CN109211413B - 一种红外可见光共孔径成像光学*** - Google Patents

一种红外可见光共孔径成像光学*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外可见光共孔径成像光学***，包括：光学头罩（1）、主反射镜（2）、次反射镜（3）、红外透镜组（4）和红外探测器像面（5），还包括：双胶合透镜（6）、折转反射镜A（7）、折转反射镜B（8）、可见光透镜组（9）和可见光探测器像面（10）。红外可见光共孔径成像光学***中，红外成像光学***和可见光成像光学***分别工作，成像在各自的探测器像面上；红外成像光学***工作时，光阑位于主反射镜（2）上，主反射镜（2）口径为红外***的入瞳大小；可见光成像光学***工作时，光阑位于双胶合透镜（6）上，双胶合透镜（6）口径为可见光***的入瞳大小。本发明避免引入分光棱镜，实现了小体积、轻量化、低成本。

Description

一种红外可见光共孔径成像光学***
技术领域
本发明涉及一种共孔径成像光学***，特别是一种红外可见光共孔径成像光学***。
背景技术
红外成像是获取目标自身辐射的红外信号，被动工作方式，具有较好的隐蔽性。同时具有较强的烟雾穿透能力，具有准全天候工作的功能,但成像质量较差。可见光图像的光谱信息丰富、分辨率高，成像质量好，但在夜晚和能见度低的条件下，成像质量受限。地面目标的背景比较复杂，可见光成像获得分辨率较高的目标图像。但烟、雾、光照对可见光成像影响较大，且对目标和背景的温度差异不敏感。红外图像弥补可见光成像的不足。因此，利用红外可见光复合光学***能够实现目标精确定位、全天候探测、对高温目标敏感探测、对气候条件有一定适应能力。
共孔径光学***，由红外成像光学***和可见光成像光学***组成，两个光学***共用光学头罩。其中红外成像光学***和可见光成像光学***分别工作，成像在各自的探测器像面上。目前采用的是可见光和红外***共用头罩和卡塞格伦反射镜，通过镀有分色膜的平板，实现可见光和红外光的分束，红外光透射，可见光反射，此后经过各自的光学***完成可见光和红外光的成像。但此种方式采用平行平板分光，会引入无法校正的倾斜像差，且装调难度增加，成本较高。目前的红外可见光复合成像光学***，结构复杂，成本较高。
发明内容
本发明目的在于提供一种红外可见光共孔径成像光学***，解决红外光学***和可见光光学***复合的情况下体积大、重量大、成本高的问题。
一种红外可见光共孔径成像光学***，包括：光学头罩、主反射镜、次反射镜、红外透镜组和红外探测器像面；还包括：双胶合透镜、折转反射镜A、折转反射镜B、可见光透镜组和可见光探测器像面。
所述光学头罩、主反射镜、次反射镜、红外透镜组、红外探测器像面组成红外成像光学***；所述光学头罩、双胶合透镜、折转反射镜A、折转反射镜B、可见光透镜组、可见光探测器像面组成可见光成像光学***；红外成像光学***和可见光成像光学***通过共用光学头罩，组成了红外可见光共孔径成像光学***。
红外成像光学***按照光学头罩、次反射镜、主反射镜、红外透镜组、红外探测器像面的次序从前往后依次排列；其中，抛物面主反射镜与次反射镜形成卡塞格伦形式的光学***； 可见光成像光学***按照光学头罩、双胶合透镜、折转反射镜A、折转反射镜B、可见光透镜组、可见光探测器像面的次序从前往后依次排列。
红外可见光共孔径成像光学***中，红外成像光学***和可见光成像光学***分别工作，成像在各自的探测器像面上；红外成像光学***工作时，红外平行光束经光学头罩折射，经主反射镜反射，次反射镜反射，红外透镜组折射成像到红外探测器像面上；光阑位于主反射镜上，主反射镜口径为红外***的入瞳大小；可见光成像光学***工作时，可见光平行光束经光学头罩和双胶合透镜折射，经折转反射镜A和折转反射镜B实现光路折转，经可见光透镜组折射成像到可见光探测器像面上；光阑位于双胶合透镜上，双胶合透镜口径为可见光***的入瞳大小。
本发明通过红外光学***和可见光光学***共用光学头罩，实现了红外可见光的共孔径成像；红外探测器采用非制冷探测器，复合成像光路中通过折转反射镜A和折转反射镜B实现光路折转，避免引入分光棱镜，实现了小体积、轻量化、低成本的设计。
附图说明
图1 一种红外可见光共孔径成像光学***示意图；
1.光学头罩 2.主反射镜 3.次反射镜 4.红外透镜组 5.红外探测器像面 6.双胶合透镜 7.折转反射镜A 8.折转反射镜B 9.可见光透镜组 10.可见光探测器像面。
具体实施方式
一种红外可见光共孔径成像光学***，包括：光学头罩1、主反射镜2、次反射镜3、红外透镜组4和红外探测器像面5；还包括：双胶合透镜6、折转反射镜A7、折转反射镜B8、可见光透镜组9和可见光探测器像面10。
所述光学头罩1、主反射镜2、次反射镜3、红外透镜组4、红外探测器像面5组成红外成像光学***；所述光学头罩1、双胶合透镜6、折转反射镜A7、折转反射镜B8、可见光透镜组9、可见光探测器像面10组成可见光成像光学***；红外成像光学***和可见光成像光学***通过共用光学头罩1，组成了红外可见光共孔径成像光学***。红外透镜组4由正透镜、负透镜、正透镜组成，按照光路的顺序从前往后依次排列，补偿主反射镜2和次反射镜3的残余像差，满足红外光学***校正色差和热差的要求。可见光透镜组9由正透镜、双胶合正透镜、负透镜组成，按照光路的顺序从前往后依次排列，与双胶合透镜6配合，满足可见光光学***成像、校正色差和热差的要求。
红外成像光学***按照光学头罩1、次反射镜3、主反射镜2、红外透镜组4、红外探测器像面5的次序从前往后依次排列；其中，抛物面主反射镜2与次反射镜3形成卡塞格伦形式的光学***； 可见光成像光学***按照光学头罩1、双胶合透镜6、折转反射镜A7、折转反射镜B8、可见光透镜组9、可见光探测器像面10的次序从前往后依次排列。
红外可见光共孔径成像光学***中，红外成像光学***和可见光成像光学***分别工作，成像在各自的探测器像面上；红外成像光学***工作时，红外平行光束经光学头罩1折射，经主反射镜2反射，次反射镜3反射，红外透镜组4折射成像到红外探测器像面5上；光阑位于主反射镜2上，主反射镜2口径为红外***的入瞳大小；可见光成像光学***工作时，可见光平行光束经光学头罩1和双胶合透镜6折射，经折转反射镜A7和折转反射镜B8实现光路折转，经可见光透镜组9折射成像到可见光探测器像面10上；光阑位于双胶合透镜6上，双胶合透镜6口径为可见光***的入瞳大小。

