[实用新型]一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统

说明书

本实用新型属于复合成像领域，特别是一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统，该系统可应用于可见光、红外双模复合制导领域。所述系统包括沿光轴方向由物方向像方依次设置的球罩、可见光光学系统和红外光学系统，其中，所述球罩材料为硫化锌，既可透射可见光波段，又可透射红外波段。可见光光学系统嵌入红外光学系统的第一片透镜中。可见光系统与红外光学系统各自成像互不干扰，两光轴均过球心，旋转对光学系统无影响，在满足光学指标的同时，减小了体积，装调简单，成本低，有效降低装调难度。

技术领域

本实用新型属于复合成像领域，特别是一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统，该系统可应用于可见光、红外双模复合制导领域。

背景技术

不同波段的图像其获取方式、适宜的天候条件、所反映的对象特性、抗干扰能力各不相同。红外成像利用的是目标的辐射能量，因其具有一定的穿透烟、雾、雪等的能力，抗干扰能力强，可夜间工作等特点而受到普遍重视，但它的成像质量较差。可见光图像则具有光谱信息丰富、分辨率高、动态范围大等优点，存在的缺陷是在夜视和低能见度的条件下，成像效能受到较大局限。地面目标的背景通常比较复杂，可见光成像可以获得分辨率较高的地面目标图像，但是烟、雾、光照对其成像质量影响较大，对目标和背景的温度差异不敏感。红外成像则可以弥补可见光成像的这些缺陷。因此，利用可见光/红外成像复合制导可以获得具有对目标精确定位、全天时、对高温目标敏感、对天候条件有一定适应能力的新一代制导武器。

目前，同轴复合制导光学系统主要有共轴独立式、共轴分光式。共轴独立式的优点是两光轴均过球心，旋转对光学系统无影响，能量可以保持原有水平；缺点是一个光学系统需要做成卡式结构，体积较大、杂光抑制和装调难度大，且中心存在遮挡，最重要的是该卡氏系统可见光视场角无法做大。共轴分光式的优点是两光轴均过球心，旋转对光学系统无影响，结构简单；缺点是分光板引入像散，不利于像差校正及无热化设计，且分光板体积较大，重量大。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统，所述系统包括沿光轴方向由物方向像方依次设置的球罩、可见光光学系统和红外光学系统，其中，所述球罩材料为硫化锌，既可透射可见光波段，又可透射红外波段。可见光光学系统嵌入红外光学系统的第一片透镜中。

进一步的，所述系统中，可见光光学系统焦距f1，红外光学系统焦距f2，可见光光学系统的最大通光口径D1，红外光学系统的最大通光口径D2，满足以下关系：0.2<f1/f2<0.35；D1/D2<0.2。满足该条件，可见光系统引入的挡光可不影响红外光学系统在红外探测器靶面成像的均匀性。

有益效果

本实用新型所提到的一种可见光、长波红外同轴共口径复合光学系统为可见光和非制冷红外共口径光学成像系统，结构采用的是嵌入式，即可见光镜头和可见光探测器安装好后嵌入红外镜头第一镜片，可见光镜头镜筒与红外镜头第一镜片之间可通过现有技术胶接在一起，可见光系统与红外光学系统各自成像互不干扰，两光轴均过球心，旋转对光学系统无影响，在满足光学指标的同时，减小了体积，装调简单，成本低，有效降低装调难度。长波红外系统焦距长，具有较强的探测能力，可见光光学系统的视场大，具有较强的搜索能力，该系统有着广泛的应用和发展前景。

附图说明

图1为所述系统的结构示意图；

其中，1为球罩；2为可见光光学系统；3为红外光学系统；IR-Image为非制冷红外探测器靶面；VIR-Image为可见光探测器靶面。

图2为非制冷红外光学系统在20℃下的调制传递函数(MTF)曲线。