[發明專利]帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統

在審

• 申請號: 201610217307.6
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105759419A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 林森;蔡偉;魏小林;周陽
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 任超

一、技術領域

本發明涉及掃描光學領域，具體涉及一種帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統

二、背景技術

關于帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統，尚未有公開專利。

根據檢索，目前掃描形式的中波紅外導引頭主要方式為物方掃描，另有人提出像方掃描的基本形式。兩種方式各有優缺點。

物方掃描形式由凝視型紅外熱像儀及二維轉臺組成，由二維轉臺帶動凝視型紅外熱像儀整機進行二維轉動，因此二維轉臺要承載紅外熱像儀整機的重量，其體積較大；其次，由于熱像儀冷光闌遠離系統第一片鏡，因此第一片鏡口徑較大；再次，掃描視場決定了系統窗口口徑大小，物方掃描形式的光學系統往往窗口口徑很大；此外紅外成像導引頭光學系統由于轉臺的載荷較大，轉動角速度收到限制，因此掃描速度較慢。

目前已有人提出了像方掃描形式的光學系統。像方掃描光學系統基于二次成像光學系統，與物方掃描相比，在設計時可將光闌提前，能夠有效減小系統口徑及窗口玻璃的口徑，在通過加入反射鏡等折轉光路的手段可以有效的縮小整機尺寸及重量。其由兩部分組成，前組將大視場景物成像在彎曲的像面上，后組掃描彎曲像面，并二次成像在制冷探測器焦平面上。該形式為像方掃描的基本形式，雖然減小了系統口徑，但二維轉臺載荷并沒有減輕，仍然為制冷探測器及后組成像鏡頭。

三、附圖說明

圖1為本發明所述的帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統結構示意圖

圖中：1前置鏡組、2擺鏡、3固定反射鏡、4中繼鏡組、5前置鏡A、6前置鏡B、7一次像面

四、發明內容

發明目的：通過研究像方掃描的基本形式與加入擺鏡后的改進形式之間設計條件的變化，設計帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統，實現在其基本形式的基礎上進一步縮小空間，減小回轉機構載荷，從而加快掃描速度，并減小系統復雜程度

技術方案：一種帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統，包括前置鏡組、擺鏡、固定反射鏡、成像鏡組，其中前置鏡組包括前置鏡A、前置鏡B，光線經過前置鏡A、前置鏡B后聚焦到一次像面上，再傳遞到擺鏡上，光線經擺鏡反射后傳遞到固定反射鏡上，固定反射鏡最終將光線傳遞給成像鏡組；通過擺鏡的旋轉，實現對目標的掃描。

其中一次像面7的曲率中心與擺鏡2的回轉中心重合。

技術效果：與同樣設計指標并已經使用的物方掃描形式光學系統整機相比，尺寸由Φ300mm×500mm縮小至Φ200mm×300mm；整機重量由原來的15kg較小到7kg，二維回轉機構載荷由3kg降低到0.5kg，從而增加了掃描速度。因此帶擺鏡的像方掃描形式的光學系統降低了系統的復雜程度，有效的減小了系統體積及重量，增加掃描速度。

五、具體實施方式

帶擺鏡的中波紅外像方掃描光學系統,包括前置鏡組1、擺鏡2、固定反射鏡3、成像鏡組4，其中前置鏡組包括前置鏡A5、前置鏡B6，光線經過前置鏡A5、前置鏡B6后聚焦到一次像面7上，再傳遞到擺鏡上，其中一次像面的曲率中心與擺鏡的回轉中心重合，光線經擺鏡反射后傳遞到固定反射鏡上，固定反射鏡最終將光線傳遞給成像鏡組；通過擺鏡的旋轉，實現對目標的掃描。