Claims (3)

1.一种红外可见光共孔径成像光学***，包括：光学头罩(1)、主反射镜(2)、次反射镜(3)、红外透镜组(4)和红外探测器像面(5)；其特征在于还包括：双胶合透镜(6)、折转反射镜A(7)、折转反射镜B(8)、可见光透镜组(9)和可见光探测器像面(10)；
所述光学头罩(1)、主反射镜(2)、次反射镜(3)、红外透镜组(4)、红外探测器像面(5)组成红外成像光学***；所述光学头罩(1)、双胶合透镜(6)、折转反射镜A(7)、折转反射镜B(8)、可见光透镜组(9)、可见光探测器像面(10)组成可见光成像光学***；红外成像光学***和可见光成像光学***通过共用光学头罩(1)，组成了红外可见光共孔径成像光学***；
红外成像光学***按照光学头罩(1)、次反射镜(3)、主反射镜(2)、红外透镜组(4)、红外探测器像面(5)的次序从前往后依次排列；其中，主反射镜(2)与次反射镜(3)形成卡塞格伦形式的光学***；可见光成像光学***按照光学头罩(1)、双胶合透镜(6)、折转反射镜A(7)、折转反射镜B(8)、可见光透镜组(9)、可见光探测器像面(10)的次序从前往后依次排列；
红外可见光共孔径成像光学***中，红外成像光学***和可见光成像光学***分别工作，成像在各自的探测器像面上；红外成像光学***工作时，红外平行光束经光学头罩(1)折射，经主反射镜(2)反射，次反射镜(3)反射，红外透镜组(4)折射成像到红外探测器像面(5)上；光阑位于主反射镜(2)上，主反射镜(2)口径为红外***的入瞳大小；可见光成像光学***工作时，可见光平行光束经光学头罩(1)和双胶合透镜(6)折射，经折转反射镜A(7)和折转反射镜B(8)实现光路折转，经可见光透镜组(9)折射成像到可见光探测器像面(10)上；光阑位于双胶合透镜(6)上，双胶合透镜(6)口径为可见光***的入瞳大小。
2.根据权利要求1所述的红外可见光共孔径成像光学***，其特征在于：所述的红外透镜组(4)由正透镜、负透镜、正透镜组成，按照光路的顺序从前往后依次排列，补偿主反射镜(2)和次反射镜(3)的残余像差，满足红外光学***校正色差和热差的要求。
3.根据权利要求1所述的红外可见光共孔径成像光学***，其特征在于：所述的可见光透镜组(9)由正透镜、双胶合正透镜、负透镜组成，按照光路的顺序从前往后依次排列，与双胶合透镜(6)配合，满足可见光光学***成像、校正色差和热差的要求。
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