。