长波红外全景潜望镜装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种长波红外全景潜望镜装置，包括上下对接的转接镜筒和装置支架、装配在转接镜筒内的全景环带成像镜头、位于装置支架内且与转接镜筒连接的红外探测器组件；全景环带成像镜头包括装配在转接镜筒内的主镜筒以及沿主镜筒中心孔依次安装的全景环带透镜、前置转像透镜、中间转像透镜和后置转像透镜，全景环带透镜的中心厚度接近自身直径；红外探测器组件包括正对后置转像透镜的红外探测器、校正挡板、驱动校正挡板小角度摆动从而控制红外探测器遮挡与否的校正电机、伸缩端与校正挡板连接的拉簧。该装置集中在小体积空间内，实现了全景环带成像镜头的杂散光抑制和非均匀校正，实现长波红外波段瞬时周围360°目标监测的凝视长波红外成像。

Long Wave Infrared Panoramic Periscope Device

【技术实现步骤摘要】
长波红外全景潜望镜装置
本技术属于长波红外传感器
，具体涉及一种长波红外全景潜望镜装置。
技术介绍
在舰载、潜载、机载的跟踪搜索导航等光电系统中，越来越要求光学系统具有更大的观测视场。同时在特殊领域，如潜望系统，机载系统中对光学系统的空间体积、重量上提出了越来越高的要求，对潜望镜来说最大的设计挑战应该是严格的体积要求，为了确保兼容现有的光电桅杆系统，整个传感器系统(包括光机电)需要放置在尺寸很小的圆柱体内，且对热量进行有效探测，要求光学系统在有限的小体积空间范围内就能实现大视场(全景)凝视成像。满足潜望系统对光学系统的小型化和全景周视成像需求，特别是实时提供红外波段360°全景视场，是现阶段潜望系统的研究重点。一般实现全景周视成像的方法有以下几种：采用小视场光学系统摆动扫描的方式来获得周视视场，但是需要额外的运动空间且无法达到实时性要求；采用多相机拼接的方法，但是体积和成本较大，且不易保证稳定性；采用鱼眼镜头的超广角方法，但是会在大视场范围产生很大的畸变。基于平面圆柱投影原理的成像方式为周视成像开辟了一条新技术途径。美国从上世纪90年代末起就开始利用半球成像技术进行军事方面的应用研究，并逐步扩大成像视场。国内清华大学、四川大学等国内著名高校基于平面圆柱投影原理进行过前期的理论及实验验证研究，但以往的全景成像系统(360°视场)主要关注可见光波段进行设计，有若干不同的结构来达到所需求的视场范围，这些结构包括旋转相机、多相机拼接、折反射系统、鱼眼镜头，前三种方案提高了系统的复杂度和体积，并且无法实时获取360°视场，鱼眼镜头已经在多个大视场的成像系统中应用，但是它的空间分辨率是变化的，接近水平视场的分辨率最小，而且当视场需要覆盖整个半球时，这种镜头会变得很大。基于体积和速度的限制，可以考虑使用全景环带透镜来实现长波红外全景潜望镜应用，但是全景环带视场范围较大，极易引入杂散光，且全景环带透镜需要在一片透镜上完成4种不同面型的非球面并分别镀膜，因此长波红外全景潜望镜的主要难点包括：杂散光抑制、全景环带透镜加工、非均匀校正。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种长波红外全景潜望镜装置，整个装置集中在小体积空间范围内，实现了全景环带成像镜头的杂散光抑制和非均匀校正，实现长波红外波段瞬时周围360°目标监测的凝视长波红外成像。本技术所采用的技术方案是：一种长波红外全景潜望镜装置，包括上下对接的转接镜筒和装置支架、装配在转接镜筒内的全景环带成像镜头、位于装置支架内且与转接镜筒连接的红外探测器组件；全景环带成像镜头包括装配在转接镜筒内的主镜筒以及沿主镜筒中心孔依次安装的全景环带透镜、前置转像透镜、中间转像透镜和后置转像透镜，全景环带透镜的中心厚度接近自身直径；红外探测器组件包括正对后置转像透镜的红外探测器、校正挡板、驱动校正挡板小角度摆动从而控制红外探测器遮挡与否的校正电机、伸缩端与校正挡板连接的拉簧。进一步地，全景环带透镜顶面中心部分内凹形成第二反射面、顶面其余部分为第一折射面、底面中心部分内凹形成第二折射面、底面其余部分为第一反射面，第一反射面、第二反射面、第一折射面和第二折射面均为非球面，第一折射面和第二折射面上均镀有增透膜，第一反射面和第二反射面上均镀有反射膜。进一步地，全景环带成像镜头还包括前置压圈、后置压圈、前置隔圈、中间隔圈和后置隔圈，全景环带透镜通过前置隔圈与主镜筒顶面接触，前置压圈与主镜筒连接并使得全景环带透镜压紧在前置隔圈上，前置转像透镜依次与中间隔圈、中间转像透镜、后置隔圈、后置转像透镜和后置压圈接触，后置压圈与主镜筒连接使得前置转像透镜压紧在主镜筒内壁凸缘上。进一步地，全景环带透镜的上端圆周上加工有台阶面，前置压圈压紧在台阶面上。进一步地，红外探测器组件与转接镜筒之间通过调焦隔圈调整间距。进一步地，全景环带透镜下端加工有较长的圆柱面，圆柱面与主镜筒的内孔配合。进一步地，红外探测器组件还包括对校正挡板正反两个摆动极限位置进行限位的限位柱。本技术的有益效果是：全景环带透镜拉长了中心厚，因此减少了多次反射折射的杂散光，实现了全景环带成像镜头的杂散光抑制，拉簧能够减少校正电机空回，实现了非均匀校正，整个装置集中在小体积空间范围内，实现长波红外波段瞬时周围360°目标监测的凝视长波红外成像。附图说明图1是本技术实施例的正剖视图。图2是本技术实施例中全景环带成像镜头的正剖视图。图3是本技术实施例中非制冷红外探测器组件的正剖视图。图4是图3的俯视图。图5是本技术实施例中全景环带透镜的正剖视图。图中：1-全景环带成像镜头；2-沉头螺钉；3-装置支架；4-非制冷红外探测器组件；5-调焦隔圈；6-平垫；7-弹垫；8-内六角螺钉；9-转接镜筒；10-紧定螺钉；1.1-全景环带透镜；1.2-前置压圈；1.3-前置隔圈；1.4-主镜筒；1.5-中间隔圈；1.6-后置隔圈；1.7-后置压圈；1.8-后置转像透镜；1.9-中间转像透镜；1.10-前置转像透镜；1.11-紧定螺钉；4.1-校正电机座；4.2-螺钉；4.3-螺钉；4.4-探测器连接板；4.5-模拟控制电路板；4.6-模拟控制电路板；4.7-接口电路板；4.8-装置支架；4.9-接口板；4.10-螺钉；4.11-绝缘柱；4.12-插座；4.13-电路板螺钉；4.14-绝缘柱；4.15-电路板支柱；4.16-校正电机；4.17-前置模拟电路板；4.18-绝缘垫；4.19-探测器座；4.20-拉簧；4.21-紧定螺钉；4.22-沉头螺钉；4.23-联轴器；4.24-沉头螺钉；4.25-限位柱；4.26-螺钉；4.27-校正挡板；4.28-沉头螺钉；4.29-红外探测器；4.30-转接圆盘；1.1a-第二反射面；1.1b-第一折射面；1.1c-第一折射面；1.1d-第一反射面。具体实施方式结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1至图4所示，一种长波红外全景潜望镜装置，包括上下对接的转接镜筒9和装置支架3、装配在转接镜筒9内的全景环带成像镜头1、位于装置支架3内且与转接镜筒9连接的红外探测器组件4，全景环带成像镜头1与转接镜筒9的内螺纹配合，并通过径向的紧定螺钉10限定轴向位置，转接镜筒9通过圆周均布的平垫6、弹垫7和内六角螺钉8安装装置支架3上。如图2所示，在本实施例中，全景环带成像镜头1包括全景环带透镜1.1、前置压圈1.2、前置隔圈1.3、主镜筒1.4、中间隔圈1.5、后置隔圈1.6、后置压圈1.7、后置转像透镜1.8、中间转像透镜1.9、前置转像透镜1.10和紧定螺钉1.11；主镜筒1.4装配在转接镜筒9内，全景环带透镜1.1的中心厚度接近自身直径，全景环带透镜1.1、前置转像透镜1.10、中间转像透镜1.9和后置转像透镜1.8沿主镜筒1.4中心孔依次安装，全景环带透镜1.1通过前置隔圈1.3与主镜筒1.4顶面接触，前置压圈1.2与主镜筒1.4连接并使得全景环带透镜1.1压紧在前置隔圈1.3上，前置转像透镜1.10依次与中间隔圈1.5、中间转像透镜1.9、后置隔圈1.6、后置转像透镜1.8和后置压圈1.7接触，后置压圈1.7与主镜筒1.4连接使得前置转像透镜1.10压紧在主镜筒1.4内壁凸缘上。如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长波红外全景潜望镜装置，其特征在于：包括上下对接的转接镜筒和装置支架、装配在转接镜筒内的全景环带成像镜头、位于装置支架内且与转接镜筒连接的红外探测器组件；全景环带成像镜头包括装配在转接镜筒内的主镜筒以及沿主镜筒中心孔依次安装的全景环带透镜、前置转像透镜、中间转像透镜和后置转像透镜，全景环带透镜的中心厚度接近自身直径；红外探测器组件包括正对后置转像透镜的红外探测器、校正挡板、驱动校正挡板小角度摆动从而控制红外探测器遮挡与否的校正电机、伸缩端与校正挡板连接的拉簧。

