[发明专利]一种红外光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种红外光学系统。

背景技术

随着红外探测器技术的发展，红外探测器进入焦平面时代。由于红外焦平面器件不需要扫描机构就可以对景物直接凝视成像，而且采用焦平面器件的系统结构简单，体积小，因此，在各个领域得到广泛的应用。为了使红外相机获得较高的灵敏度，焦平面器件的积分时间或时间常数一般较长。积分时间或时间常数类似于可见光相机的快门时间，但是，当探测器参数固定时，积分时间或时间常数调整范围有限。

为了在有效的时间内获得更大的搜索范围，光电平台(或转台)的旋转角速度越来越快，360°全景由具有一定视场的多幅图像拼接而成。为了便于图像的拼接，两幅图像之间具有一定的重叠。

光电平台快速的搜索运动导致景物与红外系统两者之间快速的相对移动，较长的积分时间或时间常数造成红外图像模糊，降低了红外相机的灵敏度与分辨率，限制了其应有领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种红外光学系统，用以解决现有技术光电平台快速旋转中图像模糊的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种红外光学系统，所述红外光学系统安装在采用红外焦平面探测器的光电平台上；所述红外光学系统包括第一透镜组、第二透镜组、回扫镜和第三透镜组；其中，所述回扫镜位于所述第二透镜组与第三透镜组之间；所述第一透镜组、第二透镜组均具有正光焦度；且所述第一透镜组的像方焦点F1与第二透镜组的物方焦点F2重合；所述第一透镜组、第二透镜组构成红外无焦系统；所述回扫镜绕自身旋转轴旋转，周期回扫；所述红外光学系统在积分时间或时间常数内的每一时刻均接收位于无限远的同一场景信息，并由所述第三透镜组将该场景的红外辐射成像于红外焦平面探测器。

进一步，所述回扫镜周期回扫的运动方程为：

δ(t)=Z0+f12f2{∫0tω(t)dt-INT[360∫0tω(t)dtn(1-β)]∫0tω(t)dt1000};]]>

其中，δ(t)表示时间为t时回扫镜的位置，以角度表示；Z0为回扫镜的零位置；t为时间；f1为第一透镜组的焦距；f2为第二透镜组的焦距；ω(t)为光电平台旋转角速度与时间t的函数；τ为红外焦平面探测器的积分时间或时间常数；n为拼接全景图像需要的场景数；β为场景重叠率；INT为取整函数。

进一步，当光电平台以角速度ω匀速旋转时，回扫镜周期回扫的运动方程为：