[发明专利]一种大口径长焦距红外双色光学镜头及成像装置

说明书

本发明公开了一种大口径长焦距红外双色光学镜头，其中，包括无焦光路、调焦镜组、中继镜组和四块折转反射镜；所述无焦光路包括具有中心孔的主反射镜、次反射镜和准直镜组，光线经过所述主反射镜收集后反射到所述次反射镜上，所述次反射镜将光线再次反射，在主次镜之间形成第一像面，光线通过准直成像镜组后成缩束的平行光；通过准直镜组的光线经过反射镜折转后通过调焦镜组，调焦镜组中放置两块折转反射镜，在调焦镜组后形成第二像面，光线通过中继镜组成像在红外焦平面探测器上。调焦镜组、中继镜组和四块折转反射镜位于与主次镜光轴垂直的平面内。该镜头可实现中波/长波红外双色同时成像，具有大口径、长焦距、结构紧凑等优点。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种大口径长焦距红外双色光学镜头及成像装置。

背景技术

在红外成像领域，应用最为广泛的光谱波段为中波红外(3μm～5μm)和长波红外(8μm～12μm)。这两个波段相比较拥有不同的优势和局限。最好的方式是采用红外双色探测器合并以上两个波段，使它们优势互补。

双波段红外系统可选择的材料数量较单波段红外系统明显减少。可以提供的材料主要为锗、硒化锌、硫化锌、氟化钡、砷化镓和一些硫系玻璃，像AMTIR系列和GASIR系列。双波段光学系统设计的主要问题是材料的色散特性在不同波段变化明显，例如锗在3μm-5μm的阿贝数为103，在光学系统中一般为负组；而其在8μm-12μm的阿贝数却为864，在光学系统中一般为正组。色差校正是双波段光学系统设计面临的主要难题。光学系统的焦距越大，光学系统的第一片透镜尺寸也会越大，这更加限定了双波段折射式光学系统的应用范围。

中国专利CN1352403A(公开日2002年6月5日)公开了一种“红外双波段折衍混合光学成像系统”，该系统采用折射式光学结构，利用双中心波长闪耀的二元衍射元件实现3.5μm-3.9μm和10.5μm-12.5μm双波段同时成像，用于衍射元件的应用，中波和长波的谱段较窄，系统的透过率较低。

中国实用新型专利CN202177748U(公开日2012年3月28日)公开了“一种双波段红外成像光学系统”，采用四片透射元件，一次成像的方式实现中波红外(3μm-5μm)和长波红外(8μm-12μm)波段在同一焦平面成像。该系统光学总长大于焦距，同时由于一次成像方式的采用使得该系统杂散光抑制困难。

中国专利ZL201310094728.0(授权日2015年9月30日)公开了一种“双波段共光路共焦面成像系统”，该系统采用折射式光学结构，实现3.7μm-4.8μm和7.7μm-9.5μm双波段同时成像。

上述双色红外系统均属于小口径短焦距光学系统，有必要提供一种大口径长焦距同轴折反射式中波/长波红外双色光学系统。

发明内容

为了解决现有技术中小口径短焦距光学系统应用受限的问题，本发明实施例提供了一种大口径长焦距红外双色光学镜头及成像装置，能够实现大口径长焦距，同时结构紧凑，体积较小。

第一方面提供一种大口径长焦距红外双色光学镜头，其中，包括无焦光路、调焦镜组、中继镜组和四块折转反射镜；

所述无焦光路包括具有中心孔的主反射镜、次反射镜和位于所述中心孔的准直成像镜组，光线经过所述主反射镜收集后反射到所述次反射镜上，所述次反射镜将光线再次反射，在主次镜之间形成第一像面，光线通过所述准直成像镜组成平行光；

通过所述准直镜组的光线经过一块反射镜折转后通过调焦镜组，调焦镜组中放置两块折转反射镜，在调焦镜组后形成第二像面，光线通过第四块折转反射镜和中继镜组，成像在红外焦平面探测器上；

所述调焦镜组、中继镜组和四块折转反射镜位于与主次反射镜光轴垂直的平面内。

结合第一方面的实现方式：