一种双视场红外热像仪.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410483869.6

申请日:

2014.09.19

公开号:

CN104198045A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G01J 5/08申请日:20140919|||公开

IPC分类号:

G01J5/08; G02B7/04

主分类号:

G01J5/08

申请人:

北京仿真中心

发明人:

虞红; 高阳; 陶渝辉; 赵宏鸣; 张毅; 孙强; 王健

地址:

100854 北京市海淀区142信箱30分箱

优先权:

专利代理机构:

北京正理专利代理有限公司 11257

代理人:

张文祎

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内容摘要

本发明公开一种双视场红外热像仪,包括前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合,所述移动透镜组固设在电动平移台上,并能沿光轴方向移动,所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动,所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。当移动透镜组在电动平移台的带动下切换视场时,因红外探测器比移动透镜组的体积小,重量轻,红外探测器能够固设在比电动平移台移动精度更高的精密机械滑台上,从而红外探测器能够进行精密调焦,双视场红外热像仪的成像更清晰。

权利要求书

1.  一种双视场红外热像仪,其特征在于:包括前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合;所述移动透镜组固设在电动平移台上,并能沿光轴方向移动;所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动;所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。

2.
  根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于:该红外热像仪还包括单片机,所述精密机械滑台包括用于驱动其沿光轴方向移动的调焦电机,所述单片机向调焦电机发出位移指令,所述单片机还向所述电动平移台发出位移指令。

3.
  根据权利要求2所述的双视场红外热像仪,其特征在于:该红外热像仪还包括温度传感器,所述温度传感器设置在该双视场红外热像仪的镜筒处,所述温度传感器采集到的镜筒处的温度信号传递给单片机,所述单片机按照预先存储的温度-位移曲线向所述调焦电机发出位移指令。

4.
  根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于:所述精密机械滑台的移动精度为5μm。

5.
  根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于:所述红外探测器为致冷型红外探测器。

说明书

一种双视场红外热像仪
技术领域
本发明涉及一种红外热像仪。更具体地,涉及一种双视场红外热像仪。
背景技术
红外热像仪在军事、准军事、民用领域的应用越来越广泛,很多领域应用需要红外光学系统能在多种焦距模式下工作,以完成热像仪对目标的搜索、瞄准和跟踪功能。定焦系统难以满足需要,连续变倍系统是最佳选择,但在设计上有较大难度,而双视场红外光学系统是实现上述要求的一种简便实用的途径,其中大视场或低倍率模式可用于观察大的景物区域、搜索疑似目标,小视场或高倍率模式可用于仔细观察或放大目标,对目标进行识别、跟踪与瞄准。
目前双视场红外热像仪分为两类:一类为切换式,通过切换光学系统中的透镜组来改变光学系统的焦距。这类光学系统的特点是在窄视场光路中没有运动光学元件,其光学系统光轴稳定性好,系统切换时间短、透过率高;存在的问题是有一组透镜处于光路以外的闲置状态,透镜使用效率不高,而且,透镜切换时需要较大空间,因而光学系统横向尺寸较大。第二类为轴向移动式,通过透镜组轴向间隔的变化而改变光学系统的焦距,其缺点为轴向尺寸较大,但通过系统优化设计对轴向尺寸进行控制,可以在较短的轴向尺寸下获得满意的成像质量。实际实用的此类光学系统通常由前固定组、变倍组和后固定组组成。其中前固定组为正透镜,变倍组为负透镜,后固定组为正透镜,通过改变变倍组的轴向位置,从而改变整个系统的焦距,并通过微量移动变倍组来实现景物的清晰成像。另外,由于红外热像仪对温度的敏感性,当温度变化时,红外光学系统的像面位置会有微小变化。目前的双视场红外热像仪都是通过再次调整变倍组的轴向位置来得到清晰的成像,这样需要在双倍调焦机构上再叠加上一个微调机构,从而使调焦的机械结构非常复杂,调焦精度低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种调焦结构简单成像清晰的双视场红 外热像仪。
为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:
一种双视场红外热像仪,其特征在于:包括前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合,所述移动透镜组固设在电动平移台上,并能沿光轴方向移动,所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动,所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。当移动透镜组在电动平移台的带动下切换视场时,因红外探测器比移动透镜组的体积小,重量轻,红外探测器能够固设在比电动平移台移动精度更高的精密机械滑台上,从而红外探测器能够进行精密调焦,双视场红外热像仪的成像更清晰。
优选地,该双视场红外热像仪还包括单片机,所述精密机械滑台包括用于驱动其沿光轴方向移动的调焦电机,所述单片机向调焦电机发出位移指令,所述单片机还向所述电动平移台发出位移指令。采用上述结构后,精密机械滑台由单片机控制的调焦电机驱动进行精密调焦,单片机还控制着电动平移台进行视场切换,从而使该双视场红外热像仪进行全自动的操作。
优选地,该双视场红外热像仪还包括温度传感器,所述温度传感器设置在该双视场红外热像仪的镜筒处,所述温度传感器采集到的镜筒处的温度信号传递给单片机,所述单片机按照预先存储的温度-位移曲线向所述调焦电机发出位移指令。采用上述结构后,该双视场红外热像仪能够进行温度补偿,当其镜筒处的温度发生改变时,红外探测器能够自动的进行微小位移,从而得到清晰的成像。
优选地,所述红外探测器为致冷型红外探测器。致冷型红外探测器具有更高的灵敏度,测温精度高。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制 本发明的保护范围。
如图1所示,一种双视场红外热像仪包括前透镜组1、移动透镜组2、后透镜组3、红外探测器4、电动平移台5、精密机械滑台6和单片机。前透镜组1、移动透镜组2、后透镜组3和红外探测器4的光轴相互重合;移动透镜组2固设在电动平移台5上,并能沿光轴方向移动;红外探测器4固设在精密机械滑台6上,并能沿光轴方向移动;精密机械滑台6的移动精度比所述电动平移台5的移动精度高,精密机械滑台6的移动精度为5μm。单片机分别控制电动平移台5的电机和精密机械滑台6的调焦电机。当单片机发出切换视场的指令后,电动平移台5带动移动透镜组2在双视场之间进行切换,精密机械滑台6带动红外探测器4进行调焦。该双视场红外热像仪的镜筒处还设置有温度传感器,温度传感器将温度信号传递给单片机,单片机按照预先存储的温度-位移曲线,向调焦电机发出位移指令,调焦电机驱动精密机械滑台6带动红外探测器4进行位移,这样当双视场红外热像仪的温度发生改变使其焦平面的位置变化时,红外探测器4的位置能够进行微调,从而使该双视场红外热像仪的成像清晰。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104198045A43申请公布日20141210CN104198045A21申请号201410483869622申请日20140919G01J5/08200601G02B7/0420060171申请人北京仿真中心地址100854北京市海淀区142信箱30分箱72发明人虞红高阳陶渝辉赵宏鸣张毅孙强王健74专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人张文祎54发明名称一种双视场红外热像仪57摘要本发明公开一种双视场红外热像仪,包括前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合,所述移动透镜组固设在电动平移台上,并。

