大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统技术方案

本专利公开了一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统，从物面到像面依次包括：前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、扫描振镜、二次会聚组、转折反射镜、三次成像组、光学窗口、孔径光阑。最大变焦倍率可达20倍，各档焦距下畸变小于1％；扫描振镜处于锁紧状态时，光学系统可工作于凝视跟踪模式；扫描振镜处于往返回扫模式时，光学系统处于周扫搜索模式，通过扫描振镜的回扫可补偿由扫描平台转动带来的曝光时间内的物面移动，保持旋转扫描时成像清晰与稳定。系统采用正组补偿机械变焦以及中间平行光路扫描的形式，实现多档面阵扫描、大倍率连续变焦凝视跟踪。可实用于基于面阵探测器的搜索与跟踪一体的红外系统中。

Scanning infrared optical system with high power continuous zoom array

【技术实现步骤摘要】
大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统
本专利涉及红外探测光学系统，特别的，是涉及到一种大倍率连续变焦面阵扫描的红外光学系统。
技术介绍
红外搜索跟踪系统具备目标搜索与目标跟踪两种功能，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。红外搜索跟踪系统的工作模式为：首先红外系统平台以一定的转速，进行方位360°或者重点区域角度范围内进行扫描成像。在发现目标后，系统切换至跟踪模式。这就要求红外搜索跟踪系统具备连续扫描成像、以及凝视成像的功能。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。国内外均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。法国HGH红外系统公司研制了高分率广域监视系统。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】
1.一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统，包括前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)、扫描振镜(5)、二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)、像面(11)；其特征在于：/n来自物方的成像光束依次经过前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)后，变为平行光束，经过扫描振镜(5)转折后，在经过二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)后，在像面上成像；光学系统的变倍比Γ为：1<Γ≤20；光学系统的F数为：4.0≤F≤5.5；/n所述的变倍组(2)往物方移动，焦距变...

【技术特征摘要】
1.一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统，包括前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)、扫描振镜(5)、二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)、像面(11)；其特征在于：
来自物方的成像光束依次经过前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)后，变为平行光束，经过扫描振镜(5)转折后，在经过二次会聚组(6)、转折反射镜(7)、三次成像组(8)、光学窗口(9)、孔径光阑(10)后，在像面上成像；光学系统的变倍比Γ为：1<Γ≤20；光学系统的F数为：4.0≤F≤5.5；
所述的变倍组(2)往物方移动，焦距变短；变倍组(2)往像方移动，焦距变长；在变倍组(2)移动过程中，补偿组(3)对应移动，补偿变焦过程中的像面移动，实现连续变焦；
所述的补偿组(3)沿光轴方向移动，兼顾变焦像面漂移、不同工作温度下的像面漂移，以及不同物距成像像面漂移补偿功能；
由前固定组(1)、变倍组(2)、补偿组(3)、后固定组(4)组成望远系统，来自无穷远的光线，经过前面四组之后，变为平行光出射，其出瞳位于扫描振镜(5)位置；光学系统入瞳位置位于前固定第一透镜(1-1)的前表面；所述的孔径光阑(10)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(7)与光路夹角为45°，将光路转折90°。


2.根据权利要求1所述的一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统，其特征在于：所述的前固定组(1)由前固定第一透镜(1-1)、前固定第二透镜(1-2)组成；前固定第一透镜(1-1)为弯向像方的正光焦度的弯月型硅透镜；前固定第二透镜(1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁学专，黄姜卿，李范鸣，刘士建，孙夏杰，于洋，
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