[发明专利]一种共孔径可见长波红外双色光学系统

权利要求书

1.一种共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的主镜(1)、次镜(2)及分色镜(3)；还包括设置在分色镜(3)两路出射光路中的可见光波段成像系统与长波红外波段成像系统；

所述主镜(1)用于同时反射可见光波段和长波红外波段，主镜(1)的中心设置有通孔，所述通孔的直径小于次镜(2)的口径，同时保证经次镜(2)反射的光束能够完全通过；

可见光波段依次经过主镜(1)与次镜(2)的反射后进入分色镜(3)，经分色镜(3)分束后进入可见光波段成像系统；

长波红外波段依次经过主镜(1)与次镜(2)的反射后进入分色镜(3)，经分色镜(3)分束后进入长波红外波段成像系统；

所述可见光波段成像系统包括沿光路依次设置的第一透镜(4)、第二透镜(5)、第三透镜(6)、第四透镜(7)和第五透镜(8)，所述第一透镜(4)、第二透镜(5)、第三透镜(6)、第四透镜(7)、第五透镜(8)的光焦度分别为正、负、正、负、负；

所述长波红外波段成像系统进行偏心设置，包括沿光路依次设置的第六透镜(10)、第七透镜(11)和第八透镜(12)，所述第六透镜(10)、第七透镜(11)和第八透镜(12)的光焦度分别为正、负、负。

2.根据权利要求1所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：所述第一透镜(4)、第二透镜(5)、第三透镜(6)、第四透镜(7)、第五透镜(8)均为球面镜；所述第一透镜(4)的焦距f₄满足：0＜f₄＜f，第二透镜(5)的焦距f₅满足：-f＜f₅＜0，第三透镜(6)的焦距f₆满足：0＜f₆＜f，第四透镜(7)的焦距f₇满足：-f＜f₇＜0，第五透镜(8)的焦距f₈满足：-f＜f₈＜0，其中f为可见光波段成像系统总焦距。

3.根据权利要求2所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：所述第六透镜(10)、第七透镜(11)、第八透镜(12)均为球面镜；所述第六透镜(10)的焦距f₁₀满足：0＜f₁₀＜f'，第七透镜(11)的焦距f₁₁满足：-f'＜f₁₁＜0，第八透镜(12)的焦距f₁₂满足：-f'＜f₁₂＜0，其中f'为长波红外波段成像系统总焦距。

4.根据权利要求3所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：可见光波段成像系统位于分色镜(3)的反射光路中，长波红外波段成像系统位于分色镜(3)的透射光路中；入射至分色镜(3)的入射光与分色镜反射面之间的夹角为128°。

5.根据权利要求4所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：所述主镜(1)为二次抛物面镜，所述次镜(2)为二次双曲面镜。

6.根据权利要求5所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：可见光波段成像系统后工作距为8.5mm，长波红外波段成像系统后工作距为8.5mm。

7.根据权利要求6所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：长波红外波段成像系统中第六透镜(10)、第七透镜(11)和第八透镜(12)及长波红外像面(13)的中心轴偏离分色镜中心轴向下2.44mm。

8.根据权利要求7所述的共孔径可见长波红外双色光学系统，其特征在于：所述主镜(1)与次镜(2)的中心间隔是92.56mm，次镜(2)与分色镜(3)的中心间隔是177.54mm，分色镜(3)的厚度是6mm，分色镜(3)与第一透镜(4)的中心间隔是50mm，第一透镜(4)的厚度是10.51mm，第一透镜(4)与第二透镜(5)的间隔是7.42mm，第二透镜(5)的厚度8mm，第二透镜(5)与第三透镜(6)的间隔是5mm，第三透镜(6)的厚度是13.1mm，第三透镜(6)与第四透镜(7)的间隔是5.54mm，第四透镜(7)的厚度是18.04mm，第四透镜(7)与第五透镜(8)的间隔是8.67mm，第五透镜(8)的厚度是7.35mm；分色镜(3)与第六透镜(10)的中心间隔是49.81mm，第六透镜(10)的厚度是10mm，第六透镜(10)与第七透镜(11)的间隔是26mm，第七透镜(11)的厚度是8mm，第七透镜(11)与第八透镜(12)的间隔是19.31mm，第八透镜(12)的厚度是5.88mm。