2、能沿光轴方向移动,所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动,所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。当移动透镜组在电动平移台的带动下切换视场时,因红外探测器比移动透镜组的体积小,重量轻,红外探测器能够固设在比电动平移台移动精度更高的精密机械滑台上,从而红外探测器能够进行精密调焦,双视场红外热像仪的成像更清晰。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104198045ACN104198045A1/1页21一种双视场红外热像仪,其特征在于包括前透镜组、移动透镜组、后。

3、透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合;所述移动透镜组固设在电动平移台上,并能沿光轴方向移动;所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动;所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。2根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于该红外热像仪还包括单片机,所述精密机械滑台包括用于驱动其沿光轴方向移动的调焦电机,所述单片机向调焦电机发出位移指令,所述单片机还向所述电动平移台发出位移指令。3根据权利要求2所述的双视场红外热像仪,其特征在于该红外热像仪还包括温度传感器,所述温度传感器设置在该双视场红外热像仪的镜筒处,所述温度传感器采。

4、集到的镜筒处的温度信号传递给单片机,所述单片机按照预先存储的温度位移曲线向所述调焦电机发出位移指令。4根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于所述精密机械滑台的移动精度为5M。5根据权利要求1所述的双视场红外热像仪,其特征在于所述红外探测器为致冷型红外探测器。权利要求书CN104198045A1/2页3一种双视场红外热像仪技术领域0001本发明涉及一种红外热像仪。更具体地,涉及一种双视场红外热像仪。背景技术0002红外热像仪在军事、准军事、民用领域的应用越来越广泛,很多领域应用需要红外光学系统能在多种焦距模式下工作,以完成热像仪对目标的搜索、瞄准和跟踪功能。定焦系统难以满足需要,连续变。

