[发明专利]制冷式共口径中/长红外双波段双视场两档变焦光学系统

说明书

技术领域

本发明属于光学设备技术领域，具体涉及一种制冷式共口径中/长红外双波 段双视场两档变焦光学系统。

背景技术

为了在全天候环境下快速及时发现目标，实现对目标的实时跟踪和精确测 量，对红外成像光学系统轻小型化、反应速度及实时性提出了越来越高的要求。 随着在工业检测和安防侦查领域的广泛应用，以及应用环境日趋复杂，既要求 得到目标不同视场的图像，还需要得到目标的红外图像。在此背景下，多个波 段集成的连续变焦红外光学系统应运而生，红外双波段系统可以对不同辐射波 段被测物同时检测，且在有雾或有遮挡的条件下，具有良好的烟雾、尘埃穿透 能力，无昼夜限制。因此，红外双波段变焦光学系统因其观测范围广、测量精 度高、隐蔽性好、满足全天候工作环境而得到广泛应用。

现有的制冷型光学系统多采用一次成像结构，系统径向尺寸过大，体积也 随之增大，对于现有红外双波段光学系统，通常是对中波红外和长波红外成像 通道分开单独设计，然后装夹在一起组成红外双波段光学系统，这样也导致了 系统体积较大。此外，光学系统的变焦形式多为连续变焦或横向切换式变焦， 此类光学系统在观测过程中需要根据不同波段和视场来回切换，连续变焦搜索 目标和光路切换过程耗时长，系统的实时性和反应速度低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制冷式共口径中/长红外双波段 双视场两档变焦光学系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种制冷式共口径中/长红外双波段双视场两档变焦光 学系统，该系统包括沿光轴依次设置的第一双弯月正透镜L1、第二双弯月正透 镜L2、第一双负弯月透镜L3、第三双正弯月透镜L4、第二双负弯月透镜L5、 用于反射中波红外光、透射长波红外光的第一分光棱镜L6，经过所述第一分光 棱镜L6的中波红外光的反射光路依次设置第四双弯月正透镜L7、双分离透镜 组、第一双凸透镜L10、第二双凹透镜L11、第六双弯月正透镜L12、第七双弯 月正透镜L13，经过所述第一分光棱镜L6的长波红外光的透射光路依次设置第 八双弯月正透镜L14、第二双凸透镜L15、第三双凹透镜L16、第三双负弯月透 镜L17、第九双弯月正透镜L18；所述双分离透镜组由第一双凹透镜L8和第五 双弯月正透镜L9构成。

上述方案中，所述第二双弯月正透镜L2背向物距面加有非球面。

上述方案中，所述第三双正弯月透镜L4朝向物距面加有衍射非球面。

上述方案中，所述第一双凸透镜L10朝向物距的面加有非球面。

上述方案中，所述第三双凹透镜L16背向物距的面加有衍射非球面。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明采用的是二次成像结构，能够为了满足制冷型光学系统的结构性要 求，避免了一次成像结构径向口径过大的问题，保证了系统达到100％冷光阑效 率，提高系统的灵敏度，能够有效剔除目标视场以外的杂散红外辐射，达到高 精确跟踪、探测、捕捉目标图像的目的。

本发明采用制冷式红外光学系统，红外双波段共口径与二次成像结构相结 合，避免了一次成像结构径向口径过大的问题，保证了系统达到100％冷光阑效 率，能够有效剔除目标视场以外的杂散红外辐射，达到高精确跟踪、探测、捕 捉目标图像的目的。

本发明引入非球面和衍射元件，采用光学被动式消热差方式，通过合理分 配各光学元件的光焦度，使光学系统产生的像面离焦与仪器热胀冷缩产生的像 面离焦相抵消，保证了像面的稳定性，降低了系统的垂轴像差和垂轴色差。

本发明设计了轴向式122°/40.49°双视场，3um-5um中波8um-12um长波 红外双波段两档变焦光学系统，实现大视场快速搜索及小视场精确跟踪，切换 过程无视场转换突变，相比连续变焦光学系统，无需另设调焦机构就可实现变 焦和精密调焦功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明透镜及透镜面的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。