[發明專利]一種制冷型紅外熱成像鏡頭的空間光軸偏移系統

在審

• 申請號: 201711155212.7
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107741635A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 張微微
• 申請（專利權）人: 北京長峰科威光電技術有限公司
• 主分類號: G02B17/06
• 分類號: G02B17/06;G02B17/02;G01J5/08
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙)11333
• 代理人: 初向慶

技術領域

本發明屬于制冷型紅外熱成像技術領域，具體涉及一種小體積、低成本、便于二次調節的空間光軸偏移系統。

背景技術

在制冷型紅外熱成像鏡頭的設計過程中，為了保證100％的冷光闌效果，會使用中繼轉像系統，實現光學系統光闌和制冷型紅外探測器內置光闌的匹配。由于引入了中繼轉像系統，且制冷型紅外探測器體積較大，所以為了縮小光學系統所占空間，或適應不同的外包絡，設計師通常會使用偏移光軸的方法。

傳統光軸偏移方法如圖1所示，包括前鏡組1，中繼轉像前組2，反射鏡一3，反射鏡二4，反射鏡三5，反射鏡四6，中繼轉像后組7，探測器保護窗8，探測器感應面9；規定探測器感應面9的長邊方向為坐標系的x軸，短邊方向為坐標系的y軸，垂直于感應面的方向為z軸，焦平面中心為坐標系的原點o；反射鏡一平行于x軸，與xoz面成45°夾角，反射鏡四垂直于反射鏡一，反射鏡二平行于z軸，與yoz面成45°夾角，反射鏡三垂直于反射鏡二；各反射鏡中心與光軸相交。

其光軸偏移原理如圖2所示，反射鏡二和反射鏡三實現了x軸方向的偏移距離X；反射鏡一、反射鏡二、反射鏡三和反射鏡四共同實現了y軸方向的偏移距離(Y2-Y1)，通過兩個方向的合成，實現光軸任意位置的偏移。這種偏移方法占用空間大，光學調校復雜，不利于光軸的二次調節。

發明內容

本發明的目的是簡化現有的光軸偏移方式，降低偏移結構所占空間，降低光軸二次移動的難度，提供一種小體積、低成本、便于二次調節的空間光軸偏移方法。

本發明的技術方案如下：

一種制冷型紅外熱成像鏡頭的空間光軸偏移系統，其特征在于：包括前鏡組、中繼轉像前組、第一反射鏡、第二反射鏡、中繼轉像后組、探測器保護窗、探測器感應面及傾斜墊塊；所述前鏡組、中繼轉像前組、第一反射鏡、第二反射鏡、中繼轉像后組、探測器保護窗、探測器感應面設置在鏡筒內，所述傾斜墊塊設置在鏡筒外側；

所述前鏡組、中繼轉像前組相互平行且光軸重合；所述中繼轉像后組、探測器保護窗、探測器感應面相互平行且光軸重合；

規定前鏡組、中繼轉像前組的光軸為A軸，中繼轉像后組、探測器保護窗、探測器感應面的光軸為B軸，則第一反射鏡垂直于光軸A和光軸B構成的平面，并與中繼轉像前組呈45°夾角，且光軸A穿過第一反射鏡中心；第二反射鏡垂直于第一反射鏡，且光軸B穿過第二反射鏡中心；光軸A和光軸B之間有一定的間距；

規定探測器感應面的長邊方向為坐標系的x軸，短邊方向為坐標系的y軸，垂直于探測器感應面的方向為z軸，焦平面中心為坐標系的原點o，則前鏡組中心和探測器感應面中心的連線與x軸有一定夾角θ；

所述傾斜墊塊為三棱柱結構，其棱沿鏡筒長度方向設置在鏡筒一側，且其一個側面與鏡筒接觸，其位于上方的棱與前鏡組中心與探測器感應面中心的連線平行。

相比現有技術，本發明的優點在于：

一、本發明僅使用了兩片反射鏡，相對于傳統的偏移方式，減少了兩片，降低了產品成本。

二、傳統方法要調節四片反射鏡的位置，調校過程復雜；本發明只需要調節兩個反射鏡相對于光路的位置，簡化了調校過程。

三、傳統光軸偏移方法，每調節一次，反射鏡的相對位置就會發生一定的變化，反射鏡的位置變化會引起像質的變化，需要重新調節反射鏡相對位置，過程相對復雜，不易于二次操作便于二次調節；本發明通過調節傾斜墊塊的底角θ₁，可以很方便的進行光軸的偏移調節，且不會引入像質的變化。

四、傳統的光軸偏移方式采用了四片反射鏡，且在y軸方向有Y1距離重疊空間的浪費，多了兩個鏡片，也多出了兩個鏡片的固定、調校結構；本發明僅采用兩片反射鏡和一個無公差要求的墊塊就可實現光軸的二次調節，零件少，體積小。

附圖說明

圖1是現有光軸偏移系統結構示意圖；

圖2是現有光軸偏移系統原理示意圖；

圖3是本發明的光軸偏移系統結構示意圖；

圖4是本發明的光軸偏移系統原理示意圖。

具體實施方式

如圖3、圖4所示，本發明包括前鏡組1、中繼轉像前組2、第一反射鏡10、第二反射鏡11、中繼轉像后組7、探測器保護窗8、探測器感應面9及傾斜墊塊12；所述前鏡組1、中繼轉像前組2、第一反射鏡10、第二反射鏡11、中繼轉像后組7、探測器保護窗8、探測器感應面9設置在鏡筒內，所述傾斜墊塊12設置在鏡筒外側；