一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统的制作方法

本公开涉及光学，具体涉及一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统。

背景技术：

1、目前随着科技的发展，军工和民用在可见光、中波红外、长波红外、激光等领域均有大量产品应用，但是市场上常见的多为单波段、双波段系统，使用环境单一，性能偏低，另外在多数双波段系统的应用也大多存在体积大，不能覆盖全天候的使用需求(如cn112629669a双波段共口径大靶面的光学无热化红外镜头及光学系统，其采用双波段共口径设计)的问题亟待解决。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种共口径、四波段、全天候使用的小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统。

2、第一方面，一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，包括：前置光学组、可见光组、中波红外组、长波红外组、激光组、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器；

3、第一光学镜头，其由物方到像方依次设置的所述前置光学组、所述可见光组和所述第一探测器组成；

4、第二光学镜头，其由物方到像方依次设置的所述前置光学组、所述中波红外组和所述第二探测器组成；

5、第三光学镜头，其由物方到像方依次设置的所述前置光学组、所述长波红外组和所述第三探测器组成；

6、第四光学镜头，其由物方到像方依次设置的所述前置光学组、所述激光组和所述第四探测器组成。

7、根据本申请实施例提供的技术方案，所述前置光学组包括第一透镜和分体棱镜，所述第一透镜为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述分体棱镜包括第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜为沿体对角线分割的正方体分体棱镜。

8、根据本申请实施例提供的技术方案，所述可见光组包括第五透镜、第一反射镜、第六透镜、第七透镜、第二反射镜、第三反射镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜；所述第五透镜为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述第六透镜为凹面朝向物方的双凹形负透镜，其表面类型均为球面；所述第七透镜为凸面朝向物方的大曲率双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第八透镜为双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第九透镜为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十透镜为凹面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述第十一透镜为大曲率双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十二透镜为大曲率双凹形负透镜，其表面类型均为球面。

9、根据本申请实施例提供的技术方案，所述中波红外组包括第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜；所述第十三透镜为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；所述第十四透镜为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十五透镜为小曲率双凸形正透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；所述第十六透镜为小曲率双凹形负透镜，其表面类型均为球面。

10、根据本申请实施例提供的技术方案，所述长波红外组包括第十七透镜、第十八透镜、第十九透镜和第二十透镜；所述第十七透镜为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；所述第十八透镜为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；所述第十九透镜为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第二十透镜为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面。

11、根据本申请实施例提供的技术方案，所述激光组包括第四反射镜、第二十一透镜、第二十二透镜、第二十三透镜、第二十四透镜和第二十五透镜；所述第二十一透镜为平面镜；所述第二十二透镜为双凸形负透镜，其表面类型均为球面；所述第二十三透镜为凹面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第二十四透镜为小曲率双凸形负透镜，其表面类型均为球面；所述第二十五透镜为小曲率双凹形正透镜，其表面类型均为球面。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一光学镜头具有沿第一方向入射的第一光束，所述第一光束依次穿过所述第一透镜和所述第二透镜，经所述第三透镜反射，形成沿第二方向的第二光束；所述第二光束穿过所述第五透镜，经所述第一反射镜反射，形成沿第一方向的第三光束；所述第三光束依次穿过所述第六透镜和所述第七透镜，经所述第二反射镜反射，形成沿第二方向的第四光束，所述第四光束经所述第三反射镜反射，形成沿第一方向的第五光束，所述第五光束依次穿过所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜和所述第十二透镜，入射至所述第一探测器上；所述第一方向为所述第一透镜主光轴方向，所述第二方向垂直于所述第二方向。

13、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二光学镜头具有沿第一方向入射的第六光束，所述第六光束依次穿过所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜，入射至所述第二探测器上。

14、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第三光学镜头具有沿第一方向入射的第七光束，所述第七光束经所述第一透镜入射，第二透镜反射形成沿第三方向的第八光束，所述第八光束经所述第四透镜反射，形成沿所述第一方向的第九光束，所述第九光束依次穿过所述第十七透镜、所述第十八透镜、所述第十九透镜和所述第二十透镜，入射至所述第三探测器上，所述第三方向垂直于所述第一方向，且与所述第二方向相反。

15、根据本申请实施例提供的技术方案，所述第四光学镜头具有沿第一方向入射的第十光束，所述第十光束经所述第一透镜入射，第二透镜反射形成沿第三方向的第十一光束，所述第十一光束经所述第四反射镜反射，形成沿第一方向的第十二光束，所述第十二光束依次穿过所述第二十一透镜、所述第二十二透镜、所述第二十三透镜、所述第二十四透镜和所述第二十五透镜，入射至所述第四探测器上。

16、综上所述，本技术方案具体地公开了一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，本申请设计有前置光学组、可见光组、中波红外组、长波红外组、激光组、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器；第一光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、可见光组和第一探测器组成；第二光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、中波红外组和第二探测器组成；第三光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、长波红外组和第三探测器组成；第四光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、激光组和第四探测器组成；

17、目标通过第一光学镜头、第二光学镜头、第三光学镜头和第四光学镜头汇聚，分别成像投射在可见光组、中波红外组、长波红外组和激光组的第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器上，达到跟踪观测的目的，且采用前置光学组的共口径设计，用于解决目前观测系统目标统一，使用环境单一、易被干扰的问题，适用于可见光组、中波红外组、长波红外组和激光组的四波段系统、满足全天候-40℃到+60℃的高清晰像质要求。

技术特征：

1.一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于，包括：前置光学组、可见光组、中波红外组、长波红外组、激光组、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器；

