CN107843979A - 红外可见双通道折反射式光学*** - Google Patents

红外可见双通道折反射式光学*** Download PDF

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何锋赟
胡玥
董健
赵楠
刘韬
吴秋野
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    • G02B17/08—Catadioptric systems
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Abstract

本发明提供一种红外可见双通道折反射式光学***，其包括：沿同一光轴依次顺序设置的反射主镜、次镜组及反射镜，所述反射主镜反射可见光和红外光，所述反射主镜的反射面朝向所述次镜组、且其中心区域设有通孔，所述次镜组反射红外光、透射可见光；可见光和红外光均被所述反射主镜的反射面反射至所述次镜组，其中，红外光被所述次镜组反射后，通过所述通孔在红外光成像面成像；可见光则透射所述次镜组后，被所述反射镜反射至可见光像面成像。所述红外可见双通道折反射式光学***中，可见光和红外光共口径共光路，实现对目标的可见光和红外光双波段同时成像，提高了光能利用效率；同时整个***结构紧凑，可在保证***总长较小的条件下实现大口径，有利于对目标的远距离探测。

Description

红外可见双通道折反射式光学***
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种红外可见双通道折反射式光学***。
背景技术
在军事、民用等各类应用领域中，为了在不同的外界环境下快速、及时的发现目标，并对目标进行实时的跟踪和精确测量，既要求得到目标的可见光图像，又需要得到其红外图像。
对此，现有技术中，普遍采用的单一波段光学***已经越来越难以满足实际使用的需要，越来越多的双波段光学***被应用到实际中。但是，现有双波段光学***一般存在结构复杂、体积大等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种结构简单、体积较小的红外可见双通道折反射式光学***，用于解决现有技术中存在的问题。
一种红外可见双通道折反射式光学***，其包括：沿同一光轴依次顺序设置的反射主镜、次镜组及反射镜，所述反射主镜反射可见光和红外光，所述反射主镜的反射面朝向所述次镜组、且其中心区域设有通孔，所述次镜组反射红外光、透射可见光；可见光和红外光均被所述反射主镜的反射面反射至所述次镜组，其中，红外光被所述次镜组反射后，通过所述通孔在红外光成像面成像；可见光则透射所述次镜组后，被所述反射镜反射至可见光像面成像。
本发明一较佳实施方式中，所述反射主镜的反射面为二次曲面。
本发明一较佳实施方式中，所述次镜组包括至少一个第一镜片，所述第一镜片包括朝向所述反射主镜的第一表面和朝向所述反射镜的第二表面，所述第一表面为二次曲面，所述第二表面为非球面。
本发明一较佳实施方式中，所述第一镜片的第一表面镀有反射可见光、透射红外光的光谱分光膜。
本发明一较佳实施方式中，所述次镜组还包括第二镜片和第三镜片，所述第二镜片和所述第三镜片沿背离所述第一镜片的方向依次顺序设置于所述光轴。
本发明一较佳实施方式中，所述第三镜片朝向所述反射镜的表面为二次曲面。
本发明一较佳实施方式中，所述次镜组由透射可见光、反射红外光的材料构成。
本发明一较佳实施方式中，所述反射镜为平面反射镜。
本发明一较佳实施方式中，所述反射镜与所述光轴的夹角为45度。
相较于现有技术，本发明提供的红外可见双通道折反射式光学***中，可见光和红外光采用共口径共光路的形式，实现了对目标的可见光和红外光双波段的同时成像，提高了光能利用效率；同时整个***具有结构紧凑的特点，可以在保证***总长较小的条件下实现大口径，有利于对目标的远距离探测。
附图说明
图1为本发明提供的红外可见双通道折反射式光学***的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种红外可见双通道折反射式光学***，其包括：沿同一光轴依次顺序设置的反射主镜、次镜组及反射镜，所述反射主镜反射可见光和红外光，所述反射主镜的反射面朝向所述次镜组、且其中心区域设有通孔，所述次镜组反射红外光、透射可见光；可见光和红外光均被所述反射主镜的反射面反射至所述次镜组，其中，红外光被所述次镜组反射后，通过所述通孔在红外光成像面成像；可见光则透射所述次镜组后，被所述反射镜反射至可见光像面成像。