【技术特征摘要】
1.一种长波红外全景潜望镜装置，其特征在于：包括上下对接的转接镜筒和装置支架、装配在转接镜筒内的全景环带成像镜头、位于装置支架内且与转接镜筒连接的红外探测器组件；全景环带成像镜头包括装配在转接镜筒内的主镜筒以及沿主镜筒中心孔依次安装的全景环带透镜、前置转像透镜、中间转像透镜和后置转像透镜，全景环带透镜的中心厚度接近自身直径；红外探测器组件包括正对后置转像透镜的红外探测器、校正挡板、驱动校正挡板小角度摆动从而控制红外探测器遮挡与否的校正电机、伸缩端与校正挡板连接的拉簧。2.如权利要求1所述的长波红外全景潜望镜装置，其特征在于：全景环带透镜顶面中心部分内凹形成第二反射面、顶面其余部分为第一折射面、底面中心部分内凹形成第二折射面、底面其余部分为第一反射面，第一反射面、第二反射面、第一折射面和第二折射面均为非球面，第一折射面和第二折射面上均镀有增透膜，第一反射面和第二反射面上均镀有反射膜。3.如权利要求1所述的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚远，郭劼，敖桃林，杨晓燕，董亭亭，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团有限公司第七一七研究所，
类型：新型
国别省市：湖北,42