[發明專利]一種通過共窗口接收三波段的光學分光裝置及其應用

在審

• 申請號: 202011097127.1
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112180551A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鮮偉;朱國強;常大英;張俊峰;魏文彬;高東海;方勇強
• 申請（專利權）人: 湖北華中光電科技有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/14;G01C3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 閉釗

本發明涉及一種通過共窗口接收三波段的光學分光裝置及其在手持、車載、機載等測距攝像白光觀察設備、測距雙路攝像設備中的應用。該裝置包括共用透鏡組、復合棱鏡、分光棱鏡、雪崩管探測器、近紅外探測器以及可見光探測器。外界光線穿過共用透鏡組被復合棱鏡折射成兩路光線，其中一路光線進入雪崩管探測器，另一路光線進入分光棱鏡后再次被折射成兩路光線，分別進入近紅外探測器、可見光探測器成像。該裝置結構簡單，體積小重量輕，同時實現了測距、可見光成像、近紅外光成像三大功能，應用范圍較廣、適應性較強。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，具體涉及一種通過共窗口接收三波段的光學分光裝置及其應用。

背景技術

隨著技術的進步，多功能攝像產品在功能和集成度上的要求越來越高，多功能集成的小型化設備在實際應用中發揮越來越重要的作用。傳統的攝像產品和測距產品在結構和功能上往往存在較大差異，兩者擁有完全不同的鏡頭結構及光路系統并且互不通用，這對研發具備測距、攝像雙重功能的光電產品造成了較大障礙。一個簡單的解決方案是直接將傳統的攝像產品和測距產品裝配在同一個殼體上，兩者相互獨立、互不干涉，各自發揮相應的功能，但是這樣的產品往往體積、重量較大，并且不符合便攜化、輕量化的發展趨勢。

除此之外，現有的測距攝像產品往往只具備單路攝像功能，只能在照明條件良好的環境下使用，極大地限制了其應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種通過共窗口接收三波段的光學分光裝置，該裝置包括共用透鏡組、復合棱鏡3、分光棱鏡5、探測器a、探測器b、探測器c；所述復合棱鏡位于共用透鏡組、分光棱鏡之間，并且三者共軸；外界光線穿過共用透鏡組后被復合棱鏡3折射成兩路光線，其中一路光線進入探測器a，另一路光線進入分光棱鏡5再次被折射成兩路光線，這兩路光線分別進入探測器b、探測器c。

進一步的，所述共用透鏡組包括物鏡膠合透鏡1、物鏡第三透鏡2，所述物鏡膠合透鏡1由雙凸透鏡、雙凹透鏡粘合而成；所述物鏡第三透鏡2具體為雙凸透鏡，其弧面緊貼物鏡膠合透鏡1中的雙凹透鏡。

進一步的，所述復合棱鏡3包括兩塊直角棱鏡以及一塊直角梯形棱鏡，其中兩塊相對放置的直角棱鏡沿斜邊粘接在一起，直角梯形棱鏡的直角邊與前直角棱鏡的直角邊粘接在一起，在復合棱鏡3斜面鍍有至少一層45°分光膜。

進一步的，所述分光棱鏡5包括兩塊直角棱鏡，兩者沿斜邊粘合在一起，在分光棱鏡5斜面鍍有至少一層45°分光膜。

進一步的，在復合棱鏡3的其中一個出光面與探測器a之間設置有接收負透鏡8、窄帶干涉濾光鏡9，在復合棱鏡3的另一出光面與分光棱鏡5之間設置有調焦鏡4。調焦鏡4與物鏡膠合透鏡1、物鏡第三透鏡2組合形成成像系統，接收負透鏡8與物鏡膠合透鏡1、物鏡第三透鏡2組合形成測距接收系統。

進一步的，在分光棱鏡5的兩個出光面分別設置有近紅外濾光鏡6、可見光濾光鏡7。

進一步的，復合棱鏡3將入射光折射成1.06μm-1.57μm、0.425μm-1μm的兩路光線，波長為1.06μm-1.57μm的光線被反射后進入探測器a，波長為 0.425μm-1μm的光線透射進入分光棱鏡5后被折射成0.425μm-0.65μm、 0.72μm-1μm兩路光線，這兩路光線分別進入探測器b、探測器c。

進一步的，探測器a具體為雪崩管探測器10，探測器b具體為近紅外探測器11，探測器c具體為可見光探測器12。

本發明的另一目的在于將上述光學分光裝置用于手持、車載、機載的測距攝像白光觀察設備、測距雙路攝像等設備中。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：(1)通過一套透鏡組配合兩套棱鏡，將入射光線先后分成三路，分別實現了測距、可見光成像、近紅外光成像三大功能；(2)整套設備結構簡單，體積小重量輕，可手持或者固定在車輛、飛行器上使用，對外界環境的適應性較強。