[發明專利]雙通道共透鏡式光學系統

有效

• 申請號: 201911036643.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110609379B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 付躍剛;劉博文;劉智穎
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

雙通道共透鏡式光學系統涉及光學系統技術領域，解決了現有結構復雜、體積大和裝配難的問題，從物面到像面依次設置負光焦度的凸透鏡一、負光焦度的凹透鏡一、正光焦度的凸透鏡二、孔徑光闌和中繼鏡組；凸透鏡一靠近物面的表面為凸面、靠近像面的表面為凹面，其凹面為包括第一凹面和第二凹面，第二凹面周向設置在第一凹面外且連接第一凹面；凹透鏡一靠近物面和靠近像面的表面均為凹面，其靠近物面的凹面包括第三凹面和第四凹面，第四凹面周向設置在第三凹面外且連接第三凹面；第一凹面、第二凹面、第三凹面和第四凹面均為非球面，第一凹面的曲率小于第二凹面的曲率，第三凹面的曲率小于第四凹面的曲率。本發明結構簡單、體積小和裝調容易。

技術領域

本發明涉及光學系統技術領域，具體涉及雙通道共透鏡式光學系統。

背景技術

雙通道光學系統可以獲取兩個不同通道的視場信息，不僅可以擴展光學系統的視場，還可以通過以指定的焦距布置每個通道來實現不同通道的檢測需求，可廣泛應用于軍事的作戰偵查，告警，導航，搜救和民用的監控系統，無人駕駛車輛和醫療檢測等領域。

對此，現有技術中，普遍采用通過加入分光片或附加光學元件來實現雙通道光學系統，這種雙通道光學系統兩個通道的結構形式不同，存在結構復雜、體積大，裝配困難等問題，這種形式的雙通道光學系統已經越來越難以滿足實際使用的需求。

發明內容

為了解決現有雙通道光學系統結構復雜、體積大和裝配困難的問題，本發明提供雙通道共透鏡式光學系統。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

雙通道共透鏡式光學系統，沿同一光軸、從物面到像面依次包括：光焦度為負的凸透鏡一、光焦度為負的凹透鏡一、光焦度為正的凸透鏡二、孔徑光闌和中繼鏡組；凸透鏡一靠近物面的表面為凸面、靠近像面的表面為凹面，凸透鏡一的凹面為包括第一凹面和第二凹面，第二凹面周向設置在第一凹面外且連接第一凹面；凹透鏡一靠近物面和靠近像面的表面均為凹面，其靠近物面的凹面包括第三凹面和第四凹面，第四凹面周向設置在第三凹面外且連接第三凹面；第一凹面、第二凹面、第三凹面和第四凹面均為非球面，第一凹面的曲率小于第二凹面的曲率，第三凹面的曲率小于第四凹面的曲率。

本發明的有益效果是：

1、本發明雙通道共透鏡式光學系統通過凸透鏡一靠近像面的表面和凹透鏡一靠近物面的表面面型由兩個非球面拼接構成，實現中心視場通道的光線通過拼接面的中心區域入射，邊緣視場通道的光線通過拼接面的邊緣區域入射，再通過孔徑光闌和中繼鏡組的配合，實現雙通道成像，雙通道具有不同的焦距、不同的視場角、在同一像面處成像，且雙通道成像良好。

2、雙通道的成像區域可以根據每個通道的檢測需求，設計成不同的焦距，并將兩個通道的信息可控的分布在同一像面上，在像面上的信息彼此不重疊，互不干擾，保證了信息獲取的準確性，提高了像面利用率。

3、兩個視場通道獨立工作，實現了徑向雙視場雙焦距的功能，沒有采用分光片半透半反的通光成像方式，也沒有采用附加光學元件，本發明的光學系統結構簡單、體積較小、減少了系統的重量、有利于光學系統的可裝調性、裝配簡單。

4、本發明光學系統采用拼接非球面可以使得中心通道分辨率最優，可用來觀察目標細節，而邊緣通道用于觀測目標位置信息，可以提高鏡頭獲取有效信息的能力。

附圖說明

圖1為本發明的雙通道共透鏡式光學系統的結構示意圖。

圖2為本發明的雙通道共透鏡式光學系統的光路圖。

圖3為本發明的雙通道共透鏡式光學系統的中心視場通道的MTF圖。

圖4為本發明的雙通道共透鏡式光學系統的邊緣視場通道的MTF圖。

圖5為本發明的雙通道共透鏡式光學系統的中心視場通道的像點圖。