CN106443994B - 一种双视场变焦红外光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双视场变焦红外光学系统，属于光学系统技术领域。解决传统切换变焦光学系统结构复杂、占用空间大的技术问题。一种双视场变焦红外光学系统，包括：第一透镜组、次镜、主镜、一次像面、第二透镜组、检偏镜和探测器；物方光线一路经过主镜、次镜反射后成像在一次像面处，另一路经过第一透镜组成像在一次像面处；第二透镜组将一次像面处两路光学系统所成的两个像经过检偏镜成像到探测器像面上；所述次镜后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直；通过旋转检偏镜筛选能成像到探测器像面的光线，以达到双视场变焦的目的。该红外光学系统结构简单，成像稳定，切换方便。

Description

一种双视场变焦红外光学系统
技术领域
本发明涉及一种光学系统，具体涉及一种双视场变焦红外光学系统。
背景技术
红外成像光学系统在军事、民用各个领域的应用越来越广。其中，在很多领域中定焦红外光学系统单一的功能已经无法满足需求。这就需要红外光学镜头既可以大视场搜索目标，又可以用长焦距分辨目标。设计成双视场变焦光学系统，这样既保证了可以用大视场搜索目标，又可以用长焦距观察目标。现有传统切换变焦光学系统能够达到上述目的，但是其结构复杂，占用空间大。
发明内容
本发明要解决现有传统切换变焦光学系统结构复杂、占用空间大的技术问题，提供一种结构简单、成像稳定、切换方便的双视场变焦红外光学系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种双视场变焦红外光学系统，包括：第一透镜组、次镜、主镜、一次像面、第二透镜组、检偏镜和探测器；
物方光线一路经过主镜反射、次镜反射后成像在一次像面处，另一路经过第一透镜组成像在一次像面处；
第二透镜组将一次像面处两路光学系统所成的两个像经过检偏镜成像到探测器像面上；
所述次镜的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直；通过旋转检偏镜筛选能成像到探测器像面的光线，以达到双视场变焦的目的。
一种双视场变焦红外光学系统的另一种实现方案为：该光学系统包括：第一透镜组、次镜、主镜、第二透镜组、检偏镜和探测器；
物方光线一路经过主镜反射、次镜反射后再经过第二透镜组后成像在探测器处，另一路经过第一透镜组后再经过第二透镜组后成像在探测器处，两路光线都需要经过第二透镜组并且都经过检偏镜才能成像到探测器上；所述次镜的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统的光线经过检偏镜时的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过旋转检偏镜筛选能成像到探测器像面的光线，以达到双视场变焦的目的。
在上述技术方案中，所述检偏镜设置在次镜和探测器像面之间的光路中。
在上述技术方案中，所述检偏镜可以替换为AOTF或LCTF。
在上述技术方案中，所述探测器为制冷型探测器。
本发明的有益效果是：
本发明提供的双视场变焦红外光学系统是一种新型的变焦结构，此种变焦结构具有结构简单，成像稳定，切换方便的优点。
本发明提供的双视场变焦红外光学系统，由主镜和次镜组成的光路是长焦距大放大倍率的光学系统，通过反射式的结构缩小本段光学系统的总长。由第一透镜组组成的光路是大视场小放大倍率的光学系统，通过反摄远型的光学结构形式拉远光学系统像面位置，与长焦距光学系统像面位置保持一致，保证在旋转检偏镜变焦时，不需要移动其他部件就可以达到变焦的目的，同时保证成像的清晰度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明提供的双视场变焦红外光学系统结构示意图。
图2为本发明提供的双视场变焦红外光学系统的另外一种实施方案的结构示意图。
图中的附图标记表示为：
1-第一透镜组，2-次镜，3-主镜，4-一次像面，5-第二透镜组，6-检偏镜，7-探测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
参见附图1：本发明提供的一种双视场变焦红外光学系统，包括：第一透镜组1、次镜2、主镜3、一次像面4、第二透镜组5、检偏镜6和探测器7；
