红外两档变焦面阵扫描光学系统技术方案

技术编号:23352456 阅读:36 留言:0更新日期:2020-02-15 07:09
本专利公开了一种红外两档变焦面阵扫描光学系统,从物面到像面依次包括:前固定组、变焦组、后固定组、振镜、二次会聚组、转折反射镜、三次成像组、窗口、孔径光阑。通过变焦组沿光轴方向移动,来实现两档变倍。变焦组沿光轴方向的距离微调,同时实现不同工作温度的补偿与不同物距的清晰成像。通过振镜以特定频率进行相应角度范围的往返扫描,可补偿由于扫描平台转动带来的曝光时间内的物面的移动,保持系统在旋转扫描时成像清晰与稳定,没有拖影。系统变焦形式简洁、通过一组光学元件的移动,可实现两档变焦面阵扫描、两档凝视跟踪、‑30℃~+60℃工作温度补偿、不同距离成像的调焦。可实用于中波及长波两档变焦搜索与跟踪一体的红外系统中。

Scanning optical system of infrared two shift zoom array

【技术实现步骤摘要】
红外两档变焦面阵扫描光学系统
本专利涉及红外探测光学系统,特别的,是涉及到一种两档变焦面阵扫描的红外光学系统。
技术介绍
红外搜索跟踪系统是一种采用被动方式工作的成像探测设备,可完成对目标的搜索、跟踪和定位,具有隐蔽性好、探测范围广、定位精度高、识别伪装能力强以及抗电磁干扰等多种优点,已得到了广泛关注和应用。第二代红外告警系统是利用红外线列探测器,以1Hz左右的转速扫描成像。告警系统仅具备扫描成像功能,发现目标后,无法对目标进行跟踪。随着搜索与跟踪一体化的应用需求,发展了连续扫描型面阵探测器成像系统。连续扫描型面阵成像系统在积分时间内的扫描,会导致焦平面和景物之间产生相对运动,造成拖尾,使图像变得模糊。通过回摆补偿技术,可实现同时具备红外周扫搜索以及凝视跟踪功能的面阵扫描红外系统。国外开展了基于面阵探测器的扫描型红外搜索跟踪系统的相关应用研究。在2014年的法国巴黎海军装备展上,HGH红外系统公司推出的高分率广域监视系统-Spynel-X8000。该系统采用反扫补偿型像移补偿方案,采用制冷型中波红外面阵探测器,可以2秒/圈的搜索本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外两档变焦面阵扫描光学系统,包括前固定组(100)、变焦组(200)、后固定组(300)、振镜(400)、二次会聚组(500)、转折反射镜(600)、三次成像组(700)、窗口(800)、孔径光阑(900)、像面(1000),其特征在于:/n来自物方的成像光束依次经过前固定组(100)、变焦组(200)、后固定组(300)后,变为平行光束,经过振镜(400)转折后,在经过二次会聚组(500)、转折反射镜(600)、三次成像组(700、)窗口(800)、孔径光阑(900)后,在像面上成像;/n所述的变焦组(200)在前固定组(100)与后固定组(300)之间沿光轴移动,靠近前固定组(1...

【技术特征摘要】
1.一种红外两档变焦面阵扫描光学系统,包括前固定组(100)、变焦组(200)、后固定组(300)、振镜(400)、二次会聚组(500)、转折反射镜(600)、三次成像组(700)、窗口(800)、孔径光阑(900)、像面(1000),其特征在于:
来自物方的成像光束依次经过前固定组(100)、变焦组(200)、后固定组(300)后,变为平行光束,经过振镜(400)转折后,在经过二次会聚组(500)、转折反射镜(600)、三次成像组(700、)窗口(800)、孔径光阑(900)后,在像面上成像;
所述的变焦组(200)在前固定组(100)与后固定组(300)之间沿光轴移动,靠近前固定组(100)位置时,光学系统的焦距为短焦;靠近后固定组(300)时,系统焦距为长焦,通过变焦组(200)两个位置的移动,实现光学系统的两档焦距;
所述的变焦组(200)沿光轴方向移动微调,实现不同物距的调焦功能,使光学系统清晰成像范围覆盖10米~无穷远;
所述的变焦组(200)沿光轴方向移动微调,补偿光学系统不同工作温度下的焦面漂移,使光学系统处于-30℃~+60℃范围内不同工作温度时,像质良好,焦面位置不变;
系统的短焦焦距为f1,长焦焦距为f2,系统的变倍比为:Γ=f2/f1;系统的变倍比范围为1≤Γ≤3;红外的系统的F数范围在:2.0≤F/#≤5.5;
所述的后固定组(300)为正透镜,由前固定组(100)、变焦组(200)、后固定组(300)组成望远系统,来自无穷远的光线,经过前面三组之后,以平行光出射,其出瞳位于振镜(400)位置;光学系统入瞳位置位于前固定第一透镜(101)的前表面;
所述的孔径光阑(900)与系统匹配的红外探测器中冷光阑的位置重合,口径相同;
所述的转折反射镜(600)与光路夹角为45°,将光路转折90°;
所述的振镜(400)位于平行光路中;具有两种工作状态:锁紧状态与往返扫描状态;振镜(400)处于锁紧状态时,与望远镜光轴程45°放置,将光路转折90°;光学系统应用于凝视跟踪模式,进行两倍变焦,振镜(400)处于往返扫描状态时,光学系统应用于周扫搜索模式,通过振镜往返扫描来补偿平台扫描转动带来的曝光时间内的物面的移动,...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁学专周潘伟王世勇于洋李范鸣
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:新型
国别省市:上海;31

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