[發明專利]基于雙DMD的紅外投影儀光學系統

有效

• 申請號: 201910319980.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110022468B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 鄭雅衛;胡煜;王軍;李俊娜;劉方;高教波;吳江輝;高飛;陳青;成娟
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;H04N5/33
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：包括紅外光源(1)、第一DMD紅外圖像轉換器(2)、第二DMD紅外圖像轉換器(4)、照明系統(3)和準直投影光學系統(5)；

第一DMD紅外圖像轉換器(2)、照明系統(3)、第二DMD紅外圖像轉換器(4)沿照明方向依次排列且第一DMD紅外圖像轉換器(2)位于照明系統(3)的物方焦平面上；

第二DMD紅外圖像轉換器(4)、照明系統(3)中的第二TIR棱鏡組(3-4)、準直投影光學系統(5)沿投影方向依次排列且第二DMD紅外圖像轉換器(4)位于準直投影光學系統的物方焦平面上；

第一DMD紅外圖像轉換器(2)用于調制圖像的紅外輻射強度，第二DMD紅外圖像轉換器(4)用于調制圖像的空間分布特征；照明系統(3)中的第一TIR棱鏡組(3-1)和第二TIR棱鏡組(3-4)分別實現紅外光源(1)和照明系統(3)、照明系統(3)和準直投影光學系統(5)的光路折轉和銜接，使第一DMD紅外圖像轉換器(2)上的紅外輻射強度調制和第二DMD紅外圖像轉換器(4)上的圖像空間分布調制相疊加，實現對紅外光束時間-空間的同步調制；準直投影光學系統(5)將經過第二DMD紅外圖像轉換器(4)調制得到的紅外圖像準直投射出去，模擬來自無窮遠的動態紅外場景。

2.根據權利要求1所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述紅外光源(1)選用黑體或紅外燈。

3.根據權利要求1所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述照明系統(3)包括第一TIR棱鏡組(3-1)、前組透鏡(3-2)、后組透鏡(3-3)和第二TIR棱鏡組(3-4)，所述第一TIR棱鏡組(3-1)、前組透鏡(3-2)、后組透鏡(3-3)、第二TIR棱鏡組(3-4)沿照明方向依次排列，其中：前組透鏡(3-2)和后組透鏡(3-3)均為一片非球面正透鏡，第一TIR棱鏡組(3-1)和第二TIR棱鏡組(3-4)均由兩片直角TIR棱鏡組成。

4.根據權利要求3所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述照明系統(3)還包括第一孔徑光闌(S1)，所述第一孔徑光闌(S1)位于第一TIR棱鏡組(3-1)的第二表面上。

5.根據權利要求3所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述第一TIR棱鏡組(3-1)和所述第二TIR棱鏡組(3-4)的材料折射率低于所述前組透鏡(3-2)和所述后組透鏡(3-3)。

6.根據權利要求5所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述第一TIR棱鏡組(3-1)和所述第二TIR棱鏡組(3-4)采用低折射率的紅外晶體CaF₂或BaF₂或ZnSe或ZnS材料；所述前組透鏡(3-2)和所述后組透鏡(3-3)采用高折射率的紅外晶體Ge或Si材料。

7.根據權利要求1所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述準直投影光學系統(5)包括中繼物鏡組(5-1)和準直物鏡組(5-2)，所述中繼物鏡組(5-1)和準直物鏡組(5-2)沿投影方向依次排列。

8.根據權利要求7所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：中繼物鏡組(5-1)使用非球面透鏡，包括四片分離透鏡，分別為第一透鏡(L1)、第二透鏡(L2)、第三透鏡(L3)、第四透鏡(L4)；準直物鏡組(5-2)使用非球面透鏡，包括四片分離透鏡，分別為第五透鏡(L5)、第六透鏡(L6)、第七透鏡(L7)、第八透鏡(L8)。

9.根據權利要求8所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：所述準直投影光學系統(5)還包括第二孔徑光闌(S2)，所述第二孔徑光闌(S2)位于第八透鏡(L8)前868mm處。

10.根據權利要求8所述的基于雙DMD紅外投影儀光學系統，其特征在于：第一透鏡(L1)、第三透鏡(L3)、第四透鏡(L4)、第五透鏡(L5)、第六透鏡(L6)、第七透鏡(L7)、第八透鏡(L8)選擇高折射率的紅外晶體Ge或Si材料，第二透鏡(L2)選擇低折射率的紅外晶體CaF₂或BaF₂材料。