[实用新型]红外定焦光电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于夜视技术领域，具体涉及一种红外定焦光电系统。

背景技术：

基于单波段夜视技术从出现发展到现在，已经具有相当完整的理论和比较成熟的技术，但由于其在获取信息方面局限于几个μm的光谱范围内，且为单一模式，这使得系统的应用受到限制。由于夜晚目标的照度太低，红外线图像仅能提供单色的黑白图像，而从信息论的角度分析，单色图像仅反映景物的亮度信息，而彩色图像不仅含有亮度信息，还有色度信息，因而彩色图像所包含的信息量比单色的灰度图像高的多。基于这们的实际情况，以提高目标探测与识别概率为出发点红外线热成像仪多光谱融合彩色夜视技术是今后发展的重要方向，也是目前发展中存在的缺陷。另外，小型化、轻量化是反映热成像技术进步的一个重要方面，与致冷热像仪相比，非致冷焦平面具有价格低，体积小，重量轻，功耗低，可靠性高和维护更方便等优点。目前，焦平面陈列规模的不断增大，像素尺寸的进一步减小，极大提高了焦平面的灵敏度，使得非致冷红外热成像系统在具有良好性能的同时，更容易实现小型化与轻量化。现有的红外光电系统中，多采用定焦光学系统，且由4-6片光学镜片构成，成本高，制作装配要求精度高，也增加了维护的麻烦。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，成本低廉，成像效果好的红外定焦光电系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：该红外定焦光电系统，由透镜组和探测器构成，其特征在于：所述透镜组由两片透镜构成，所述透镜采用N型锗单晶材料，透镜的物侧为球面，像侧为非球面，所述透镜组的调制传递函数在20m处及不同温度下特征频率20Lp/mm处的全视场均大于0.5，弥散斑小于35μm，红外镜头的F数为1，所述探测器为非致冷红外探测器。

采用上述技术方案的有益效果：该红外定焦光电系统中由于受红外探测器接收面积较小的制约，所以红外光学系统的视场不太大，轴外像差可以少考虑，因此，在固定焦距的红外光学系统中，采用较小的F数，即采用F数为1，为增加光学系统透过率和提高光学系统的传递函数，结构形式采用两片透镜既可，其调制传递函数在20m处及不同温度下特征频率20Lp/mm处的全视场均大于0.5，弥散斑小于35μm。不同定焦系统的焦距的确定，是根据视场、空间分辨率及识别距离来确定，根据北大西洋公约组织标准化协定，红外热像仪光学系统的作用距离分为探测、识别和确认，概率为50％的最低分辨率为1∶3∶6，50％的识别概率在实际使用中效果不可能太好，所以在探测器上所成像的大小最少应占4个像素才能满足识别的要求。根据红外光学系统焦距计算公式：f′＝Rnd/h(f′-红外光学系统焦距、R-识别距离、h-目标宽度、n-目标所占像素数、d-像素尺寸)，可以获得实际要求的焦距值。红外热成像技术实质上是一种波长转换技术，即把红外辐射转换为可见光技术，因图像的最终接收器是人眼，利用景物本身各部分辐射的差异获得图像的细节。目标特征是把目标从背景中区分出来的空间，而最小可分辩温差(MRTD)是综合评价系统温度分辨率和空间分辨率的重要参数，是热成像系统对目标识别最重要的评价指标，它不仅包括了系统的特性，也包括了观察者的主观因素，它表征出热成像系统热灵敏度和高频极限分辨力的综合度量，是综合评价热成像的核心参数。从公式MRTD∝F²/t×MTF(MRTD-最小可分辨温差、F-红外镜头的F数、t-红外镜头的透过率、MTF-红外镜头的传递函数)，由于非致冷式焦平面探测器的光谱响应灵敏度较低，要求光学系统的相对孔径尽量大，F数选为1。根据公式可以看出，该红外光学系统具有较好的成像效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的红外定焦光电系统，由透镜组和探测器3构成，所述透镜组由两片透镜1、2构成，所述透镜采用N型锗单晶材料，透镜的物侧为球面，像侧为非球面，所述透镜组的调制传递函数在20m处及不同温度下特征频率20Lp/mm处的全视场均大于0.5，弥散斑小于35μm，红外镜头的F数为1，所述探测器3为非致冷红外探测器。