一種三視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)及光學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)及光學(xué)裝置，屬于光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 遠(yuǎn)程光電探測(cè)系統(tǒng)需要具有非常遠(yuǎn)的作用距離和高分辨率成像性能，且要能滿(mǎn)足 高集成性、小體積的要求。目前，紅外成像系統(tǒng)在導(dǎo)航、觀察、跟蹤等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的 應(yīng)用，而單視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)由于功能單一無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代紅外光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展需求，Ξ視 場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)有大小不同Ξ個(gè)視場(chǎng)，大視場(chǎng)可W用于大范圍捜索目標(biāo)，中視場(chǎng)可W進(jìn)一 步觀察和識(shí)別，小視場(chǎng)可W進(jìn)行精確的跟蹤與瞄準(zhǔn)，在現(xiàn)代紅外光學(xué)系統(tǒng)中得到了廣泛的 應(yīng)用。
[0003] 紅外光學(xué)系統(tǒng)的變焦按照變焦過(guò)程中焦距是否連續(xù)變化可W分為兩類(lèi)，連續(xù)變焦 和非連續(xù)變焦。連續(xù)變焦是通過(guò)運(yùn)動(dòng)透鏡組光緒補(bǔ)償線性移動(dòng)或機(jī)械補(bǔ)償非線性移動(dòng)來(lái)實(shí) 現(xiàn)焦距變化，能保持像面不變，但是在設(shè)計(jì)、材料選擇和冷屏匹配方面存在一定不足，并且 運(yùn)類(lèi)系統(tǒng)軸向尺寸長(zhǎng)，前部透鏡口徑大，裝調(diào)過(guò)程中保持像面清晰難度較大。
[0004] 非連續(xù)變焦又可分為改變間隔型非連續(xù)變焦系統(tǒng)和切入型非連續(xù)變焦系統(tǒng)，改變 間隔型非連續(xù)變焦系統(tǒng)是通過(guò)在光學(xué)系統(tǒng)中使部分光學(xué)組件沿光軸移動(dòng)位置，改變間隔W 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)焦距變化。申請(qǐng)公布號(hào)為CN104297923A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)公布日為2015年 1月21日）公開(kāi)了一種基于光學(xué)補(bǔ)償法的兩組元Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)，包括探測(cè)器、會(huì)聚透 鏡組、折轉(zhuǎn)反射鏡組、固定透鏡組、補(bǔ)償透鏡組、變倍透鏡組和前組紅外物鏡，其變倍透鏡組 或補(bǔ)償透鏡組通過(guò)軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)窄、中、寬視場(chǎng)的變換。其變倍透鏡組或補(bǔ)償透鏡組分別 在Α1和Α2及Β1和Β2位置變化時(shí)，實(shí)現(xiàn)窄、中、寬視場(chǎng)的變化。但是該光學(xué)系統(tǒng)中，光學(xué)組 件的移動(dòng)形成較長(zhǎng)，還會(huì)導(dǎo)致整機(jī)體積增大，重量上升。
[0005] 切入型非連續(xù)變焦系統(tǒng)是分多組W不同順序多次切入或者切出光學(xué)組件，W獲得 不同的焦距變化，也容易引起光學(xué)系統(tǒng)的體積增大。
[0006] 上述所有光學(xué)系統(tǒng)由于共用部分光路，會(huì)導(dǎo)致大視場(chǎng)光路的冷反射嚴(yán)重，影響對(duì) 目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種光路結(jié)構(gòu)緊湊且能夠消除大視場(chǎng)冷反射的Ξ視場(chǎng)紅 外光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還在于提供一種使用上述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)裝置。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)W上目的，本發(fā)明的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)方案如下：
[0009] 一種Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)，包括沿光路依次設(shè)置的第一物鏡、變倍鏡組、調(diào)焦鏡 組、固定折轉(zhuǎn)反射鏡組、會(huì)聚鏡組，所述固定折轉(zhuǎn)反射鏡組包括沿光路依次設(shè)置的第一平面 反射鏡、第二平面反射鏡及第Ξ平面反射鏡，在所述第一平面反射鏡和第二平面反射鏡之 間設(shè)置有補(bǔ)償鏡組，所述變倍鏡組和補(bǔ)償鏡組能夠移入光路而形成中視場(chǎng)光路或者移出光 路而形成小視場(chǎng)光路，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括沿光路依次設(shè)置的第二物鏡、固定鏡組、切換反 射鏡，所述第二物鏡、固定鏡組、切換反射鏡與所述會(huì)聚鏡組共同組成了大視場(chǎng)光路，所述 切換反射鏡能夠?qū)Υ笠晥?chǎng)光路與中視場(chǎng)光路或小視場(chǎng)光路進(jìn)行切換。
