[发明专利]双焦距透镜系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及反射式光学系统，并且具体来说涉及适于用在紧凑型成像系统中的光学系统。

背景技术

将反射光学器件与折射光学器件相组合的光学系统是公知的。例如，授予Bodkin的美国专利No.7,049,597以及授予Amon的美国专利No.7,119,969公开有一种用在双光谱光学系统中的具有反射元件和折射元件的双光路。每个光学系统都包括一个用于可见光成像的系统以及用于高光谱成像的另一光学系统。分束器被用于形成两个光路。

授予Von Hoessle的美国专利No.5,051,830公开有一种具有内区和外区的折射透镜。来自外区的光传播到反射透镜，该反射透镜将所述光聚焦到第一传感器上。来自内区的光被聚焦到第二传感器上，所述第二传感器以与第一传感器背靠背的配置而被安放。使用单个电子系统来支持两个成像系统，使得每次仅能使用所述成像系统之一。两个传感器的定位被设计为在制导导弹应用中使重量最小化。较短焦距的成像系统被提供用于导弹向目标的大致性制导。较长焦距的成像系统被提供用于在导弹向目标的最后制导阶段对导弹进行更精确的制导。

授予Lawson的美国专利No.6,870,690公开有一种透镜，其中该透镜的外部部分被设计用于一个谱带，而该透镜的内部部分被设计用于另一谱带。授予Wilm的美国专利No.5,172,235公开有聚焦到一个传感器上的两个透镜。互补区(complimentary zone)滤波器使得来自两个透镜的两个图像能够彼此叠加以产生具有不同分辨率区域的复合图像。

然而，还存在的需要是：提供一种紧凑型成像系统，其合并有包括两个独立的透镜系统的双焦距透镜系统，这两个独立的透镜系统同时提供同一场景或对象的不同焦距图像。

发明内容

根据本发明的一方面，一种双焦距光学系统包括第一光学系统和第二光学系统。第一光学系统沿着光轴被定位，并且包括具有对象侧表面和图像侧表面的光学结构。对象侧表面和图像侧表面包括折射表面部分和反射表面部分。第一光学系统具有焦距。第二光学系统被定位在该同一光轴上并且具有焦距。第一光学系统的焦距长于第二光学系统的焦距。

根据本发明的另一方面，一种双焦距光学系统包括第一光学系统和第二光学系统。第一光学系统沿着光路被定位，并且包括具有对象侧表面和图像侧表面的光学结构。第一光学系统还包括中间反射元件的第一表面，其中沿着光路观察，所述中间反射元件被安放在该光学结构的对象侧表面与图像侧表面之间。第一光学系统具有第一焦距。第二光学系统共用同一光路的一部分，并且包括与第一光学系统的中间反射元件为同一个的中间反射元件的第二表面。第二光学系统具有第二焦距。第一光学系统的第一焦距长于第二光学系统的第二焦距。

附图说明

在下面提供的对本发明优选实施例的详细描述中对附图进行了参考，在附图中：

图1是示出了传播通过本发明的第一示例性实施例的光的光线轨迹的示意图；

图2是本发明第一示例性实施例的光学部件的示意图；

图3是示出了本发明第一示例性实施例的示例性实施方式的示意图；

图4是示出了传播通过本发明第二示例性实施例的光的光线轨迹的示意图；

图5是示出了传播通过图4所示的本发明第二示例性实施例的一部分的光的光线轨迹的示意图；

图6是示出了传播通过图4所示的本发明第二示例性实施例的一部分的光的光线轨迹的示意图；以及

图7是示出了本发明第二示例性实施例的示例性实施方式的示意图

具体实施方式

本说明书将尤其是针对形成根据本发明的装置的一部分的元件、或者更直接地与根据本发明的装置协作的元件。应当理解，未被具体示出或描述的元件可以采取对于本领域的技术人员而言公知的形式。

参考图1，示出了传播通过双焦距透镜系统100的第一实施例的光的光线轨迹的示意图。双焦距透镜系统100包括第一(例如摄远的)光学系统200以及第二(例如广角的)光学系统300。第一光学系统200的光学表面(将参考图2予以更详细的描述)定义反射折射光学系统，其中光学系统200包括具有屈光度的折射和反射光学表面二者。第二光学系统300的光学表面(将参考图2予以更详细的描述)定义屈光光学系统，其中光学系统300包括具有屈光度的折射光学表面。