请参阅图1，为本发明一较佳实施例提供的红外可见双通道折反射式光学***，其包括反射主镜1、次镜组2及反射镜3，所述反射主镜1、所述次镜组2及所述反射镜3沿同一光轴依次顺序设置。所述反射主镜1反射可见光和红外光，所述反射主镜1的反射面11朝向所述次镜组2、且其中心区域设有通孔13。所述次镜组2反射红外光、透射可见光。可见光和红外光均被所述反射主镜1的反射面11反射至所述次镜组2，其中，红外光被所述次镜组2反射后，通过所述通孔13在红外光成像面15成像；可见光则透射所述次镜组2后，被所述反射镜3反射至可见光像面31成像。
本实施例中，所述反射主镜1包括朝向所述次镜组2的反射面11及背离所述次镜组2的背面12，其中，所述反射面11为二次曲面。
优选地，所述通孔13的中心轴和所述光轴同轴。
本实施例中，所述次镜组2包括至少一个第一镜片21，所述第一镜片21包括朝向所述反射主镜1的第一表面211和朝向所述反射镜3的第二表面213，所述第一表面211为二次曲面，所述第二表面213为非球面。
本实施例中，所述第一镜片21的第一表面211镀有反射可见光、透射红外光的光谱分光膜。由此，所述次镜组2可有效地反射红外光、透射可见光，从而形成可见光和红外光两个通道。
进一步地，所述次镜组2还包括第二镜片22和第三镜片23，所述第二镜片和22所述第三镜片23沿背离所述第一镜片21的方向依次顺序设置于所述光轴。
本实施例中，所述第三镜片23朝向所述反射镜3的表面为二次曲面。
优选地，所述次镜组2由透射可见光、反射红外光的材料构成，如镀有红外反射膜的玻璃。
可以理解的是，所述反射主镜1的反射面11和所述次镜组2中第一镜片21的第一表面211均为二次曲面，对于红外光共同构成反射式成像***。所述次镜组2中第一镜片21的的第二表面213为非球面，对于可见光成像***有修正像差的作用。
本实施例中，所述反射镜4为平面反射镜。优选地，所述反射镜4与所述光轴的夹角为45度。当然，并不局限于此，所述反射镜4与所述光轴的夹角可以根据实际红外像面31的位置设置进行设计，如60度或其他角度均可。
本实施例中，可见光和红外光两个波段分别成像于可见光成像面15和红外像面31，当然，并不局限于此，根据实际设计需要，也可以在可见光成像面15和红外像面31后加上后续光路，由此可二次成像于其它位置。
相较于现有技术，本发明提供的红外可见双通道折反射式光学***中，可见光和红外光采用共口径共光路的形式，实现了对目标的可见光和红外光双波段的同时成像，提高了光能利用效率；同时整个***具有结构紧凑的特点，可以在保证***总长较小的条件下实现大口径，有利于对目标的远距离探测。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，包括：沿同一光轴依次顺序设置的反射主镜(1)、次镜组(2)及反射镜(3)，所述反射主镜(1)反射可见光和红外光，所述反射主镜(1)的反射面朝向所述次镜组(2)、且其中心区域设有通孔，所述次镜组(2)反射红外光、透射可见光；可见光和红外光均被所述反射主镜(1)的反射面反射至所述次镜组(2)，其中，红外光被所述次镜组(2)反射后，通过所述通孔在红外光成像面成像；可见光则透射所述次镜组(2)后，被所述反射镜(3)反射至可见光像面成像。
2.如权利要求1所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述反射主镜(1)的反射面为二次曲面。
3.如权利要求1所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述次镜组(2)包括至少一个第一镜片(21)，所述第一镜片(21)包括朝向所述反射主镜(1)的第一表面和朝向所述反射镜(3)的第二表面，所述第一表面为二次曲面，所述第二表面为非球面。
4.如权利要求3所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述第一镜片(21)的第一表面镀有反射可见光、透射红外光的光谱分光膜。
5.如权利要求3所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述次镜组(2)还包括第二镜片(22)和第三镜片(23)，所述第二镜片(22)和所述第三镜片(23)沿背离所述第一镜片(21)的方向依次顺序设置于所述光轴。
6.如权利要求5所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述第三镜片(23)朝向所述反射镜(3)的表面为二次曲面。
7.如权利要求1所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述次镜组(2)由透射可见光、反射红外光的材料构成。
8.如权利要求1所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述反射镜(3)为平面反射镜。
9.如权利要求1所述的红外可见双通道折反射式光学***，其特征在于，所述反射镜(3)与所述光轴的夹角为45度。
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