專利名稱：紅外三視場光學成像系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于紅外波段的光學成像系統的改進，尤其涉及紅外三視場光學成像系統。
背景技術：
國內外紅外三視場光學系統的實現方式，分為徑向切入方式和軸向移動方式。徑向切入 方式三視場光學系統通過不同變倍鏡組切換的方式實現三視場的轉換，該方式的優點是窄視 場具有最高的光軸精度和最高的光學透過率。缺點是由于采用徑向切換方式造成了系統徑向 尺寸過大、運動機構復雜并且重量較重。軸向移動方式三視場光學系統通過變倍鏡組與補償 鏡組在光軸上的不同位置實現三視場的轉換，該方式的優點是系統的體積小、重量輕。缺點 是由于采用軸向移動的方式，所有光學元件為三個視場所共用，造成了整個光學系統的透過 率偏低、光軸與視場到位精度不高。
發明內容
本發明的目的是提供一種旋轉變倍式紅外三視場光學系統，能夠在保證系統的光軸精度 和高的光學透過率的同時有效地縮短系統的徑向尺寸，使紅外三視場同時具有高的成像質量 及效果。
本發明的技術方案是， 一種紅外三視場光學成像系統，包括由沿入射方向的主光軸設置 的多個透鏡組成的定視場紅外光學成像裝置，還包括視場調節裝置，視場調節裝置包括轉動 裝配在定視場紅外光學成像裝置前方的前置望遠鏡物鏡組，所述前置望遠鏡物鏡組的轉動軸 處于主光軸上并與主光軸垂直，所述前置望遠鏡物鏡組是以轉動軸線相對間隔設置的同光軸 的第一、第二兩組透鏡構成，第一、第二兩組透鏡之間留有供入射光通過的間隙。
所述定視場紅外光學成像裝置包括沿光入射方向順序設置的前組紅外物鏡、調焦透鏡組 、匯聚透鏡組、像平面處設置的探測器焦平面。
所述視場調節裝置還包括驅動前置望遠鏡物鏡組轉動的驅動電機。
本發明的通過前置望遠鏡組旋轉實現三視場的轉換，不僅能夠保證光學系統具有較高的 光軸精度和光學透過率，而且重量輕、運動機構簡單易于控制。本發明具有以下優點1、 多視場，針對不同的使用需求，可提供窄、中、寬三個光學視場，窄視場用于遠距離目標的 識別；中視場用于目標的探測；寬視場用于晝夜輔助導航及起降。2、光軸精度高，中視場 光路為光學系統的基本光路，其中無運動部件，光機裝調可保證中視場光軸達到很高的精度，同時，寬、窄視場采用旋轉方式轉換，光軸易于保證。3、構型簡單，采用前置望遠系統 旋轉的方式實現三視場轉換，有效地簡化了系統構型，控制方式簡單易于實現。
圖l是本發明調節到中視場光路時的結構示意圖； 圖2是本發明調節到窄視場光路時的結構示意圖； 圖3是本發明調節到寬視場光路時的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2、圖3所示，本發明的紅外光學成像系統，包括沿光入射方向順序設置的視 場調節裝置、前組紅外物鏡2、調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4，并在該光學系統的像平面處設 有探測器焦平面5。所述前組紅外物鏡2、調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4處于同一條光軸上，該 光軸為成像系統的主光軸。所述視場調節裝置包括轉動裝配在前組紅外物鏡2前方的前置望 遠鏡物鏡組l，所述前置望遠鏡物鏡組1的轉動軸A處于主光軸上并與主光軸垂直，所述前置 望遠鏡物鏡組l以轉動軸線相對間隔設置的第一、第二兩組透鏡構成，第一、第二兩組透鏡 之間留有供入射光通過的間隙。另設有驅動前置望遠鏡物鏡組1的驅動電機。
初始狀態下，本發明紅外光學成像系統的前置望遠鏡組l處于圖l所示的初始位置，前置 望遠鏡組l的光軸與主光軸垂直，入射光從前置望遠鏡組l的兩組透鏡之間通過，前組紅外物 鏡2、調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4、探測器焦平面5形成中視場光路為基礎光路。
如圖2所示，當電機驅動前置望遠鏡組1在初始狀態下順時針旋轉90度進入中視場光路的 前組紅外物鏡2之前，并使望遠鏡組l的光軸與中視場的光軸重合，望遠鏡組l與前組紅外物 鏡2結合成為窄視場物鏡，與調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4、探測器焦平面5組成窄視場光路。 當電機驅動前置望遠鏡組1在初始狀態下逆時針旋轉90度，回到初始位置，前組紅外物鏡2、 調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4、探測器焦平面5恢復為中視場光路。
如圖3所示，電機驅動前置望遠鏡組1在初始狀態下逆時針旋轉90度進入中視場光路的前 組紅外物鏡1之前，并使倒置的望遠鏡組1的光軸與中視場的光軸重合，倒置的望遠鏡組1與 前組紅外物鏡2結合成為寬視場物鏡，與調焦透鏡組3、匯聚透鏡組4、探測器焦平面5組成寬 視場光路；電機驅動前置望遠鏡組1順時針旋轉90度，回到初始位置，前組紅外物鏡2、調焦 透鏡組3、匯聚透鏡組4與探測器焦平面5恢復為中視場光路。實現寬、中、窄三視場的旋轉 變換。
權利要求
1.一種紅外三視場光學成像系統，包括由沿入射方向的主光軸設置的多個透鏡組成的定視場紅外光學成像裝置，其特征在于還包括視場調節裝置，視場調節裝置包括轉動裝配在定視場紅外光學成像裝置前方的前置望遠鏡物鏡組，所述前置望遠鏡物鏡組的轉動軸處于主光軸上并與主光軸垂直，所述前置望遠鏡物鏡組是以轉動軸線相對間隔且同光軸設置的第一、第二兩組透鏡構成，第一、第二兩組透鏡之間留有供入射光通過的間隙，第一、第二兩組透鏡的光軸在轉動時具有與主光軸垂直或正、反向重合三種狀態分別對應光學系統的中、寬、窄三種視場。
2 根據權利要求l所述的紅外三視場光學成像系統，其特征在于所 述定視場紅外光學成像裝置包括沿光入射方向順序設置的前組紅外物鏡、調焦透鏡組、匯聚 透鏡組、像平面處設置的探測器焦平面。
3 根據權利要求1或2所述的紅外三視場光學成像系統，其特征在于 :所述視場調節裝置還包括驅動前置望遠鏡物鏡組轉動的驅動電機。
全文摘要
本發明公開了一種紅外三視場光學成像系統，包括由沿入射方向的主光軸設置的多個透鏡組成的定視場紅外光學成像裝置，還包括視場調節裝置，視場調節裝置包括轉動裝配在定視場紅外光學成像裝置前方的前置望遠鏡物鏡組，所述前置望遠鏡物鏡組的轉動軸處于主光軸上并與主光軸垂直，所述前置望遠鏡物鏡組是以轉動軸線相對間隔設置的同光軸的第一、第二兩組透鏡構成，第一、第二兩組透鏡之間留有供入射光通過的間隙。本發明的通過前置望遠鏡組旋轉實現三視場的轉換，不僅能夠保證光學系統具有較高的光軸精度和光學透過率，而且重量輕、運動機構簡單易于控制。
文檔編號G02B27/00GK101598854SQ200910303828
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月29日 優先權日2009年6月29日
發明者良 張 申請人:中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所