[发明专利]制冷型广角红外双波段光学系统

说明书

本发明公开了一种制冷型广角红外双波段光学系统。光学系统包括：依次同轴且间隔排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；用于反射中波波段并透射长波波段的分光镜，位于第二、第三透镜之间；同轴且间隔设置的第五透镜、第六透镜，第五透镜的中心轴与第二透镜的中心轴相交于分光镜；第一透镜具有负光焦度，其他透镜均具有正光焦度；第一、第二、第三、第四透镜和分光镜形成长波光路，第一、第二、第五、第六透镜和分光镜形成中波光路，中波光路的F数、焦距、半视场角依次为F1、f1’、w1，长波光路的F数、焦距、半视场角依次为F2、f2’、w2，1.4≤F1＝F2≤1.8，7mm≤f1’＝f2’≤16mm，92°≤2w1＝2w2≤120°。由此，可实现小F数广角视场的双波段成像。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种制冷型广角红外双波段光学系统。

背景技术

随着伪装技术的发展，单一波段红外成像系统获取的单一波段的信息量有限，尤其对于目标背景复杂、气候环境多变等场景，单一波段的红外侦察告警系统，已无法满足对目标的侦察与识别。中、长波双波段探测可以同时获取目标的双波段信息，通过图像融合可以抑制复杂背景，提高对目标的探测和识别能力。

相关技术中，双波段探测光学系统的形式包括分光路和共光路。分光路形式的光学设计，系统体积大、结构复杂、可靠性低；共光路形式的光学设计，镜片数量多、透过率低、成本高昂，尤其是广角系统中大面阵双波段探测器尚未发展成熟。

发明内容

本发明实施例提供一种制冷型广角红外双波段光学系统，用以解决现有技术中分光路和共光路的光学设计所存在可靠性低、透过率低、工作范围小、成本昂贵等问题。

根据本发明实施例的制冷型广角红外双波段光学系统，包括：

依次同轴且间隔排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜；

分光镜，位于所述第二透镜与所述第三透镜之间，所述分光镜用于反射中波波段并透射长波波段；

第五透镜，位于所述分光镜的下方，且所述第五透镜的中心轴与所述第二透镜的中心轴相交于所述分光镜；

第六透镜，位于所述第五透镜的下方且与所述第五透镜同轴设置；

所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、以及所述第六透镜均具有正光焦度；

所述第一透镜、所述第二透镜、所述分光镜、所述第三透镜、以及所述第四透镜构造形成长波光路，所述第一透镜、所述第二透镜、所述分光镜、所述第五透镜、以及所述第六透镜构造形成中波光路，所述中波光路的焦距f1’和所述长波光路的焦距f2’满足：7mm≤f1’＝f2’≤16mm，所述中波光路的半视场角w1和所述长波光路的半视场角w2满足：92°≤2w1＝2w2≤120°。

根据本发明的一些实施例，所述中波光路的F数F1和所述长波光路的F数F2满足：1.4≤F1＝F2≤1.8。

根据本发明的一些实施例，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、以及所述第五透镜均呈弯月型，且所述第一透镜朝向远离所述第二透镜的方向凸起，所述第二透镜朝向所述第三透镜凸起，所述第三透镜朝向所述第二透镜凸起，所述第五透镜朝向所述分光镜凸起；

所述第四透镜以及所述第六透镜均为双面凸起型，从所述第四透镜的中心至四周的方向，所述第四透镜的厚度逐渐减小，从所述第六透镜的中心至四周的方向，所述第六透镜的厚度逐渐减小。

根据本发明的一些实施例，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第六透镜均为锗透镜；

所述第五透镜为硅透镜；

所述分光镜为锗分光镜。

根据本发明的一些实施例，所述分光镜为平面分光镜；