[发明专利]可以改变红外相机冷阑与成像波段的装置

说明书

技术领域

本发明属于空间探测、远距离目标的红外光电探测领域，特别涉及一种可变红外相机冷阑与成像波段的装置，满足高性能红外望远光学系统对目标成像的变焦距与波段需求。

背景技术

冷阑匹配是抑制红外系统光机结构自身热背景噪声的关键，常温光谱滤光元件会给红外相机带来较强的热背景噪声。因此，红外相机的冷阑与滤光片封装在真空低温杜瓦内，其F数与成像波段是固定的。在一些应用场合，如红外望远光学系统对目标的变焦距成像，光谱成像等，需要系统的F数与成像波段是可变的。常温可变光阑与滤光片会降低红外探测系统的灵敏度，在远距离弱目标的红外探测等领域上应用是不适宜的。

发明内容

为了克服常温可变光阑与滤光片对红外相机及红外望远镜光学系统探测能力的制约问题，本发明提供一种可以改变红外相机冷阑与成像波段的装置。

本发明解决问题的技术方案是：

可以改变红外相机冷阑与成像波段的装置，其特征是，该装置主要由红外相机杜瓦、热辐射隔离层、红外探测器、孔径光阑盘、孔径光阑盘转动轴、孔径光阑盘转动轴电机、滤光片盘、滤光片盘转动轴和滤光片盘转动轴电机构成；

红外探测器、孔径光阑盘与滤光片盘集成在红外相机杜瓦提供的真空低温环境中，并保持低温；

孔径光阑盘、滤光片盘的转动通过真空与空气过渡的密封孔径光阑盘转动轴和滤光片盘转动轴来实现；

孔径光阑盘转动轴和滤光片盘转动轴的转动通过红外相机外部常温孔径光阑盘转动轴电机和滤光片盘转动轴电机驱动；

入射光由红外相机杜瓦窗口进入红外相机杜瓦内部，经过孔径光阑盘与滤光片盘成像在红外探测器上；

热辐射隔离层设置在红外相机杜瓦内部，红外探测器、孔径光阑盘和滤光片盘外部；用于降低红外相机杜瓦外层对红外探测器、孔径光阑盘、滤光片盘的热辐射。

所述红外探测器位于红外相机的焦平面上。

孔径光阑盘装有不同孔径大小的光阑，不同孔径大小的光阑能够改变红外相机的F数。

滤光片盘装有不同波段的滤光片，不同波段的滤光片能够改变红外相机的成像波段孔径光阑盘转动轴与滤光片盘转动轴采用低热传导材料，降低红外相机外部对内部的热传导。

本发明的有益效果是：本发明将红外探测器5、孔径光阑盘6与滤光片盘9集成在红外相机杜瓦3提供的真空低温环境中，且在红外探测器5、孔径光阑盘6与滤光片盘9外部设置热辐射隔离层4，进一步降低红外相机杜瓦3外层对红外探测器5、孔径光阑盘6和滤光片盘9的热辐射；克服了在常温条件下可变光阑与滤光片会降低红外探测系统的灵敏度的问题。

同时本发明在低温环境下可以使红外相机改变光阑与滤光片，满足高性能红外望远光学系统对目标成像的变焦距与波段需求。

附图说明

图1为可以改变红外相机冷阑与成像波段的装置示意图。

图1中：1、入射光，2、红外相机杜瓦窗口，3、红外相机杜瓦，4、热辐射隔离层，5、红外探测器，6、孔径光阑盘，7、孔径光阑盘转动轴，8、孔径光阑盘转动轴电机，9、滤光片盘，10、滤光片盘转动轴，11、滤光片盘转动轴电机。

具体实施方式

如图1所示，本发明可以改变红外相机冷阑与成像波段的装置，主要由红外相机杜瓦3、热辐射隔离层4、红外探测器5、孔径光阑盘6、孔径光阑盘转动轴7、孔径光阑盘转动轴电机8、滤光片盘9、滤光片盘转动轴10和滤光片盘转动轴电机11构成。红外相机杜瓦3上部设置红外相机杜瓦窗口2。

红外探测器5、孔径光阑盘6与滤光片盘9集成在红外相机杜瓦3提供的真空低温环境中，并保持低温。孔径光阑盘6、滤光片盘9的转动通过真空与空气过渡的密封孔径光阑盘转动轴7和滤光片盘转动轴10来实现。孔径光阑盘转动轴7和滤光片盘转动轴10的转动通过红外相机外部常温孔径光阑盘转动轴电机8和滤光片盘转动轴电机11驱动。

红外望远光学系统发射来的入射光1由红外相机杜瓦窗口2进入红外相机杜瓦3内部，经过孔径光阑盘6与滤光片盘9成像在红外探测器5上。红外探测器5设置在红外相机焦平面上。

热辐射隔离层4设置在红外相机杜瓦3内部，红外探测器5、孔径光阑盘6和滤光片盘9外部；用于降低红外相机杜瓦3外层对红外探测器5、孔径光阑盘6、滤光片盘9的热辐射。

孔径光阑盘转动轴7与滤光片盘转动轴10采用低热传导材料，降低红外相机外部对内部的热传导。

孔径光阑盘6装有不同孔径大小的光阑，不同孔径大小的光阑能够改变红外相机的F数。滤光片盘9装有不同波段的滤光片，不同波段的滤光片能够改变红外相机的成像波段。