[發明專利]共光路雙波段光學系統、成像裝置、光學鏡頭

有效

• 申請號: 201910155612.0
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109739025B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 古克義;張新彬;陳懷熹;李廣偉;馮新凱;梁萬國;黃玉寶
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 胡璇

本申請公開了一種共光路雙波段光學系統、成像裝置、光學鏡頭，該系統包括：第一鏡片群、分光棱鏡、第三鏡片群和第四鏡片群，第一鏡片群和分光棱鏡從物側向像側依序排列；第三鏡片群與分光棱鏡的可見光出光面光路連接；第四鏡片群與分光棱鏡的近紅外光反射出光面光路連接。該共光路雙波段光學系統，可實現在可見光和近紅外光譜波段下對目標同時分別成像，能有效減小光差對成像結果可比性的影響。

技術領域

本申請涉及一種共光路雙波段光學系統、成像裝置、光學鏡頭，屬于光學領域。

背景技術

可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分，波長范圍為0.38～0.76微米。近紅外光指波長范圍為0.75～3微米的電磁波，此波段的光人眼感知不到，許多物質在此波段下卻表現出獨特的特性，利用此特性，該波段的光可用于醫學影像和識別等領域。可見光與紅外波段下，物體成像機理不同，兩者所反應的目標特征信息也不同。

可見光圖像的場景細節豐富，但容易受到天氣和外界環境的干擾，采用CCD/CM0S成像器件和數字圖像處理技術之后，增強了觀察者在惡劣氣象環境下的觀察和識別效果，但對諸如軍事迷彩的探測和分辨能力仍然受到限制。

紅外波段下熱成像則呈現較好的熱對比度，受天氣和照明的影響小，具有穿透霧、靄、雨、雪且作用距離遠的優勢，有效地提高了人們發現目標的能力，提高了在全天候條件下的觀察能力，但其為目標場景的紅外輻射圖像，與人眼視覺效果相差較大，部分影響了對目標和場景的識別。

共光路光學系統，指的是多個光路組成的光學系統，它們共用某一部分光路。這樣產生的效果是，不同光路拍攝出來的圖像大小和位置是一樣的，這樣有利于不同光路的圖像對比，以獲取目標的詳細信息。

現有可見光與近紅外雙波段成像儀器，存在結構復雜、所需光電器件繁多、設備體積大、售價昂貴、多譜段目標成像色差嚴重的問題。

例如專利“CN 107569213 A”提供了一種可見光與近紅外雙波段成像的醫用輔助檢查設備，但是該系統采用雙鏡頭成像，無法精確對比目標在兩個波段下的成像像。

例如專利“CN 103278927 A”提供了一種用于可見光和中紅外的共口徑共光路共變焦透射式成像光學系統。但是該系統僅可用于可見光和中紅外波段，中紅外的波長范圍為3.0um～5.0um，而且該系統中所用材料昂貴，制造成本高。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種共光路雙波段光學系統，該共光路雙波段光學系統，可實現在可見光和近紅外光譜波段下對目標同時分別成像，能有效減小光差對成像結果可比性的影響。

所述共光路雙波段光學系統，其特征在于，包括：第一鏡片群、分光棱鏡、第三鏡片群和第四鏡片群，所述第一鏡片群和所述分光棱鏡從物側向像側依序排列；

所述第三鏡片群與所述分光棱鏡的可見光出光面光路連接；

所述第四鏡片群與所述分光棱鏡的近紅外光反射出光面光路連接。

可選地，所述分光棱鏡包括第一等腰直角棱鏡片和第二等腰直角棱鏡片，所述第一等腰直角棱鏡片和所述第二等腰直角棱鏡片的斜邊相接且在所述斜邊上鍍設分光膜，所述分光膜透過可見光且反射近紅外光；

優選地，所述第一鏡片群包括：沿光線入射方向從物側向所述分光棱鏡依序排列的第一彎月負透鏡、第一雙凹負透鏡、第一彎月正透鏡、第一雙凸正透鏡、第二彎月正透鏡、第二彎月負透鏡和可變光欄。

分光棱鏡上鍍設分光膜，從而將進入分光棱鏡的光學信息分為不同波段下的光學信息，從而實現分別成像。減少光差對結果的影響。

可選地，所述第三鏡片群包括沿光線入射方向從所述分光棱鏡向像側依次排列的第二雙凹負透鏡、第二凸正透鏡、第三雙凸正透鏡和第三彎月正透鏡；