紅外多視場光路系統的製作方法
2023-09-19 11:38:05 2
紅外多視場光路系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及紅外多視場光路系統，包括至少兩個前光路系統和一個後光路系統，後光路系統包括一個旋轉反射鏡組，用於將各前光路系統分別與後光路系統組成不同視場的光路系統。本實用新型通過採用旋轉反射鏡的方法實現紅外多視場的轉換。採用旋轉折轉反射鏡實現多視場的光路，各個光學視場相對獨立設計，能夠保證多視場同時獲得高的光學透過率。另外，僅有旋轉折轉反射鏡為運動部件，其餘均為固定部件，因此能夠保證各個光學視場具有高的光軸精度。同時視場切換機構簡單、到位精度高、易於控制。
【專利說明】紅外多視場光路系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及紅外多視場光路系統，屬於紅外光學【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 國內外紅外多視場變倍光學系統的實現方式，分為切入方式和軸向移動方式。切 入方式多視場光學系統通過不同變倍鏡組切換的方式實現多視場的轉換，該方式的優點是 窄視場具有最高的光軸精度和最高的光學透過率。缺點是大、中視場光學透過率低，並且由 於採用切換方式造成了系統徑向尺寸過大、運動機構複雜並且重量較重。軸向移動方式多 視場光學系統通過變倍鏡組與補償鏡組在光軸上的不同位置實現多視場的轉換，該方式的 優點是系統的體積小、重量輕。缺點是由於採用軸向移動的方式，所有光學元件為多個視場 所共用，造成了整個光學系統的透過率偏低、光軸與視場到位精度不高。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供紅外多視場光路系統，用以解決現有紅外多視場變倍光 學系統的實現方式透過率偏低、光軸與視場到位精度不高或者系統徑向尺寸過大、運動機 構複雜並且重量較重的問題。
[0004] 為實現上述目的，本實用新型的方案包括紅外多視場光路系統，包括至少兩個前 光路系統和一個後光路系統，後光路系統包括一個旋轉反射鏡組，用於將各前光路系統分 別與後光路系統組成不同視場的光路系統。
[0005] 前光路系統包括同光軸依次設置的前置物鏡組、固定折轉反射鏡組；後光路系統 包括同光軸依次設置的旋轉反射鏡組和會聚透鏡組，以及用於接收會聚透鏡組透射出的光 信號的探測器。
[0006] 至少兩個前光路系統為4個不同視場的前光路系統，分別為窄視場光路的第一前 光路系統，中小視場光路的第二前光路系統，大視場光路的第三前光路系統，中大視場光路 的第四前光路系統。
[0007] 本實用新型的優點在於通過採用旋轉反射鏡的方法實現紅外多視場的轉換。採用 旋轉折轉反射鏡實現多視場的光路，各個光學視場相對獨立設計，能夠保證窄視場、中小視 場、大視場、中大視場同時獲得高的光學透過率。另外，僅有旋轉折轉反射鏡為運動部件，其 餘均為固定部件，因此能夠保證各個光學視場具有高的光軸精度。即，該紅外多視場光路系 統能夠保證各個視場都具有高的光軸精度，同時保證各個視場都具有高的光學透過率。
[0008] 而且本實用新型針對不同的使用需求，可提供窄視場、中小視場、大視場、中大視 場多個光學視場，只是通過旋轉反射鏡的轉動就能夠實現多個視場，視場切換機構簡單、到 位精度高、易於控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1是本實用新型結構示意圖；
[0010] 圖2是紅外多視場光路系統前視圖（圖2. A)與後視圖（圖2. B);
[0011] 圖3是紅外多視場光路系統俯視圖（圖3· A)與正視圖（圖3· B);
[0012] 圖4是窄視場系統結構示意圖；
[0013] 圖5是中小視場系統結構示意圖；
[0014] 圖6是大視場系統結構示意圖；
[0015] 圖7是中大視場系統結構示意圖；
[0016] 圖8是窄視場光學傳遞函數曲線圖；
[0017] 圖9是中小視場光學傳遞函數曲線圖；
