[發明專利]一種高分辨率可見光中波紅外雙波段光學成像系統

在審

• 申請號: 201811543793.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109633879A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 閆佩佩;劉朝暉;折文集;單秋莎;劉凱;段晶;姜凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B13/00;G02B13/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

本發明屬于光電技術領域，具體涉及一種高分辨率可見光中波紅外雙波段光學成像系統，解決現有的雙波段光學系統對目標的識別能力較低、系統的體積較大無法滿足在小衛星上搭載使用的問題。該系統包括第一反射鏡、第二反射鏡、分光元件，第一反射鏡中心設置有通孔；還包括可見光透鏡組、可見光探測器、中波紅外透鏡組及中波紅外制冷型探測器；來自物方的光束依次由第一反射鏡、第二反射鏡反射后，經分光元件分成可見光束和中波紅外光束，可見光束依次經過可見光透鏡組透射后，到達可見光探測器的靶面，中波紅外光束依次經過中波紅外透鏡組后，光束傳播方向改變180度，到達中波紅外制冷型探測器的靶面。

技術領域

本發明屬于光電技術領域，具體涉及一種高分辨率可見光中波紅外雙波段光學成像系統,尤其適合搭載在微小衛星上對地觀測凝視成像。

背景技術

高分辨率遙感衛星是獲取地理空間信息最主要的裝備，它能帶來巨大的經濟效益。高分辨率遙感衛星是進行全球范圍監視、偵察和測繪的基本設施，是確保其信息優勢的基礎。作為衛星遙感的重要組成部分，對地遙感技術是人類從宏觀上全方位了解地球、監測地球的重要手段。高分辨率成像系統已經成為當前對地遙感技術發展的主要趨勢之一。在民用領域，高分辨率遙感圖像發揮著重要的作用。

除此之外，信息獲取手段朝著更加精確、實時、全天時方向發展。由于可見光相機不能實現全天候觀測，需要把紅外相機和可見光相機配套使用，以實現不同的用途。因此，研究高分辨率的紅外相機也逐漸成為是對地遙感的關鍵技術。

申請號為2016620312515.X的中國專利申請公開了一種可見光_紅外雙波段共口徑長焦光學系統，該光學系統有可見光(0.4um-0.7um)和中波紅外(3.7um-4.8um)兩個波段，可見光系統全視場為0.28°，焦距1200mm，中波系統全視場0.7°，焦距1000mm。因此整個系統的分辨率較低，只適用于航空機載設備，無法滿足航天高分辨率寬幅成像的要求。

而且近幾年，小衛星逐漸朝著輕量化、小型化和高功能密度的方向發展。這樣帶來的最直接的效果是實用性增強，成本降低。因此現有成像系統的結構無法滿足在小衛星上搭載使用。

發明內容

為了解決現有的雙波段光學系統對目標的識別能力較低、系統的體積較大無法滿足在小衛星上搭載使用的問題。本發明提出了一種高分辨率可見光中波紅外雙波段光學成像系統，可搭載在小衛星上，具有可見光和紅外兩種波段的觀測能力，且充分做到小型化和輕量化的高分辨率航天遙感凝視成像系統。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種高分辨率可見光中波紅外雙波段光學成像系統，包括第一反射鏡、第二反射鏡、分光元件，所述第一反射鏡中心設置有通孔；其特殊之處在于：

還包括可見光透鏡組、可見光探測器、中波紅外透鏡組及中波紅外制冷型探測器；所述可見光透鏡組包括依次設置的光焦度為正的第一球面透鏡、光焦度為負第二球面透鏡、光焦度為正第三球面透鏡及光焦度為正第四球面透鏡；所述中波紅外透鏡組包括依次設置的第一折軸反射鏡、第一透鏡組、第二折軸反射鏡及第二透鏡組；所述第一透鏡組包括依次設置的光焦度為負的第五球面透鏡、光焦度為正的第六非球面透鏡、光焦度為負的第七球面透鏡；所述第二透鏡組包括依次設置的光焦度為負的第八非球面透鏡、光焦度為正的第九球面透鏡；上述第一反射鏡、第二反射鏡位于分光元件的同一側，來自物方的光束依次由第一反射鏡、第二反射鏡反射后，經分光元件分成可見光束和中波紅外光束；可見光束依次經過第一球面透鏡、第二球面透鏡、第三球面透鏡、第四球面透鏡透射后，到達所述可見光探測器的靶面；中波紅外光束依次經過第一折軸反射鏡反射、第一透鏡組透射、第二折軸反射鏡反射、第二透鏡組透射后，到達中波紅外制冷型探測器的靶面；經過第一折軸反射鏡和第二折軸反射鏡的作用，中波紅外光束傳播方向改變180度。