物方光线一路经过主镜3反射、次镜2反射后成像在一次像面4处，另一路经过第一透镜组1成像在一次像面4处；第二透镜组5将一次像面4处两路光学系统所成的两个像经过检偏镜6成像到探测器7像面上；所述次镜2后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面4的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直；通过旋转检偏镜6筛选能成像到探测器7像面的光线，以达到双视场变焦的目的。所述第一透镜组1与次镜2、主镜3两组所成的像都在一次像面4位置，只是放大倍率不同。图1中所述的第一透镜组1、第二透镜组5图示仅为示意图，具体结构根据实际焦距不同，变焦倍率不同进行设计。所述检偏镜6位置不是必须放在第二透镜组5与探测器7像面之间，只需在次镜2和探测器7像面之间的光路当中就可以达到筛选光线的目的。所述检偏镜6为筛选不同偏振方向光线的作用，并不仅局限于使用检偏镜，还可以替换为AOTF、LCTF或具有过滤偏振光功能的晶体等材料。所述探测器7可以是制冷型探测器，通过第二透镜组5可以做到冷阑匹配100％。
本发明提供的双视场变焦红外光学系统，由主镜3和次镜2组成的光路是长焦距大放大倍率的光学系统，通过反射式的结构缩小本段光学系统的总长。由第一透镜组1组成的光路是大视场小放大倍率的光学系统，通过反摄远型的光学结构形式拉远光学系统像面位置，与长焦距光学系统像面位置保持一致，保证在旋转检偏镜6变焦时，不需要移动其他部件就可以达到变焦的目的，同时保证成像的清晰度。
参见附图2：一种双视场变焦红外光学系统的另一种实现方案为：该光学系统包括：第一透镜组1、次镜2、主镜3、第二透镜组5、检偏镜6和探测器7；
物方光线一路经过主镜3反射、次镜2反射后再经过第二透镜组5后成像在探测器7处，另一路经过第一透镜组1后再经过第二透镜组5后成像在探测器7处，两路光线都需要经过第二透镜组5并且都经过检偏镜6才能成像到探测器7上；所述次镜2的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统的光线经过检偏镜6时的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过旋转检偏镜6筛选能成像到探测器7像面的光线，以达到双视场变焦的目的。
上述实施方案中还可以省略检偏镜6，通过在第二透镜组5内任意一个透镜表面镀偏振膜，使此透镜可以实现筛选偏振光的目的。通过旋转此透镜或整组透镜，决定长焦的像或大视场的像到达像面。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种双视场变焦红外光学系统，包括：第一透镜组(1)、次镜(2)、主镜(3)、一次像面(4)、第二透镜组(5)和探测器(7)；
物方光线一路经过主镜(3)反射、次镜(2)反射后成像在一次像面(4)处，另一路经过第一透镜组(1)成像在一次像面(4)处；
其特征在于，该光学系统还包括：检偏镜(6)；
第二透镜组(5)将一次像面(4)处两路光学系统所成的两个像经过检偏镜(6)成像到探测器(7)像面上；
所述次镜(2)的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统成像到一次像面(4)的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直；通过旋转检偏镜(6)筛选能成像到探测器(7)像面的光线，以达到双视场变焦的目的。
2.权利要求1所述的双视场变焦红外光学系统，其另一种具体实施方案为：该光学系统包括：第一透镜组(1)、次镜(2)、主镜(3)、第二透镜组(5)和探测器(7)；
其特征在于，该光学系统还包括：检偏镜(6)；
物方光线一路经过主镜(3)反射、次镜(2)反射后再经过第二透镜组(5)后成像在探测器(7)处，另一路经过第一透镜组(1)后再经过第二透镜组(5)后成像在探测器(7)处，两路光线都需要经过第二透镜组(5)并且都经过检偏镜(6)才能成像到探测器(7)上；
所述次镜(2)的后表面镀偏振分光膜，使物方通过两路光学系统的光线经过检偏镜(6)时的光线偏振方向不同，且偏振方向相互垂直，通过旋转检偏镜(6)筛选能成像到探测器(7)像面的光线，以达到双视场变焦的目的。
3.根据权利要求1或2所述的双视场变焦红外光学系统，其特征在于，所述检偏镜(6)设置在次镜(2)和探测器(7)像面之间的光路中。
4.根据权利要求1或2所述的双视场变焦红外光学系统，其特征在于，所述检偏镜(6)可以替换为AOTF或LCTF。
5.根据权利要求1或2所述的双视场变焦红外光学系统，其特征在于，所述探测器(7)为制冷型探测器。
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