[实用新型]一种微光电视成像中继耦合光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微光电视成像系统，尤其涉及一种微光电视成像中继耦合光学系统。

背景技术

微光电视成像系统是进行夜间观察的一种夜视器材，是利用图像增强器件对暗弱目标光辐射信号进行增强放大后成像的技术，适合在夜间进行侦察、瞄准、车辆驾驶、光电火控和其它战场作业。先进的夜视器材是部队取得夜战胜利必不可少的技术手段，有利于夜间战场隐蔽机动或提前发现敌方目标，会使自身处于先发制人的地位。微光电视成像系统的研发一直受到各发达国家的高度关注和支持，发展也异常迅速。

微光电视成像系统的主要工作原理如图1所示，自然光由目标表面反射进入光学系统物镜a后聚焦成像在像增强器b的阴极面上，通过像增强器进行信号的增强放大，在像增强器的荧光屏上成像，再由中继耦合光学系统c将增强器荧光屏的像耦合至CMOS/CCD成像探测器d，然后在视频显示器e进行图像显示用于人眼观察。

增强器荧光屏的像与CMOS/CCD成像探测器之间的耦合分为光纤耦合和中继透镜耦合两种。其中，光纤耦合体积较小、适用于便携式、头戴式微光成像系统。利用光纤进行耦合时需要使用带光纤输入窗的CMOS/CCD，而目前市场上此类成像探测器均带有窗口保护玻璃。拆除成像探测器原有窗口保护玻璃的工艺复杂，技术难度大。中继透镜耦合是利用光学镜头来实现传像，其优点是调焦容易、成像清晰、技术成熟度高、成本低、应用广泛。

申请号为201310143334.X的中国专利申请公开了一种用于微光探测的光学耦合系统，该系统总长达285mm，光学系统太长，不利于实现微光电视成像系统的小型化、轻量化。此外，由于其结构复杂、透镜数量多，导致中继透镜透过率低，耦合效率不高。

实用新型内容

针对现有技术中的中继耦合系统结构复杂、透镜数量多，而导致的中继透镜透过率低、耦合效率低等技术问题，本实用新型提供一种微光电视成像中继耦合光学系统，用于微光电视成像系统的中继透镜耦合，实现了像增强器和成像探测器之间的图像传输的功能。

所述的一种微光电视成像中继耦合光学系统，包括位于光阑前方的用于收集像增强器荧光屏发出光线的前会聚透镜组和位于光阑后方的用于会聚成像的后会聚透镜组，将来自像增强器荧光屏的光线成像在CMOS/CCD成像探测器焦平面上，其技术方案是：所述的前会聚透镜组包括从光线入射方向依次同轴设置的双凸正透镜I、负月牙形透镜、正月牙形透镜I和双凸正透镜II；所述的后会聚透镜组包括从光线入射方向依次同轴设置的双凹负透镜、双凸正透镜III、正月牙形透镜II、双凸正透镜IV和正月牙形透镜III；

其中，正月牙形透镜I与双凸正透镜II胶合在一起组成胶合透镜组I；双凹负透镜与双凸正透镜III胶合在一起组成胶合透镜组II，以及正月牙形透镜II与双凸正透镜IV胶合在一起组成胶合透镜组III。

进一步的，所述的胶合透镜组II满足以下条件：12≤f_II/f≤13.5，f为前会聚透镜组与后会聚透镜组构成的中继耦合光学系统的总焦距、 f_II为胶合透镜组II的组合焦距。所述的胶合透镜组III满足以下条件：2.4≤f_III/f≤3.5，f为前会聚透镜组与后会聚透镜组构成的中继耦合光学系统的总焦距、 f_III为胶合透镜组III的组合焦距。

进一步的，所述的前会聚透镜组满足以下条件：3.8≤f₁₀₀/f≤7.0，f为前会聚透镜组与后会聚透镜组构成的中继耦合光学系统的总焦距、 f₁₀₀为前会聚透镜组的组合焦距。