[发明专利]一种紧凑型红外可见共光路变焦光学系统及目标探测方法

说明书

本发明提供本发明提出了一种紧凑型红外可见共光路变焦光学系统，它包括：可见光透镜组、折转反射镜一、折转反射镜二和红外透镜组，所述红外透镜组包括依次排列的红外调焦组、红外变焦镜组和红外补偿镜组，所述红外调焦组中心开设有通孔,所述可见光透镜组贯穿于通孔中,所述折转反射镜一位于可见光透镜组与红外变焦镜组之间,所述折转反射镜二位于折转反射镜一的一侧,且折转反射镜二和折转反射镜一平行设置，包括红外后固定组,所述红外后固定组设置在红外补偿镜组的一侧。通过实施本发明使得光路更加紧凑和简洁，焦距可变，成本更加低廉，而且降低变焦过程带来的畸变，可满足小型光电吊舱等平台对轻小型复合共光轴光学系统的要求。

技术领域

本发明涉及一种红外可见共光路变焦光学系统，特别是一种紧凑型红外可见共光路变焦光学系统及目标探测方法。

背景技术

在光电探测系统中，采用多波段探测可以提供目标的更多维度的信息，红外与可见波段复合是常见的多波段复合探测技术。为获得高精度的目标位置，实现高精度的图像融合等技术；同时，为了使复合光学系统适用于球形头罩，必须使红外和可见光学系统的入射光轴一致，实现共光轴成像。

传统的共光路光学系统采用分光镜实现波段分光，分光镜成本高昂，分光效率一般不高于90％。可见光和红外光学系统并排放置，光学系统体积较大，而且外形不是圆对称，不利于空间利用。而在小型光电吊舱等平台上，由于空间限制，一般可见光与红外光路并排放置，降低了目标探测的精度。

当前，共光路光学系统已经有了一定的研究进展，公开号为CN109975961A的中国专利“一种可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统”公开了一种可见光与长波红外共光路的光学系统，公开号为CN109211413A的中国专利“一种红外可见光共孔径成像光学系统”公开了一种包含主次反射镜的红外可见光共孔径成像光学系统，公开号为CN102495473A的中国专利“一种可见光与红外光分光系统”公开了一种可见光和红外光的光路分离系统，这些光学系统的共同特点是焦距固定，缺少变焦的功能，变焦光学设计通常会对红外成像造成畸变的影响，特别是红外和可见共光路设计后，由于光路的复杂性提升，畸变更加明显，不能根据需要随意拉近或拉远镜头，而随着光电探测的应用发展，对变焦的需求日益强烈，亟待一种可变焦的共光路光学系统出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型红外可见共光路变焦光学系统，解决传统共光路光学系统体积较大，焦距固定，成本较高，变焦出现畸变现象，无法满足小型光电平台对空间体积的要求的问题。

为了解决现有技术的问题，本发明提出了一种紧凑型红外可见共光路变焦光学系统，它包括：可见光透镜组、折转反射镜一、折转反射镜二和红外透镜组，所述红外透镜组包括依次排列的红外调焦组、红外变焦镜组和红外补偿镜组，所述红外调焦组中心开设有通孔,所述可见光透镜组贯穿于通孔中,所述折转反射镜一位于可见光透镜组与红外变焦镜组之间,所述折转反射镜二位于折转反射镜一的一侧,且折转反射镜二和折转反射镜一平行设置。

进一步的，它还包括：红外后固定组,所述红外后固定组设置在红外补偿镜组的一侧。

进一步的，它还包括：凸轮机构,所述凸轮机构包括凸轮一、凸轮二和镜筒,所述凸轮一和凸轮二设置在镜筒内。

进一步的，所述凸轮一与红外调焦组固定连接，所述凸轮二与红外补偿镜组固定连接。

进一步的，所述折转反射镜一和折转反射镜二分别与光轴呈45°夹角设置。

进一步的，本发明还公开了一种利用紧凑型红外可见共光路变焦光学系统的目标探测方法，它包括以下步骤:

步骤一:可见光与红外光束共光轴入射至光学系统入口；

步骤二:当可见光入射平行光束经过可见光透镜组时，则成为会聚光束，此时会聚光束再经过折转反射镜一折转，再经过折转反射镜二折转,与入射光轴垂直,在可见相面成像；