[發明專利]一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置及其設計方法

在審

• 申請號: 201911129635.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110955040A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 騰國奇;于躍;張茗璇;常偉軍;張宣智;孫婷;楊子健;張博;楊華梅;趙瑋
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: G02B23/02
• 分類號: G02B23/02;G02B7/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種通過旋轉切換實現的緊湊型多視場共光路裝置及其設計方法，屬于光學設計領域。本發明通過將反射式望遠鏡組件中的次鏡和多波段透射式伽利略望遠鏡組件整體旋轉的方案，實現在一個共光路裝置中的多視場設計，滿足光電穩瞄系統集成化、小型化的要求，同時實現大視場近距離態勢感知，小視場遠距離識別及精確打擊的目的。

技術領域

本發明屬于光學設計領域，涉及一種多視場共光路裝置，尤其涉及一種通過旋轉切換實現的緊湊型多視場共光路裝置。

背景技術

目前國內外先進光電穩瞄系統主要采用反射式共孔徑光學裝置，將紅外、電視等小視場探測通道集成在一起，利用光譜分光的方式，實現了單一視場的高度集成，探測能力達到幾十公里。但是，由于采用卡塞格林反射式共孔徑光學裝置，存在中心遮攔，無法在共光路裝置實現大視場設計，需要加裝中、大視場通道，以實現近距離大視場的態勢感知，彌補共孔徑光學裝置的缺陷,這種設計勢必造成光電穩瞄系統體積、重量增加，不符合軍用裝備向小型化、集成化、智能化發展的思路。比如中國專利：“一種共口徑反射式多光譜光學系統”，申請號：CN201710479005.0。公開了一種共口徑反射式多光譜光學系統,但由于其采用的是卡塞格林反射式頭部，存在中心遮攔，無法實現大視場設計。

發明內容

針對反射式共孔徑光學裝置存在中心遮攔無法集成大視場通道的缺點，本發明提出一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置及其設計方法，通過將反射式望遠鏡組件中的次鏡和多波段透射式伽利略望遠鏡組件整體旋轉的方案，實現在一個共光路裝置中的多視場設計，滿足光電穩瞄系統集成化、小型化的要求，同時實現大視場近距離態勢感知，小視場遠距離識別及精確打擊的目的。

本發明的技術方案為：

所述一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置，其特征在于：由反射式望遠鏡主鏡1、旋轉切換望遠鏡組件2、折轉反射鏡3、分束鏡4、電視通道5、可見光探測器7、熱像通道6和短波紅外探測器8構成；

所述旋轉切換望遠鏡組件由反射式望遠鏡次鏡2-1、多波段透射式伽利略物鏡2-2、多波段透射式伽利略目鏡2-3、轉軸2-4組成；反射式望遠鏡次鏡2-1、多波段透射式伽利略物鏡2-2、多波段透射式伽利略目鏡2-3以轉軸2-4為旋轉中心，相鄰90°分布，其中多波段透射式伽利略物鏡2-2、多波段透射式伽利略目鏡2-3相對布置。

進一步的優選方案，所述一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置，其特征在于：所述多視場指利用旋轉切換望遠鏡組件2實現大、中、小三視場。

進一步的優選方案，所述一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置，其特征在于：

小視場成像時，來自目標的光束依次經過反射式望遠鏡主鏡1、反射式望遠鏡次鏡2-1、折轉反射鏡3、分束鏡4，可見光波段經分束鏡4反射后進入電視通道5，短波紅外波段經分束鏡4透射后進入熱像通道6；

中視場成像時，旋轉切換望遠鏡組件在小視場狀態下向一個方向旋轉切換90°，使來自目標的光束依次經過多波段透射式伽利略物鏡2-2、多波段透射式伽利略目鏡2-3、折轉反射鏡3、分束鏡4，可見光波段經分束鏡4反射后進入電視通道5，短波紅外波段經分束鏡4透射后進入熱像通道6；

大視場成像時，旋轉切換望遠鏡組件在小視場狀態下向另一個方向旋轉切換90°或中視場狀態下旋轉180°，來自目標的光束依次經過多波段透射式伽利略目鏡2-3、多波段透射式伽利略物鏡2-2、折轉反射鏡3、分束鏡4，可見光波段經分束鏡4反射后進入電視通道5，短波紅外波段經分束鏡4透射后進入熱像通道6。

所述一種緊湊型旋轉切換的多視場共光路裝置的設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：設計小視場反射式望遠系統：