[发明专利]双通道共透镜式光学系统

说明书

双通道共透镜式光学系统涉及光学系统技术领域，解决了现有结构复杂、体积大和装配难的问题，从物面到像面依次设置负光焦度的凸透镜一、负光焦度的凹透镜一、正光焦度的凸透镜二、孔径光阑和中继镜组；凸透镜一靠近物面的表面为凸面、靠近像面的表面为凹面，其凹面为包括第一凹面和第二凹面，第二凹面周向设置在第一凹面外且连接第一凹面；凹透镜一靠近物面和靠近像面的表面均为凹面，其靠近物面的凹面包括第三凹面和第四凹面，第四凹面周向设置在第三凹面外且连接第三凹面；第一凹面、第二凹面、第三凹面和第四凹面均为非球面，第一凹面的曲率小于第二凹面的曲率，第三凹面的曲率小于第四凹面的曲率。本发明结构简单、体积小和装调容易。

技术领域

本发明涉及光学系统技术领域，具体涉及双通道共透镜式光学系统。

背景技术

双通道光学系统可以获取两个不同通道的视场信息，不仅可以扩展光学系统的视场，还可以通过以指定的焦距布置每个通道来实现不同通道的检测需求，可广泛应用于军事的作战侦查，告警，导航，搜救和民用的监控系统，无人驾驶车辆和医疗检测等领域。

对此，现有技术中，普遍采用通过加入分光片或附加光学元件来实现双通道光学系统，这种双通道光学系统两个通道的结构形式不同，存在结构复杂、体积大，装配困难等问题，这种形式的双通道光学系统已经越来越难以满足实际使用的需求。

发明内容

为了解决现有双通道光学系统结构复杂、体积大和装配困难的问题，本发明提供双通道共透镜式光学系统。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

双通道共透镜式光学系统，沿同一光轴、从物面到像面依次包括：光焦度为负的凸透镜一、光焦度为负的凹透镜一、光焦度为正的凸透镜二、孔径光阑和中继镜组；凸透镜一靠近物面的表面为凸面、靠近像面的表面为凹面，凸透镜一的凹面为包括第一凹面和第二凹面，第二凹面周向设置在第一凹面外且连接第一凹面；凹透镜一靠近物面和靠近像面的表面均为凹面，其靠近物面的凹面包括第三凹面和第四凹面，第四凹面周向设置在第三凹面外且连接第三凹面；第一凹面、第二凹面、第三凹面和第四凹面均为非球面，第一凹面的曲率小于第二凹面的曲率，第三凹面的曲率小于第四凹面的曲率。

本发明的有益效果是：

1、本发明双通道共透镜式光学系统通过凸透镜一靠近像面的表面和凹透镜一靠近物面的表面面型由两个非球面拼接构成，实现中心视场通道的光线通过拼接面的中心区域入射，边缘视场通道的光线通过拼接面的边缘区域入射，再通过孔径光阑和中继镜组的配合，实现双通道成像，双通道具有不同的焦距、不同的视场角、在同一像面处成像，且双通道成像良好。

2、双通道的成像区域可以根据每个通道的检测需求，设计成不同的焦距，并将两个通道的信息可控的分布在同一像面上，在像面上的信息彼此不重叠，互不干扰，保证了信息获取的准确性，提高了像面利用率。

3、两个视场通道独立工作，实现了径向双视场双焦距的功能，没有采用分光片半透半反的通光成像方式，也没有采用附加光学元件，本发明的光学系统结构简单、体积较小、减少了系统的重量、有利于光学系统的可装调性、装配简单。

4、本发明光学系统采用拼接非球面可以使得中心通道分辨率最优，可用来观察目标细节，而边缘通道用于观测目标位置信息，可以提高镜头获取有效信息的能力。

附图说明

图1为本发明的双通道共透镜式光学系统的结构示意图。

图2为本发明的双通道共透镜式光学系统的光路图。

图3为本发明的双通道共透镜式光学系统的中心视场通道的MTF图。

图4为本发明的双通道共透镜式光学系统的边缘视场通道的MTF图。

图5为本发明的双通道共透镜式光学系统的中心视场通道的像点图。