[發(fā)明專利]一種紅外光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210123559.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN102645729A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榮剛;張興德;劉琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號(hào): G02B13/14
• 分類號(hào): G02B13/14;G02B13/00;G02B26/10;G02B17/08;G02B7/02;G01J5/08
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田俊峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種紅外光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著紅外探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展，紅外探測(cè)器進(jìn)入焦平面時(shí)代。由于紅外焦平面器件不需要掃描機(jī)構(gòu)就可以對(duì)景物直接凝視成像，而且采用焦平面器件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，因此，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為了使紅外相機(jī)獲得較高的靈敏度，焦平面器件的積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)一般較長(zhǎng)。積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)類似于可見光相機(jī)的快門時(shí)間，但是，當(dāng)探測(cè)器參數(shù)固定時(shí)，積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)調(diào)整范圍有限。

為了在有效的時(shí)間內(nèi)獲得更大的搜索范圍，光電平臺(tái)(或轉(zhuǎn)臺(tái))的旋轉(zhuǎn)角速度越來越快，360°全景由具有一定視場(chǎng)的多幅圖像拼接而成。為了便于圖像的拼接，兩幅圖像之間具有一定的重疊。

光電平臺(tái)快速的搜索運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致景物與紅外系統(tǒng)兩者之間快速的相對(duì)移動(dòng)，較長(zhǎng)的積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)造成紅外圖像模糊，降低了紅外相機(jī)的靈敏度與分辨率，限制了其應(yīng)有領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種紅外光學(xué)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)光電平臺(tái)快速旋轉(zhuǎn)中圖像模糊的問題。

為解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種紅外光學(xué)系統(tǒng)，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)安裝在采用紅外焦平面探測(cè)器的光電平臺(tái)上；所述紅外光學(xué)系統(tǒng)包括第一透鏡組、第二透鏡組、回掃鏡和第三透鏡組；其中，所述回掃鏡位于所述第二透鏡組與第三透鏡組之間；所述第一透鏡組、第二透鏡組均具有正光焦度；且所述第一透鏡組的像方焦點(diǎn)F1與第二透鏡組的物方焦點(diǎn)F2重合；所述第一透鏡組、第二透鏡組構(gòu)成紅外無焦系統(tǒng)；所述回掃鏡繞自身旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，周期回掃；所述紅外光學(xué)系統(tǒng)在積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)內(nèi)的每一時(shí)刻均接收位于無限遠(yuǎn)的同一場(chǎng)景信息，并由所述第三透鏡組將該場(chǎng)景的紅外輻射成像于紅外焦平面探測(cè)器。

進(jìn)一步，所述回掃鏡周期回掃的運(yùn)動(dòng)方程為：

δ(t)=Z0+f12f2{∫0tω(t)dt-INT[360∫0tω(t)dtn(1-β)]∫0tω(t)dt1000};]]>

其中，δ(t)表示時(shí)間為t時(shí)回掃鏡的位置，以角度表示；Z0為回掃鏡的零位置；t為時(shí)間；f1為第一透鏡組的焦距；f2為第二透鏡組的焦距；ω(t)為光電平臺(tái)旋轉(zhuǎn)角速度與時(shí)間t的函數(shù)；τ為紅外焦平面探測(cè)器的積分時(shí)間或時(shí)間常數(shù)；n為拼接全景圖像需要的場(chǎng)景數(shù)；β為場(chǎng)景重疊率；INT為取整函數(shù)。

進(jìn)一步，當(dāng)光電平臺(tái)以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，回掃鏡周期回掃的運(yùn)動(dòng)方程為：