【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種雙波段共光路連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，具體涉及一種可見光(486nm～656nm)與近紅外激光(1060nm)共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、對于遠距離的觀察瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，有目標(biāo)搜尋和細節(jié)觀察的需求。變焦系統(tǒng)是一種在保持像面穩(wěn)定，焦距可以變化，成像穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng)，因此相比定焦光學(xué)系統(tǒng)，在同一位置觀察，連續(xù)變焦系統(tǒng)可以改變觀察的倍率，滿足上述需求。連續(xù)變焦系統(tǒng)除去用于日常生活中的照相攝影，在國防建設(shè)中也有廣泛應(yīng)用。
2、對于光學(xué)系統(tǒng)，不同的波段包含不同的信息。例如可見光能被人眼接收，觀察方便，紅外波段具有良好的塵埃，煙霧穿透能力，無晝夜限制，隱蔽性較好。針對不同的目的和使用場景，需要設(shè)計響應(yīng)特定波段的光學(xué)系統(tǒng)。
3、激光由于其準(zhǔn)直性，是一種常用的目標(biāo)標(biāo)記方法，出于不同的需求場景，有時會采用近紅外波段的人眼不可見的激光作為標(biāo)記手段。為了檢測激光標(biāo)記是否準(zhǔn)確，就需要一種檢測裝置，既能觀察目標(biāo)，又能觀察近紅外激光光斑。
4、在此背景下，最簡單的方案是變焦系統(tǒng)在不同波段進行單獨設(shè)計，然后共同組成一個雙波段系統(tǒng)，具體來說即系統(tǒng)有一個可見光連續(xù)變焦系統(tǒng)和一個針對近紅外激光所在波段的連續(xù)變焦系統(tǒng)進行組合，然而這種方案會導(dǎo)致整個光學(xué)系統(tǒng)體積龐大。進一步的解決方案是將可見光和近紅外激光波段的部分光路融合在一個通道里，通過一組鏡頭即可實現(xiàn)可見光，近紅外激光兩路光同時連續(xù)變焦，通過上述措施，極大的縮減了系統(tǒng)的體積，實現(xiàn)在兩個波段同時呈現(xiàn)，在觀察目標(biāo)的同時觀察投射的激光光斑。但是上述雙波段共光
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)提供一種可見光與近紅外激光兩個波段的共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)能夠同時接收可見光，近紅外激光兩個波段的光線，同時變焦并成像。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的具體技術(shù)方案為：
3、一種可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)由沿著光軸從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)置的前固定組、變倍組、補償組及后固定組組成，可見光波段和近紅外波段通過同一光路共焦面成像。
4、進一步地，所述前固定組由沿光軸依次設(shè)置的第一透鏡e1和第二透鏡e2組成，具有正光焦度；其中第一透鏡e1為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的負彎月透鏡及靠近像側(cè)的雙凸透鏡組成，所述雙凸透鏡使用超低色散材料；所述第二透鏡e2為正彎月透鏡。
5、進一步地，所述變倍組由沿光軸依次設(shè)置的第三透鏡e3和第四透鏡e4組成，具有負光焦度；所述第三透鏡e3為膠合透鏡，由靠近物側(cè)的雙凸透鏡及靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成；所述第四透鏡e4為雙凹透鏡。
6、進一步地，所述補償組由沿光軸設(shè)置的第五透鏡e5組成，具有負光焦度；所述第五透鏡e5為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的正彎月透鏡和靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成。
7、進一步地，所述后固定組由沿光軸依次設(shè)置的第六透鏡e6、第七透鏡e7、第八透鏡e8、第九透鏡e9、第十透鏡e10、第十一透鏡e11和第十二透鏡e12組成，具有正光焦度；所述第六透鏡e6為雙凸透鏡；所述第七透鏡e7為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的正雙凸透鏡和靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成；所述第八透鏡e8為正彎月透鏡，其凸面靠近物側(cè)，凹面靠近像側(cè)；所述第九透鏡e9為負彎月透鏡；所述第十透鏡e10為負彎月透鏡；所述第十一透鏡e11為正彎月透鏡，其凹面靠近物側(cè)，凸面靠近像側(cè)；所述第十二透鏡e12為平行平板。
8、進一步地，所有透鏡的材料為光學(xué)玻璃或光學(xué)晶體材料。
9、進一步地，所述第十二透鏡e12根據(jù)所選用探測器的類型選擇用于實現(xiàn)濾光片和/或衰減片的功能透鏡。
10、進一步地，選用的探測器直徑小于等于8mm。
11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有以下有益效果為：
12、(1)本專利技術(shù)采用所有工作波段共口徑共光路的變焦形式，在變焦過程中，變倍組做線性移動，補償組做非線性移動，可見光波段、近紅外激光波段同時連續(xù)變焦，兩個波段的焦距、倍率、視場都保持同步變化，實現(xiàn)了可見光波段和近紅外激光波段的同步觀測。該系統(tǒng)具備傳統(tǒng)的雙波段共光路光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)點，即需要使用不同波段的信息時，不需要對光路進行切換，對于移動的觀察目標(biāo)，可以防止切換光路是目標(biāo)丟失。