2.根据权利要求1所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述前置光学组包括第一透镜(l1)和分体棱镜，所述第一透镜(l1)为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述分体棱镜包括第二透镜(l2)、第三透镜(l3)和第四透镜(l4)，所述第二透镜(l2)、所述第三透镜(l3)和所述第四透镜(l4)为沿体对角线分割的正方体分体棱镜。

3.根据权利要求2所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述可见光组包括第五透镜(l5)、第一反射镜(l6)、第六透镜(l7)、第七透镜(l8)、第二反射镜(l9)、第三反射镜(l10)、第八透镜(l11)、第九透镜(l12)、第十透镜(l13)、第十一透镜(l14)和第十二透镜(l15)；所述第五透镜(l5)为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述第六透镜(l7)为凹面朝向物方的双凹形负透镜，其表面类型均为球面；所述第七透镜(l8)为凸面朝向物方的大曲率双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第八透镜(l11)为双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第九透镜(l12)为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十透镜(l13)为凹面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面；所述第十一透镜(l14)为大曲率双凸形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十二透镜(l15)为大曲率双凹形负透镜，其表面类型均为球面。

4.根据权利要求2所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述中波红外组包括第十三透镜(l16)、第十四透镜(l17)、第十五透镜(l18)和第十六透镜(l19)；所述第十三透镜(l16)为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；所述第十四透镜(l17)为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第十五透镜(l18)为小曲率双凸形正透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；所述第十六透镜(l19)为小曲率双凹形负透镜，其表面类型均为球面。

5.根据权利要求2所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述长波红外组包括第十七透镜(l20)、第十八透镜(l21)、第十九透镜(l22)和第二十透镜(l23)；所述第十七透镜(l20)为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其朝向像方的一侧为衍射非球面；所述第十八透镜(l21)为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其朝向物方的一侧为衍射非球面；所述第十九透镜(l22)为凸面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第二十透镜(l23)为凸面朝向物方的弯月形负透镜，其表面类型均为球面。

6.根据权利要求2所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述激光组包括第四反射镜(l24)、第二十一透镜(l25)、第二十二透镜(l26)、第二十三透镜(l27)、第二十四透镜(l28)和第二十五透镜(l29)；所述第二十一透镜(l25)为平面镜；所述第二十二透镜(l26)为双凸形负透镜，其表面类型均为球面；所述第二十三透镜(l27)为凹面朝向物方的弯月形正透镜，其表面类型均为球面；所述第二十四透镜(l28)为小曲率双凸形负透镜，其表面类型均为球面；所述第二十五透镜(l29)为小曲率双凹形正透镜，其表面类型均为球面。

7.根据权利要求3所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述第一光学镜头具有沿第一方向入射的第一光束，所述第一光束依次穿过所述第一透镜(l1)和所述第二透镜(l2)，经所述第三透镜(l3)反射，形成沿第二方向的第二光束；所述第二光束穿过所述第五透镜(l5)，经所述第一反射镜(l6)反射，形成沿第一方向的第三光束；所述第三光束依次穿过所述第六透镜(l7)和所述第七透镜(l8)，经所述第二反射镜(l9)反射，形成沿第二方向的第四光束，所述第四光束经所述第三反射镜(l10)反射，形成沿第一方向的第五光束，所述第五光束依次穿过所述第八透镜(l11)、所述第九透镜(l12)、所述第十透镜(l13)、所述第十一透镜(l14)和所述第十二透镜(l15)，入射至所述第一探测器上；所述第一方向为所述第一透镜(l1)主光轴方向，所述第二方向垂直于所述第二方向。

8.根据权利要求4所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述第二光学镜头具有沿第一方向入射的第六光束，所述第六光束依次穿过所述第一透镜(l1)、所述第二透镜(l2)、所述第三透镜(l3)、第十三透镜(l16)、第十四透镜(l17)、第十五透镜(l18)和第十六透镜(l19)，入射至所述第二探测器上。

9.根据权利要求5所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述第三光学镜头具有沿第一方向入射的第七光束，所述第七光束经所述第一透镜(l1)入射，第二透镜(l2)反射形成沿第三方向的第八光束，所述第八光束经所述第四透镜(l4)反射，形成沿所述第一方向的第九光束，所述第九光束依次穿过所述第十七透镜(l20)、所述第十八透镜(l21)、所述第十九透镜(l22)和所述第二十透镜(l23)，入射至所述第三探测器上，所述第三方向垂直于所述第一方向，且与所述第二方向相反。

10.根据权利要求6所述的一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统，其特征在于：所述第四光学镜头具有沿第一方向入射的第十光束，所述第十光束经所述第一透镜(l1)入射，第二透镜(l2)反射，形成沿第三方向的第十一光束，所述第十一光束经所述第四反射镜(l24)反射，形成沿第一方向的第十二光束，所述第十二光束依次穿过所述第二十一透镜(l25)、所述第二十二透镜(l26)、所述第二十三透镜(l27)、所述第二十四透镜(l28)和所述第二十五透镜(l29)，入射至所述第四探测器上。

技术总结
本申请公开了一种小型化共口径四波段全天候复合成像观测系统。本申请设计有前置光学组、可见光组、中波红外组、长波红外组、激光组、第一探测器、第二探测器、第三探测器、第四探测器；第一光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、可见光组和第一探测器组成；第二光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、中波红外组和第二探测器组成；第三光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、长波红外组和第三探测器组成；第四光学镜头，其由物方到像方依次设置的前置光学组、激光组和第四探测器组成；本方案采用共口径设计，适用于可见光组、中波红外组、长波红外组和激光组的四波段系统、满足全天候‑40℃到+60℃的高清晰像质要求。

技术研发人员：李笑天,邵晓君
受保护的技术使用者：三河市蓝思泰克光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12