[发明专利]共光路双波段光学系统、成像装置、光学镜头

说明书

本申请公开了一种共光路双波段光学系统、成像装置、光学镜头，该系统包括：第一镜片群、分光棱镜、第三镜片群和第四镜片群，第一镜片群和分光棱镜从物侧向像侧依序排列；第三镜片群与分光棱镜的可见光出光面光路连接；第四镜片群与分光棱镜的近红外光反射出光面光路连接。该共光路双波段光学系统，可实现在可见光和近红外光谱波段下对目标同时分别成像，能有效减小光差对成像结果可比性的影响。

技术领域

本申请涉及一种共光路双波段光学系统、成像装置、光学镜头，属于光学领域。

背景技术

可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，波长范围为0.38～0.76微米。近红外光指波长范围为0.75～3微米的电磁波，此波段的光人眼感知不到，许多物质在此波段下却表现出独特的特性，利用此特性，该波段的光可用于医学影像和识别等领域。可见光与红外波段下，物体成像机理不同，两者所反应的目标特征信息也不同。

可见光图像的场景细节丰富，但容易受到天气和外界环境的干扰，采用CCD/CM0S成像器件和数字图像处理技术之后，增强了观察者在恶劣气象环境下的观察和识别效果，但对诸如军事迷彩的探测和分辨能力仍然受到限制。

红外波段下热成像则呈现较好的热对比度，受天气和照明的影响小，具有穿透雾、霭、雨、雪且作用距离远的优势，有效地提高了人们发现目标的能力，提高了在全天候条件下的观察能力，但其为目标场景的红外辐射图像，与人眼视觉效果相差较大，部分影响了对目标和场景的识别。

共光路光学系统，指的是多个光路组成的光学系统，它们共用某一部分光路。这样产生的效果是，不同光路拍摄出来的图像大小和位置是一样的，这样有利于不同光路的图像对比，以获取目标的详细信息。

现有可见光与近红外双波段成像仪器，存在结构复杂、所需光电器件繁多、设备体积大、售价昂贵、多谱段目标成像色差严重的问题。

例如专利“CN 107569213 A”提供了一种可见光与近红外双波段成像的医用辅助检查设备，但是该系统采用双镜头成像，无法精确对比目标在两个波段下的成像像。

例如专利“CN 103278927 A”提供了一种用于可见光和中红外的共口径共光路共变焦透射式成像光学系统。但是该系统仅可用于可见光和中红外波段，中红外的波长范围为3.0um～5.0um，而且该系统中所用材料昂贵，制造成本高。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种共光路双波段光学系统，该共光路双波段光学系统，可实现在可见光和近红外光谱波段下对目标同时分别成像，能有效减小光差对成像结果可比性的影响。

所述共光路双波段光学系统，其特征在于，包括：第一镜片群、分光棱镜、第三镜片群和第四镜片群，所述第一镜片群和所述分光棱镜从物侧向像侧依序排列；

所述第三镜片群与所述分光棱镜的可见光出光面光路连接；

所述第四镜片群与所述分光棱镜的近红外光反射出光面光路连接。

可选地，所述分光棱镜包括第一等腰直角棱镜片和第二等腰直角棱镜片，所述第一等腰直角棱镜片和所述第二等腰直角棱镜片的斜边相接且在所述斜边上镀设分光膜，所述分光膜透过可见光且反射近红外光；

优选地，所述第一镜片群包括：沿光线入射方向从物侧向所述分光棱镜依序排列的第一弯月负透镜、第一双凹负透镜、第一弯月正透镜、第一双凸正透镜、第二弯月正透镜、第二弯月负透镜和可变光栏。

分光棱镜上镀设分光膜，从而将进入分光棱镜的光学信息分为不同波段下的光学信息，从而实现分别成像。减少光差对结果的影响。

可选地，所述第三镜片群包括沿光线入射方向从所述分光棱镜向像侧依次排列的第二双凹负透镜、第二凸正透镜、第三双凸正透镜和第三弯月正透镜；