13、(2)本專利技術(shù)在光路中去除了一般雙波段光學(xué)系統(tǒng)包含的分光鏡，補償透鏡組，進一步縮小光學(xué)系統(tǒng)的體積，減少了光學(xué)系統(tǒng)的元件數(shù)量；
14、(3)本專利技術(shù)通過雙波段共口徑共光路的方式，將可見光、近紅外激光波段集成在同一個連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)中，通過材料選擇，結(jié)構(gòu)形式調(diào)整，與傳統(tǒng)的雙波段連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)相比，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)未使用分光鏡、補償透鏡組，進一步縮小光學(xué)系統(tǒng)的體積，減輕系統(tǒng)的重量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，由此極大程度的降低了系統(tǒng)的裝配難度，也降低了成本，對于系統(tǒng)的小型化具有參考意義。
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1.一種可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)由沿著光軸從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)置的前固定組、變倍組、補償組及后固定組組成，可見光波段和近紅外波段通過同一光路共焦面成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述前固定組由沿光軸依次設(shè)置的第一透鏡(E1)和第二透鏡(E2)組成，具有正光焦度；其中第一透鏡(E1)為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的負彎月透鏡及靠近像側(cè)的雙凸透鏡組成，所述雙凸透鏡使用超低色散材料；所述第二透鏡(E2)為正彎月透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述變倍組由沿光軸依次設(shè)置的第三透鏡(E3)和第四透鏡(E4)組成，具有負光焦度；所述第三透鏡(E3)為膠合透鏡，由靠近物側(cè)的雙凸透鏡及靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成；所述第四透鏡(E4)為雙凹透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述補償組由沿光軸設(shè)置的第五透鏡(E5)組成，具有負光焦度；所述第五透鏡
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述后固定組由沿光軸依次設(shè)置的第六透鏡(E6)、第七透鏡(E7)、第八透鏡(E8)、第九透鏡(E9)、第十透鏡(E10)、第十一透鏡(E11)和第十二透鏡(E12)組成，具有正光焦度；所述第六透鏡(E6)為雙凸透鏡；所述第七透鏡(E7)為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的雙凸透鏡和靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成；所述第八透鏡(E8)為正彎月透鏡，其凸面靠近物側(cè)，凹面靠近像側(cè)；所述第九透鏡(E9)為負彎月透鏡；所述第十透鏡(E10)為負彎月透鏡；所述第十一透鏡(E11)為正彎月透鏡，其凹面靠近物側(cè)，凸面靠近像側(cè)；所述第十二透鏡(E12)為平行平板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所有透鏡的材料為光學(xué)玻璃或光學(xué)晶體材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第十二透鏡(E12)根據(jù)所選用探測器的類型選擇用于實現(xiàn)濾光片和/或衰減片的功能透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，選用的探測器直徑小于等于8mm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)由沿著光軸從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)置的前固定組、變倍組、補償組及后固定組組成，可見光波段和近紅外波段通過同一光路共焦面成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述前固定組由沿光軸依次設(shè)置的第一透鏡(e1)和第二透鏡(e2)組成，具有正光焦度；其中第一透鏡(e1)為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的負彎月透鏡及靠近像側(cè)的雙凸透鏡組成，所述雙凸透鏡使用超低色散材料；所述第二透鏡(e2)為正彎月透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述變倍組由沿光軸依次設(shè)置的第三透鏡(e3)和第四透鏡(e4)組成，具有負光焦度；所述第三透鏡(e3)為膠合透鏡，由靠近物側(cè)的雙凸透鏡及靠近像側(cè)的雙凹透鏡組成；所述第四透鏡(e4)為雙凹透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光與近紅外激光共口徑共光路的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：所述補償組由沿光軸設(shè)置的第五透鏡(e5)組成，具有負光焦度；所述第五透鏡(e5)為雙膠合透鏡，由靠近物側(cè)的正彎月透鏡和靠近物側(cè)雙凹透鏡組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董江濤，曹新飛，李訓(xùn)牛，和多林，皮冬明，朱尤攀，周玲玲，李興邦，陳潔，楊雁，
申請(專利權(quán))人：云南北方光電儀器有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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