[0010] 本發(fā)明的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)變倍鏡組和補(bǔ)償鏡組來(lái)實(shí)現(xiàn)中視場(chǎng)光路 和小視場(chǎng)光路之間的切換，通過(guò)切換反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)的切入和切出。中、小視場(chǎng)共用一 條光路，大視場(chǎng)單獨(dú)使用一條光路，Ξ個(gè)光路共用會(huì)聚光路，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的緊湊的同時(shí)，還 能消除大視場(chǎng)的冷反射現(xiàn)象。固定折轉(zhuǎn)反射鏡組包括沿光軸依次設(shè)置的第一平面反射鏡、 第二平面反射鏡及第Ξ平面反射鏡，第一平面反射鏡靠近調(diào)焦鏡組，第Ξ平面反射鏡靠近 會(huì)聚鏡組，Ξ個(gè)平面反射鏡使中、小視場(chǎng)光纖經(jīng)過(guò)Ξ次反射后進(jìn)入會(huì)聚光路，進(jìn)而在探測(cè)器 上成像。運(yùn)種光路空間折疊的方式使光路空間更為緊湊。
[0011] 所述變倍鏡組和補(bǔ)償鏡組呈L型設(shè)置，L型設(shè)置可W減小折轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)度，充 分利用固定鏡組前后光學(xué)構(gòu)型的空間，使系統(tǒng)更加緊湊。
[0012] 所述Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)還包括依次設(shè)置在固定折轉(zhuǎn)反射鏡組和會(huì)聚鏡組之間 的光闊和濾光片。
[0013] 所述切換反射鏡設(shè)置于第Ξ平面反射鏡和所述光闊之間，能夠?qū)崿F(xiàn)大視場(chǎng)的切入 和切出，使大視場(chǎng)與中、小視場(chǎng)方便地共用同一會(huì)聚光路。
[0014] 小視場(chǎng)光路的焦距為917mm，中視場(chǎng)光路的焦距為160mm，大視場(chǎng)光路的焦距為 24mm。
[0015] 所述第一物鏡和第二物鏡的材料為娃，第一調(diào)焦鏡的材料為錯(cuò)，第二調(diào)焦鏡的材 料為娃，固定折轉(zhuǎn)反射鏡組的材料均為K9玻璃，第一會(huì)聚鏡的材料為氣化巧，第二會(huì)聚鏡 的材料為娃，變倍鏡組的材料為錯(cuò)，第一補(bǔ)償鏡的材料為錯(cuò)，第二補(bǔ)償鏡的材料為娃，第一 固定鏡的材料為砸化鋒，第二固定鏡的材料為錯(cuò)，第Ξ固定鏡的材料為娃。上述各光學(xué)組件 共引入了屯個(gè)非球面和一個(gè)衍射面，通過(guò)較少的透鏡數(shù)量實(shí)現(xiàn)了校正像差、提高像質(zhì)的作 用。
[0016] 本發(fā)明的光學(xué)裝置的技術(shù)方案如下：
[0017] 一種光學(xué)裝置，使用上述的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)。
[0018] 本發(fā)明的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)采用大口徑長(zhǎng)焦光學(xué)設(shè)計(jì)，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)變倍方式和 切換反射方式的結(jié)合實(shí)現(xiàn)Ξ個(gè)視場(chǎng)之間的方便轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了高變倍比、高分辨率，而且空間 折轉(zhuǎn)使結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，大視場(chǎng)單獨(dú)一路光的實(shí)現(xiàn)方式較好的消除大視場(chǎng)的冷反 射現(xiàn)象，并對(duì)大視場(chǎng)進(jìn)行無(wú)熱化設(shè)計(jì)，減少了相應(yīng)的調(diào)焦部件。本發(fā)明采用二次成像系統(tǒng)減 小前端物鏡尺寸，保持系統(tǒng)冷光闊效率為100 %。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的光學(xué)裝置的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)窄視場(chǎng)光路圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明的光學(xué)裝置的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)中視場(chǎng)光路圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明的光學(xué)裝置的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)寬視場(chǎng)光路圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明的光學(xué)裝置的Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的光學(xué)裝置的實(shí)施例：
[0024]如圖1-4所示，本發(fā)明的光學(xué)裝置包括Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)，Ξ視場(chǎng)紅外光學(xué)系 統(tǒng)包括沿光軸依次順序設(shè)置的第一物鏡1、變倍鏡組11、調(diào)焦鏡組、固定折轉(zhuǎn)反射鏡組、光 闊7、濾光片8、會(huì)聚鏡組和探測(cè)器19,其中固定折轉(zhuǎn)反射鏡組由依次設(shè)置的第一平面反射 鏡4、第二平面反射鏡5及第Ξ平面反射鏡6,第一平面反射鏡靠近調(diào)焦鏡組，光路從第一物 鏡經(jīng)過(guò)變倍鏡組、調(diào)焦鏡組后分別在第一平面反射鏡4、第二平面反射鏡5及第Ξ平面反射 鏡6處改變方向，在所述第一平面反射鏡4和第二平面反射鏡5之間設(shè)置有補(bǔ)償鏡組，上述 光學(xué)組件均同光軸設(shè)置，本實(shí)施例中，探測(cè)器為制冷型紅外焦平面探測(cè)器。調(diào)