[0018] 圖10是大視場光學傳遞函數曲線圖；
[0019] 圖11是中大視場光學傳遞函數曲線圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0021] 紅外多視場光路系統，包括至少兩個前光路系統和一個後光路系統，後光路系統 包括一個旋轉反射鏡組，用於將各前光路系統分別與後光路系統組成不同視場的光路系 統。
[0022] 基於以上技術方案，結合附圖，給出以下一個【具體實施方式】。
[0023] 如圖1所示，前置物鏡組1、固定折轉反射鏡組5、旋轉反射鏡組9、會聚透鏡組10 與探測器11組成窄視場光路系統；以窄視場光路為基礎，當電機驅動旋轉反射鏡組9繞旋 轉軸 〇〇'逆時針旋轉90°，前置物鏡組2、固定折轉反射鏡組6、旋轉反射鏡組9、會聚透鏡 組10與探測器11組成中小視場光路系統；以中小視場光路為基礎，當電機驅動旋轉反射鏡 組9繞旋轉軸〇〇'逆時針旋轉90° ,前置物鏡組3、固定折轉反射鏡組7、旋轉反射鏡組9、 會聚透鏡組10與探測器11組成大視場光路系統；以大視場光路為基礎，當電機驅動旋轉反 射鏡組9繞旋轉軸 〇〇'逆時針旋轉90°，前置物鏡組4、固定折轉反射鏡組8、旋轉反射鏡組 9、會聚透鏡組10與探測器11組成系統中大視場光路；以中大視場光路為基礎，當電機驅動 旋轉反射鏡組9繞旋轉軸 〇〇'逆時針旋轉90°，前置物鏡組1、固定折轉反射鏡組5、旋轉反 射鏡組9、會聚透鏡組10與探測器11組成系統窄視場光路。通過旋轉反射鏡組9旋轉到不 同角度，能夠實現窄視場、中小視場、大視場、中大視場的多視場變換。
[0024] 圖2. A是紅外多視場光路系統如視圖，圖2. B是紅外多視場光路系統後視圖；圖 3. A是紅外多視場光路系統俯視圖，圖3. B是紅外多視場光路系統正視圖；圖4是窄視場系 統結構不意圖；圖5是中小視場系統結構意圖；圖6是大視場系統結構意圖；圖7是中 大視場系統結構示意圖。
[0025] 該紅外多視場光路系統中：
[0026] 窄視場焦距在300mm?600mm範圍內、中小視場焦距在IOOmm?300mm範圍內、大 視場焦距在IOmm?50mm範圍內、中大視場焦距在80mm?IOOmm範圍內。
[0027] 系統採用二次成像的方式。
[0028] 光學系統F數：f/2、f/3、f/4均可。
[0029] 採用反射鏡組摺疊光路。
[0030] 其適用的探測器可為320X256、384X288、640X512、1280X 1024的製冷型紅外 焦平面探測器，適用波長：中波3μπ--5μπκ長波8μπ--12μπ?。
[0031] 具體光學參數見下表所示（單位：_)
[0032] 表1是窄視場光路光學參數表；表2是中小視場光路光學參數表；表3是中大視場 光路光學參數表；表4是大視場光路光學參數表。
[0033] 表 1
【權利要求】
1. 紅外多視場光路系統，其特徵在於，所述紅外多視場光路系統包括至少兩個前光路 系統和一個後光路系統，所述後光路系統包括一個旋轉反射鏡組，用於將各前光路系統分 別與後光路系統組成不同視場的光路系統。
2. 根據權利要求1所述的紅外多視場光路系統，其特徵在於，所述前光路系統包括同 光軸依次設置的前置物鏡組、固定折轉反射鏡組；後光路系統包括同光軸依次設置的旋轉 反射鏡組和會聚透鏡組，W及用於接收會聚透鏡組透射出的光信號的探測器。
3. 根據權利要求2所述的紅外多視場光路系統，其特徵在於，所述至少兩個前光路系 統為4個不同視場的前光路系統，分別為窄視場光路的第一前光路系統，中小視場光路的 第二前光路系統，大視場光路的第H前光路系統，中大視場光路的第四前光路系統。
【文檔編號】G02B26/08GK204229048SQ201420620974
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優先權日:2014年10月24日
【發明者】張良, 潘曉東, 何磊, 蘇朋 申請人:中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所