[发明专利]一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置及其设计方法

说明书

本发明公开了一种通过旋转切换实现的紧凑型多视场共光路装置及其设计方法，属于光学设计领域。本发明通过将反射式望远镜组件中的次镜和多波段透射式伽利略望远镜组件整体旋转的方案，实现在一个共光路装置中的多视场设计，满足光电稳瞄系统集成化、小型化的要求，同时实现大视场近距离态势感知，小视场远距离识别及精确打击的目的。

技术领域

本发明属于光学设计领域，涉及一种多视场共光路装置，尤其涉及一种通过旋转切换实现的紧凑型多视场共光路装置。

背景技术

目前国内外先进光电稳瞄系统主要采用反射式共孔径光学装置，将红外、电视等小视场探测通道集成在一起，利用光谱分光的方式，实现了单一视场的高度集成，探测能力达到几十公里。但是，由于采用卡塞格林反射式共孔径光学装置，存在中心遮拦，无法在共光路装置实现大视场设计，需要加装中、大视场通道，以实现近距离大视场的态势感知，弥补共孔径光学装置的缺陷,这种设计势必造成光电稳瞄系统体积、重量增加，不符合军用装备向小型化、集成化、智能化发展的思路。比如中国专利：“一种共口径反射式多光谱光学系统”，申请号：CN201710479005.0。公开了一种共口径反射式多光谱光学系统,但由于其采用的是卡塞格林反射式头部，存在中心遮拦，无法实现大视场设计。

发明内容

针对反射式共孔径光学装置存在中心遮拦无法集成大视场通道的缺点，本发明提出一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置及其设计方法，通过将反射式望远镜组件中的次镜和多波段透射式伽利略望远镜组件整体旋转的方案，实现在一个共光路装置中的多视场设计，满足光电稳瞄系统集成化、小型化的要求，同时实现大视场近距离态势感知，小视场远距离识别及精确打击的目的。

本发明的技术方案为：

所述一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置，其特征在于：由反射式望远镜主镜1、旋转切换望远镜组件2、折转反射镜3、分束镜4、电视通道5、可见光探测器7、热像通道6和短波红外探测器8构成；

所述旋转切换望远镜组件由反射式望远镜次镜2-1、多波段透射式伽利略物镜2-2、多波段透射式伽利略目镜2-3、转轴2-4组成；反射式望远镜次镜2-1、多波段透射式伽利略物镜2-2、多波段透射式伽利略目镜2-3以转轴2-4为旋转中心，相邻90°分布，其中多波段透射式伽利略物镜2-2、多波段透射式伽利略目镜2-3相对布置。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置，其特征在于：所述多视场指利用旋转切换望远镜组件2实现大、中、小三视场。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置，其特征在于：

小视场成像时，来自目标的光束依次经过反射式望远镜主镜1、反射式望远镜次镜2-1、折转反射镜3、分束镜4，可见光波段经分束镜4反射后进入电视通道5，短波红外波段经分束镜4透射后进入热像通道6；

中视场成像时，旋转切换望远镜组件在小视场状态下向一个方向旋转切换90°，使来自目标的光束依次经过多波段透射式伽利略物镜2-2、多波段透射式伽利略目镜2-3、折转反射镜3、分束镜4，可见光波段经分束镜4反射后进入电视通道5，短波红外波段经分束镜4透射后进入热像通道6；

大视场成像时，旋转切换望远镜组件在小视场状态下向另一个方向旋转切换90°或中视场状态下旋转180°，来自目标的光束依次经过多波段透射式伽利略目镜2-3、多波段透射式伽利略物镜2-2、折转反射镜3、分束镜4，可见光波段经分束镜4反射后进入电视通道5，短波红外波段经分束镜4透射后进入热像通道6。

所述一种紧凑型旋转切换的多视场共光路装置的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：设计小视场反射式望远系统：