[发明专利]一种可见光/长波红外宽波段共调焦光学成像系统

权利要求书

1.一种可见光/长波红外宽波段共调焦光学成像系统，其特征在于，包括：宽光谱调焦窗口(1)、分色片(2)、长波红外镜组和可见光镜组；宽光谱调焦窗口(1)垂直水平光轴放置，分色片(2)与水平光轴成45°；可见光镜组水平放置，从宽光谱调焦窗口(1)进入的宽波段光线通过分色片(2)的透射后经过可见光镜组成像在可见光传感器上；

所述宽光谱调焦窗口为一片正光焦度的透镜；长波红外镜组从物方到像方按顺序依次由第一透镜(3)、第二透镜(4)、反射镜(5)和第三透镜(6)组成，第一透镜的外缘作为第一光阑；反射镜(5)与分色片(2)平行设置，从宽光谱调焦窗口进入的宽波段光线中的红外光线通过分色片(2)的反射垂直入射到第一透镜(3)，红外光线经过第一透镜(3)、第二透镜(4)、反射镜(5)、第三透镜(6)成像在非制冷探测器上；

所述第二透镜(4)的第一面为二元面，所述第三透镜(6)的第二面为非球面，通过二元面和非球面的设计消除长波红外系统的热差和像差；

其中，二元面参数为：φ(r)＝-98.485r²+14.133r⁴-4.182r⁶，式中，r表示二元面径向半径；非球面系数为：A₄＝6.443700E-006，A₆＝1.764600E-008，A₈＝-2.751400E-011。

2.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述宽光谱调焦窗口材料选择宽光谱硫化锌，表面镀双波段减反膜材料。

3.如权利要求2所述的光学成像系统，其特征在于，所述分色片的基底材料选用H-ZF7LA，透过率为T_{0.6μm-0.8μm}≥80％，反射率R_8μm-12μm≥90％。

4.如权利要求1所述的光学成像系统，其特征在于，所述长波红外镜组中三个透镜均镀有8μm～12μm的增透膜；第一透镜(3)以GaSIR2为基底材料，第二透镜(4)以Ge为基底材料、反射镜(5)以玻璃为基底材料且对波段8μm～12μm的反射率大于92％，第三透镜(6)以GaSIR2为基底材料。

5.如权利要求4所述的光学成像系统，其特征在于，所述长波红外镜组中，从物方到像方看各光学镜之间的空气间隔为-4.13mm、-17mm、17mm、12.15mm；宽光谱调焦窗口与分色片、以及分色片与第一透镜的空气间隔分别为28mm、-27mm；

第一透镜～第三透镜的厚度分别为-4mm、-3mm、7mm；

第一透镜(3)的第一面为曲率半径-29.77mm的凸面，第二面为曲率半径-34.99mm的凹面；第二透镜(4)的第一面为曲率半径224.9mm的二元面，第二面为曲率半径490mm的凸面；第三透镜(6)的第一面为曲率半径18.03mm的凸面，第二面为曲率半径23.17mm的非球面；

所述宽光谱调焦窗口的第一面为曲率半径为418.8mm、厚度为5mm的凸面。