[發明專利]基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器及該濾波器的操作方法

有效

• 申請號: 201710444210.3
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107085313B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王治樂;林菲;趙松慶;劉文濤;周程灝;陸敏;朱瑤;張丹;宋培宇;陳博
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46;G01J5/20;G01J5/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器，其特征在于，包括：腔體(1)、電阻陣列(2)、鏡頭(3)、微透鏡陣列(8)和雙自由度微調機構，雙自由度微調機構包括：第一鎖緊釘(4)、第一旋轉框(5)、第二鎖緊釘(6)、第二旋轉框(7)和旋轉銷軸(9)，第一旋轉框(5)和第二旋轉框(7)均為中心開有通孔的圓板形結構，

第一旋轉框(5)位于腔體(1)的開口處，第一旋轉框(5)與腔體(1)之間通過第一鎖緊釘(4)活動連接，使得第一旋轉框(5)能夠以其中軸為轉軸旋轉，

第一旋轉框(5)和第二旋轉框(7)通過偏心的旋轉銷軸(9)轉動連接，使得第二旋轉框(7)能夠以旋轉銷軸(9)為轉軸旋轉，第二鎖緊釘(6)用于將第一旋轉框(5)和第二旋轉框(7)相對固定，

電阻陣列(2)和鏡頭(3)均位于腔體(1)內，微透鏡陣列(8)嵌固在第二旋轉框(7)的中心通孔處，

電阻陣列(2)、鏡頭(3)、第一旋轉框(5)和第二旋轉框(7)依次排列，電阻陣列(2)與微透鏡陣列(8)分別位于鏡頭(3)前后二倍焦距處，且電阻陣列(2)的中心、鏡頭(3)的光軸和第一旋轉框(5)的中軸共線，

第一旋轉框(5)的中心通孔面積大于第二旋轉框(7)的中心通孔面積。

2.根據權利要求1所述的基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器，其特征在于，腔體(1)的開口端向四周延伸出一環形平面(1-1)，該環形平面(1-1)所在面為腔體(1)的開口端面，環形平面(1-1)上開有N個弧形通孔A，N個弧形通孔A以環形平面(1-1)的圓心為對稱中心呈中心對稱結構排布，且N個弧形通孔A與環形平面(1-1)同心設置，N為正整數，

第一旋轉框(5)上也開有N個弧形通孔A，第一旋轉框(5)上的N個弧形通孔A所在圓與環形平面(1-1)上的N個弧形通孔A所在圓重合，

當第一旋轉框(5)旋轉時，第一旋轉框(5)上的N個弧形通孔A能夠分別與環形平面(1-1)上的N個弧形通孔A一一正對重合或相互交錯開，

一個第一鎖緊釘(4)同時穿過兩個對應的弧形通孔A，使得第一鎖緊釘(4)能夠將兩個對應的弧形通孔A鎖緊或分離。

3.根據權利要求2所述的基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器，其特征在于，第一旋轉框(5)上還開有M個弧形通孔B，M個弧形通孔B分布在以旋轉銷釘(9)為圓心的圓弧上，第一旋轉框(5)上的M個弧形通孔B位于第一旋轉框(5)上的N個弧形通孔A內側，M為正整數，

第二旋轉框(7)上也開有M個弧形通孔B，第二旋轉框(7)上的M個弧形通孔B所在圓弧與第一旋轉框(5)上的M個弧形通孔B所在圓弧重合，

當第二旋轉框(7)旋轉時，第二旋轉框(7)的M個弧形通孔B能夠分別與第一旋轉框(5)上的M個弧形通孔B一一正對重合或相互交錯開，

一個第二鎖緊釘(6)能夠同時穿過兩個正對的弧形通孔B，將第一旋轉框(5)與第二旋轉框(7)鎖緊或分離。

4.根據權利要求1所述的基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器，其特征在于，電阻陣列(2)的分辨率為256×256，電阻陣列(2)的像元直徑為30μm，電阻陣列(2)的各個像元之間的間隔為35μm，

微透鏡陣列(8)的分辨率為320×320，微透鏡陣列(8)的像元直徑為65μm。

5.根據權利要求1所述的基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器，其特征在于，第一鎖緊釘(4)的直徑為3mm，第二鎖緊釘(6)的直徑為4mm。

6.根據權利要求1至5任一權利要求所述的基于雙自由度微調機構的紅外成像系統空間濾波器的操作方法，其特征在于，該方法為：利用雙自由度微調機構調整電阻陣列(2)與微透鏡陣列(8)的相對位置，至電阻陣列(2)的像元與微透鏡陣列(8)的像元一一對應且完全重合，使得目標圖像經微透鏡陣列(8)后再被探測器探測，完成光學濾波；

其中利用雙自由度微調機構調整電阻陣列(2)與微透鏡陣列(8)的相對位置的具體操作方法如下：

步驟一：旋轉第二旋轉框(7)，使微透鏡陣列(8)中的一個像元能夠與電阻陣列(2)的中心像元的相互正對，且微透鏡陣列(8)能夠接收到電阻陣列(2)的全部景象；

步驟二：利用第二鎖緊釘(6)將第一旋轉框(5)與第二旋轉框(7)相互鎖緊，使得第一旋轉框(5)與第二旋轉框(7)的相對位置固定；

步驟三：旋轉第一旋轉框(5)，使得微透鏡陣列(8)像元排列方向與電阻陣列(2)像元排列方向一致；

步驟四：利用第一鎖緊釘(4)將第一旋轉框(5)與腔體(1)相互鎖緊，使得第一旋轉框(5)與腔體(1)的相對位置固定。