5、倍系统是最佳选择,但在设计上有较大难度,而双视场红外光学系统是实现上述要求的一种简便实用的途径,其中大视场或低倍率模式可用于观察大的景物区域、搜索疑似目标,小视场或高倍率模式可用于仔细观察或放大目标,对目标进行识别、跟踪与瞄准。0003目前双视场红外热像仪分为两类一类为切换式,通过切换光学系统中的透镜组来改变光学系统的焦距。这类光学系统的特点是在窄视场光路中没有运动光学元件,其光学系统光轴稳定性好,系统切换时间短、透过率高;存在的问题是有一组透镜处于光路以外的闲置状态,透镜使用效率不高,而且,透镜切换时需要较大空间,因而光学系统横向尺寸较大。第二类为轴向移动式,通过透镜组轴向间隔的变化而改变光。

6、学系统的焦距,其缺点为轴向尺寸较大,但通过系统优化设计对轴向尺寸进行控制,可以在较短的轴向尺寸下获得满意的成像质量。实际实用的此类光学系统通常由前固定组、变倍组和后固定组组成。其中前固定组为正透镜,变倍组为负透镜,后固定组为正透镜,通过改变变倍组的轴向位置,从而改变整个系统的焦距,并通过微量移动变倍组来实现景物的清晰成像。另外,由于红外热像仪对温度的敏感性,当温度变化时,红外光学系统的像面位置会有微小变化。目前的双视场红外热像仪都是通过再次调整变倍组的轴向位置来得到清晰的成像,这样需要在双倍调焦机构上再叠加上一个微调机构,从而使调焦的机械结构非常复杂,调焦精度低。发明内容0004本发明要解决的。

7、技术问题是提供一种调焦结构简单成像清晰的双视场红外热像仪。0005为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案0006一种双视场红外热像仪,其特征在于包括前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器,所述前透镜组、移动透镜组、后透镜组和红外探测器的光轴相互重合,所述移动透镜组固设在电动平移台上,并能沿光轴方向移动,所述红外探测器固设在精密机械滑台上,并能沿光轴方向移动,所述精密机械滑台的移动精度比所述电动平移台的移动精度高。当移动透镜组在电动平移台的带动下切换视场时,因红外探测器比移动透镜组的体积小,重量轻,红外探测器能够固设在比电动平移台移动精度更高的精密机械滑台上,从而红外探测器能够进行精密调。

8、焦,双视场红外热像仪的成像更清晰。0007优选地,该双视场红外热像仪还包括单片机,所述精密机械滑台包括用于驱动其沿光轴方向移动的调焦电机,所述单片机向调焦电机发出位移指令,所述单片机还向所述说明书CN104198045A2/2页4电动平移台发出位移指令。采用上述结构后,精密机械滑台由单片机控制的调焦电机驱动进行精密调焦,单片机还控制着电动平移台进行视场切换,从而使该双视场红外热像仪进行全自动的操作。0008优选地,该双视场红外热像仪还包括温度传感器,所述温度传感器设置在该双视场红外热像仪的镜筒处,所述温度传感器采集到的镜筒处的温度信号传递给单片机,所述单片机按照预先存储的温度位移曲线向所述调焦。

9、电机发出位移指令。采用上述结构后,该双视场红外热像仪能够进行温度补偿,当其镜筒处的温度发生改变时,红外探测器能够自动的进行微小位移,从而得到清晰的成像。0009优选地,所述红外探测器为致冷型红外探测器。致冷型红外探测器具有更高的灵敏度,测温精度高。附图说明0010下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。0011图1示出本发明的结构示意图。具体实施方式0012为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。0013如图1。

10、所示,一种双视场红外热像仪包括前透镜组1、移动透镜组2、后透镜组3、红外探测器4、电动平移台5、精密机械滑台6和单片机。前透镜组1、移动透镜组2、后透镜组3和红外探测器4的光轴相互重合;移动透镜组2固设在电动平移台5上,并能沿光轴方向移动;红外探测器4固设在精密机械滑台6上,并能沿光轴方向移动;精密机械滑台6的移动精度比所述电动平移台5的移动精度高,精密机械滑台6的移动精度为5M。单片机分别控制电动平移台5的电机和精密机械滑台6的调焦电机。当单片机发出切换视场的指令后,电动平移台5带动移动透镜组2在双视场之间进行切换,精密机械滑台6带动红外探测器4进行调焦。该双视场红外热像仪的镜筒处还设置有温。

11、度传感器,温度传感器将温度信号传递给单片机,单片机按照预先存储的温度位移曲线,向调焦电机发出位移指令,调焦电机驱动精密机械滑台6带动红外探测器4进行位移,这样当双视场红外热像仪的温度发生改变使其焦平面的位置变化时,红外探测器4的位置能够进行微调,从而使该双视场红外热像仪的成像清晰。0014显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。说明书CN104198045A1/1页5图1说明书附图CN104198045A。

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