[发明专利]一种通过共窗口接收三波段的光学分光装置及其应用

说明书

本发明涉及一种通过共窗口接收三波段的光学分光装置及其在手持、车载、机载等测距摄像白光观察设备、测距双路摄像设备中的应用。该装置包括共用透镜组、复合棱镜、分光棱镜、雪崩管探测器、近红外探测器以及可见光探测器。外界光线穿过共用透镜组被复合棱镜折射成两路光线，其中一路光线进入雪崩管探测器，另一路光线进入分光棱镜后再次被折射成两路光线，分别进入近红外探测器、可见光探测器成像。该装置结构简单，体积小重量轻，同时实现了测距、可见光成像、近红外光成像三大功能，应用范围较广、适应性较强。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种通过共窗口接收三波段的光学分光装置及其应用。

背景技术

随着技术的进步，多功能摄像产品在功能和集成度上的要求越来越高，多功能集成的小型化设备在实际应用中发挥越来越重要的作用。传统的摄像产品和测距产品在结构和功能上往往存在较大差异，两者拥有完全不同的镜头结构及光路系统并且互不通用，这对研发具备测距、摄像双重功能的光电产品造成了较大障碍。一个简单的解决方案是直接将传统的摄像产品和测距产品装配在同一个壳体上，两者相互独立、互不干涉，各自发挥相应的功能，但是这样的产品往往体积、重量较大，并且不符合便携化、轻量化的发展趋势。

除此之外，现有的测距摄像产品往往只具备单路摄像功能，只能在照明条件良好的环境下使用，极大地限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种通过共窗口接收三波段的光学分光装置，该装置包括共用透镜组、复合棱镜3、分光棱镜5、探测器a、探测器b、探测器c；所述复合棱镜位于共用透镜组、分光棱镜之间，并且三者共轴；外界光线穿过共用透镜组后被复合棱镜3折射成两路光线，其中一路光线进入探测器a，另一路光线进入分光棱镜5再次被折射成两路光线，这两路光线分别进入探测器b、探测器c。

进一步的，所述共用透镜组包括物镜胶合透镜1、物镜第三透镜2，所述物镜胶合透镜1由双凸透镜、双凹透镜粘合而成；所述物镜第三透镜2具体为双凸透镜，其弧面紧贴物镜胶合透镜1中的双凹透镜。

进一步的，所述复合棱镜3包括两块直角棱镜以及一块直角梯形棱镜，其中两块相对放置的直角棱镜沿斜边粘接在一起，直角梯形棱镜的直角边与前直角棱镜的直角边粘接在一起，在复合棱镜3斜面镀有至少一层45°分光膜。

进一步的，所述分光棱镜5包括两块直角棱镜，两者沿斜边粘合在一起，在分光棱镜5斜面镀有至少一层45°分光膜。

进一步的，在复合棱镜3的其中一个出光面与探测器a之间设置有接收负透镜8、窄带干涉滤光镜9，在复合棱镜3的另一出光面与分光棱镜5之间设置有调焦镜4。调焦镜4与物镜胶合透镜1、物镜第三透镜2组合形成成像系统，接收负透镜8与物镜胶合透镜1、物镜第三透镜2组合形成测距接收系统。

进一步的，在分光棱镜5的两个出光面分别设置有近红外滤光镜6、可见光滤光镜7。

进一步的，复合棱镜3将入射光折射成1.06μm-1.57μm、0.425μm-1μm的两路光线，波长为1.06μm-1.57μm的光线被反射后进入探测器a，波长为 0.425μm-1μm的光线透射进入分光棱镜5后被折射成0.425μm-0.65μm、 0.72μm-1μm两路光线，这两路光线分别进入探测器b、探测器c。

进一步的，探测器a具体为雪崩管探测器10，探测器b具体为近红外探测器11，探测器c具体为可见光探测器12。

本发明的另一目的在于将上述光学分光装置用于手持、车载、机载的测距摄像白光观察设备、测距双路摄像等设备中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)通过一套透镜组配合两套棱镜，将入射光线先后分成三路，分别实现了测距、可见光成像、近红外光成像三大功能；(2)整套设备结构简单，体积小重量轻，可手持或者固定在车辆、飞行器上使用，对外界环境的适应性较强。