CN109407273B - 一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统 - Google Patents
一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，在同一光轴上依次排列为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和分光镜；光学系统焦距120mm，光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。采用透电视波段和红外波段的材料实现了电视和红外完全共用光路的光学系统，能够极大的减小系统体积、重量，在不同探测器前使用分光棱镜进行分光。该光路设计通过使用透宽波段的材料，实现了三波段完全共光路的设计，极大的减小了系统的空间体积，降低了装调的难度。
Description
技术领域
本发明属于多波段安防监视系统领域，涉及一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，特点是可见光、中波红外、长波红外完全共光路设计。在可见光和红外探测器通过棱镜进行分光，中波红外和长波红外使用双色红外探测器。
背景技术
可见光和红外是安防监视系统主要使用的波段，可见光只能在光照足够的情况下使用，红外可以昼夜使用，通过可见光和红外配合使用，既能保证可见光图像细节丰富的特点，又能夜间使用红外系统进行不间断观察。单一波段的侦察已经很难满足各种各样的需求。目标在不同光谱波段表现的光学特征有较大差异，通过使用双波段探测能够有效发现目标。
通常可见光和红外光路是独立的或共用部分物镜，导致空间体积较大，本发明通过使用能透可见光和中、长波红外波段的材料实现了三个波段共光路的设计，极大的减小了多波段观测的空间体积。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，解决目前多波段安防监视系统分光路体积大的问题，通过共光路实现多波段探测。
技术方案
一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于由五个透镜和一个分光镜组成；在同一光轴上依次排列为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和分光镜6；所述第一透镜1的焦距为-596.89mm；所述第二透镜2与第一透镜1的中心距为1mm，第二透镜2的焦距为86.49mm；所述第三透镜3与第二透镜2的中心距为1mm，第三透镜3的焦距为-103.93mm；所述第四透镜4与第三透镜3的中心距为1.1mm，第四透镜4的焦距为121.95mm；所述第五透镜5与第四透镜4的中心距为66.6mm，第五透镜5的焦距为-284.33mm；所述分光镜6与第五透镜5的中心距为2mm；本光学系统焦距120mm、光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。
所述分光镜6为可见光或红外分光镜。
所述第一透镜1采用硒化锌。
所述第二透镜2、第四透镜4和分光镜6采用氟化钡。
所述第三透镜3采用氟化钙。
所述第五透镜5采用硫化锌。
有益效果
本发明提出的一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，光学系统焦距120mm，光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。采用透电视波段和红外波段的材料实现了电视和红外完全共用光路的光学系统，能够极大的减小系统体积、重量，在不同探测器前使用分光棱镜进行分光。该光路设计通过使用透宽波段的材料，实现了三波段完全共光路的设计，极大的减小了系统的空间体积，降低了装调的难度。
附图说明
图1：本发明光学系统的光学示意图；
图2：可见光光学传递函数图；
图3：中波红外光学传递函数图；
图4：长波红外光学传递函数图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于由五个透镜和一个分光镜组成；在同一光轴上依次排列为第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和分光镜6；所述第一透镜1的焦距为-596.89mm；所述第二透镜2与第一透镜1的中心距为1mm，第二透镜2的焦距为86.49mm；所述第三透镜3与第二透镜2的中心距为1mm，第三透镜2的焦距为-103.93mm；所述第四透镜4与第三透镜3的中心距为1.1mm，第四透镜4的焦距为121.95mm；所述第五透镜5与第四透镜4的中心距为66.6mm，第五透镜5的焦距为-284.33mm；所述分光镜6与第五透镜5的中心距为2mm；本光学系统焦距120mm、光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。
所述第一透镜1的焦距为-596.89mm，其材料为硒化锌。
所述第二透镜2与第一透镜1的中心距为1mm，其焦距为86.49mm，其材料为氟化钡。
所述第三透镜3与第二透镜2的中心距为1mm，其焦距为-103.93mm，其材料为氟化钙。
所述第四透镜4与第三透镜3的中心距为1.1mm，其焦距为121.95mm，其材料为氟化钡。
所述第五透镜5与第四透镜4的中心距为66.6mm，其焦距为-284.33，其材料为硫化锌。
所述分光镜6第五透镜5的中心距为2mm，为可见光和红外分光镜，其材料为氟化钡。
外界可见光经第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、分光镜6组成可见光光路，分光镜在分光层反射可见光，可见光工作波段0.55μm～0.75μm，可见光探测用于提供高分辨的图像供观察使用。
外界红外热辐射经第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、分光镜6组成中、长波红外光路，红外经分光镜6透射进入红外双色探测器，红外工作波段3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，红外探测可用于昼夜观察，弥补可见光探测夜间不能使用的短板。
Claims (6)
1.一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：由五个透镜和一个分光镜组成；在同一光轴上依次排列为第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)和分光镜(6)；所述第一透镜(1)的焦距为-596.89mm；所述第二透镜(2)与第一透镜(1)的中心距为1mm，第二透镜(2)的焦距为86.49mm；所述第三透镜(3)与第二透镜(2)的中心距为1mm，第三透镜(3)的焦距为-103.93mm；所述第四透镜(4)与第三透镜(3)的中心距为1.1mm，第四透镜(4)的焦距为121.95mm；所述第五透镜(5)与第四透镜(4)的中心距为66.6mm，第五透镜(5)的焦距为-284.33mm；所述分光镜(6)与第五透镜(5)的中心距为2mm；本光学系统焦距120mm、光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。
2.根据权利要求1所述可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：所述分光镜(6)为可见光或红外分光镜。
3.根据权利要求1所述可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：所述第一透镜(1)采用硒化锌。
4.根据权利要求1所述可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：所述第二透镜(2)、第四透镜(4)和分光镜(6)采用氟化钡。
5.根据权利要求1所述可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：所述第三透镜(3)采用氟化钙。
6.根据权利要求1所述可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，其特征在于：所述第五透镜(5)采用硫化锌。
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