[發明專利]可以改變紅外相機冷闌與成像波段的裝置

無效

• 申請號: 201410036609.4
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103792761A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉瑩奇;王建立;曾蔚;周超;王昊京;李洪文
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G03B17/14
• 分類號: G03B17/14;G03B11/00;G01J5/08
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于空間探測、遠距離目標的紅外光電探測領域，特別涉及一種可變紅外相機冷闌與成像波段的裝置，滿足高性能紅外望遠光學系統對目標成像的變焦距與波段需求。

背景技術

冷闌匹配是抑制紅外系統光機結構自身熱背景噪聲的關鍵，常溫光譜濾光元件會給紅外相機帶來較強的熱背景噪聲。因此，紅外相機的冷闌與濾光片封裝在真空低溫杜瓦內，其F數與成像波段是固定的。在一些應用場合，如紅外望遠光學系統對目標的變焦距成像，光譜成像等，需要系統的F數與成像波段是可變的。常溫可變光闌與濾光片會降低紅外探測系統的靈敏度，在遠距離弱目標的紅外探測等領域上應用是不適宜的。

發明內容

為了克服常溫可變光闌與濾光片對紅外相機及紅外望遠鏡光學系統探測能力的制約問題，本發明提供一種可以改變紅外相機冷闌與成像波段的裝置。

本發明解決問題的技術方案是：

可以改變紅外相機冷闌與成像波段的裝置，其特征是，該裝置主要由紅外相機杜瓦、熱輻射隔離層、紅外探測器、孔徑光闌盤、孔徑光闌盤轉動軸、孔徑光闌盤轉動軸電機、濾光片盤、濾光片盤轉動軸和濾光片盤轉動軸電機構成；

紅外探測器、孔徑光闌盤與濾光片盤集成在紅外相機杜瓦提供的真空低溫環境中，并保持低溫；

孔徑光闌盤、濾光片盤的轉動通過真空與空氣過渡的密封孔徑光闌盤轉動軸和濾光片盤轉動軸來實現；

孔徑光闌盤轉動軸和濾光片盤轉動軸的轉動通過紅外相機外部常溫孔徑光闌盤轉動軸電機和濾光片盤轉動軸電機驅動；

入射光由紅外相機杜瓦窗口進入紅外相機杜瓦內部，經過孔徑光闌盤與濾光片盤成像在紅外探測器上；

熱輻射隔離層設置在紅外相機杜瓦內部，紅外探測器、孔徑光闌盤和濾光片盤外部；用于降低紅外相機杜瓦外層對紅外探測器、孔徑光闌盤、濾光片盤的熱輻射。

所述紅外探測器位于紅外相機的焦平面上。

孔徑光闌盤裝有不同孔徑大小的光闌，不同孔徑大小的光闌能夠改變紅外相機的F數。

濾光片盤裝有不同波段的濾光片，不同波段的濾光片能夠改變紅外相機的成像波段孔徑光闌盤轉動軸與濾光片盤轉動軸采用低熱傳導材料，降低紅外相機外部對內部的熱傳導。

本發明的有益效果是：本發明將紅外探測器5、孔徑光闌盤6與濾光片盤9集成在紅外相機杜瓦3提供的真空低溫環境中，且在紅外探測器5、孔徑光闌盤6與濾光片盤9外部設置熱輻射隔離層4，進一步降低紅外相機杜瓦3外層對紅外探測器5、孔徑光闌盤6和濾光片盤9的熱輻射；克服了在常溫條件下可變光闌與濾光片會降低紅外探測系統的靈敏度的問題。

同時本發明在低溫環境下可以使紅外相機改變光闌與濾光片，滿足高性能紅外望遠光學系統對目標成像的變焦距與波段需求。

附圖說明

圖1為可以改變紅外相機冷闌與成像波段的裝置示意圖。

圖1中：1、入射光，2、紅外相機杜瓦窗口，3、紅外相機杜瓦，4、熱輻射隔離層，5、紅外探測器，6、孔徑光闌盤，7、孔徑光闌盤轉動軸，8、孔徑光闌盤轉動軸電機，9、濾光片盤，10、濾光片盤轉動軸，11、濾光片盤轉動軸電機。

具體實施方式

如圖1所示，本發明可以改變紅外相機冷闌與成像波段的裝置，主要由紅外相機杜瓦3、熱輻射隔離層4、紅外探測器5、孔徑光闌盤6、孔徑光闌盤轉動軸7、孔徑光闌盤轉動軸電機8、濾光片盤9、濾光片盤轉動軸10和濾光片盤轉動軸電機11構成。紅外相機杜瓦3上部設置紅外相機杜瓦窗口2。

紅外探測器5、孔徑光闌盤6與濾光片盤9集成在紅外相機杜瓦3提供的真空低溫環境中，并保持低溫。孔徑光闌盤6、濾光片盤9的轉動通過真空與空氣過渡的密封孔徑光闌盤轉動軸7和濾光片盤轉動軸10來實現。孔徑光闌盤轉動軸7和濾光片盤轉動軸10的轉動通過紅外相機外部常溫孔徑光闌盤轉動軸電機8和濾光片盤轉動軸電機11驅動。

紅外望遠光學系統發射來的入射光1由紅外相機杜瓦窗口2進入紅外相機杜瓦3內部，經過孔徑光闌盤6與濾光片盤9成像在紅外探測器5上。紅外探測器5設置在紅外相機焦平面上。

熱輻射隔離層4設置在紅外相機杜瓦3內部，紅外探測器5、孔徑光闌盤6和濾光片盤9外部；用于降低紅外相機杜瓦3外層對紅外探測器5、孔徑光闌盤6、濾光片盤9的熱輻射。

孔徑光闌盤轉動軸7與濾光片盤轉動軸10采用低熱傳導材料，降低紅外相機外部對內部的熱傳導。

孔徑光闌盤6裝有不同孔徑大小的光闌，不同孔徑大小的光闌能夠改變紅外相機的F數。濾光片盤9裝有不同波段的濾光片，不同波段的濾光片能夠改變紅外相機的成像波段。