[發明專利]一種基于曲面棱鏡的像方掃描光學系統

在審

• 申請號: 202011194471.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112505916A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 楊克君;宇太坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱新光光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G02B13/00;G02B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于曲面棱鏡的像方掃描光學系統，用于解決解決現有技術中的光學系統在滿足大視場和大探測距離要求時往往結構復雜且尺寸大的缺陷。本發明包括：沿光路設置的望遠結構、擺鏡、成像光學鏡組以及探測器；其中望遠結構為曲面棱鏡；所述曲面棱鏡能夠將光路折轉，射入和射出曲面棱鏡的光均為平行光；擺鏡用于通過旋轉實現像方掃描，再經過成像光學鏡組使探測器成像。本發明的一個應用是紅外成像制導。

技術領域

本發明涉及像方掃描光學系統領域，具體涉及一種基于曲面棱鏡的像方掃描光學系統。

背景技術

光學系統按掃描機構分為掃描型和非掃描型。受像差和材質的影響，非掃描紅外光學系統一般不能同時滿足大視場和大的探測距離要求，滿足這兩點要求的系統往往結構復雜、尺寸大。因此需要一種新的像方掃描光學系統，以解決現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的一個目的是解決現有技術中的光學系統在滿足大視場和大探測距離要求時往往結構復雜且尺寸大的缺陷。

根據本發明的第一方面，提供了一種基于曲面棱鏡的像方掃描光學系統，包括：沿光路設置的望遠結構、擺鏡、成像光學鏡組以及探測器；其中望遠結構為曲面棱鏡；所述曲面棱鏡能夠將光路折轉，射入和射出曲面棱鏡的光均為平行光；擺鏡用于通過旋轉實現像方掃描，再經過成像光學鏡組使探測器成像。

優選地，所述曲面棱鏡能夠將光路折轉90°。

優選地，所述曲面棱鏡的入射面為凸面，出射面為凹面。

優選地，所述曲面棱鏡的入射面為凹面，出射面為凸面。

優選地，所述曲面棱鏡的入射面為凸面，出射面為凸面。

優選地，所述曲面棱鏡還用于提供系統放大倍率，放大倍數由入射面曲率和出射面曲率決定。

優選地，光學系統還包括控制機構，用于控制擺鏡旋轉。

優選地，所述像方掃描光學系統的出瞳設置在擺鏡反射面上。

本發明有益效果是：

1、本發明的望遠光學鏡組為一大視場曲面棱鏡，成像光學鏡組為小視場光學鏡頭，通過擺鏡控制將望遠光學系統不同視場的光線通過成像光學鏡組成像在探測器上，實現本發明光學系統的大孔徑和大視場成像；

2、本發明僅依靠擺鏡旋轉方式實現像方掃描，實現系統小型化、輕量化；

3、本發明采用曲面棱鏡方式代替以往的望遠光學系統，在實現折轉光路的同時，采用不同形式的曲面棱鏡，為光學系統提供不同的系統放大倍率，可提高光學系統的掃描視場和降低望遠光學鏡組設計難度。

4、本發明的系統總焦距F總＝系統放大倍率a×后組焦距F后組，在整個系統只改變系統放大倍率時，放大倍率減小，系統總焦距減小。根據視場角＝像高/焦距，系統焦距減小，系統視場增大。這說明，采用不同形式的曲面棱鏡，為光學系統提供額外的放大倍率，可提高光學系統的掃描視場。

通過以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述，本發明的其它特征及其優點將會變得清楚。

附圖說明

被結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且連同其說明一起用于解釋本發明的原理。

圖1為本發明一個實施例的系統結構圖；

圖2為實施例1的開普勒型曲面棱鏡的結構示意圖；

圖3為實施例2的伽利略曲面棱鏡的結構示意圖；

圖4為實施例3的伽利略曲面棱鏡的結構示意圖。

具體實施方式