[实用新型]一种红外相机及其焦面配准设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外相机及其焦面配准设备，特别涉及一种应用于航天的红外相机及其焦面配准设备，属于航天光学遥感器技术领域。

背景技术

由于不同地物目标对应不同的光谱响应，红外相机在自然灾害、环境污染、资源检测和评估中起着越来越重要的作用。为获得同一景物的不同特征信息，提高目标图像的信息含量和准确度，这要求相机在同一时刻各谱段对同一景物目标成像。红外相机焦面配准的装调方法属于全新的领域，由于红外图像人眼无法识别，对此需要使用特殊的方法进行，未见到公开的资料。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提出一种红外相机及其焦面配准设备，该红外相机能够在同一时刻各谱段对同一景物目标成像，该设备将红外谱段转化到可见光谱段进行焦面配准，实现了红外相机整机的高质量装调，具有精度高、装调简单、通用性强等优点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种红外相机，该红外相机的光学组件包括分光棱镜、三个红外CCD探测器和镜头；其中镜头包括主镜、次镜和三镜；

平行光束经过主镜后进行反射，反射的部分经过次镜进行反射，反射的部分再经过三镜进行反射后在输出会聚光束，会聚光束经过分光棱镜分光后分为光谱范围不同的三部分，三束光束的焦点位置分别放置一个红外CCD探测器，即三束光束在红外CCD探测器上进行成像；

上述的分光棱镜的入射面、反射面和出光面上镀长波通膜、短波通膜或增透膜，使得分光棱镜既能透射可见光谱段，同时也能透射红外谱；

上述的红外CCD探测器的盖玻璃上镀长波通膜、短波通膜或增透膜，使得盖玻璃既能透射可见光谱，同时也能透射红外谱。

本实用新型的一种红外相机的焦面配准设备，该设备包括半反半透镜、平行光管、测试靶标、显微摄像系统、图像数据处理系统和光源；首先将红外相机放置在转台上，转台可以进行水平以及俯仰角度旋转，光源发出的光束经半反半透镜进行反射后形成的反射光通过红外相机的光学组件后再次进行反射，再次进行反射的反射光依次通过半反半透镜、平行光管、测试靶标及显微摄像系统在显微摄像系统上成像，通过图像数据处理系统上观察到红外CCD探测器的像元放大图像。

与相机定焦面过程使用的谱段不同，红外CCD探测器使用的是可见光谱段进行焦面配准，由于光学系统不是像方远心光路，在红外相机实际成像定焦面过程中，可见光谱段与红外谱段在红外CCD探测器上成像存在着一定的偏差。利用光学设计软件，对可见光谱段与红外谱段经分光棱镜分别进行光线追迹算法分析，通过计算可见光与红外谱段间的后截距以及边缘视场的像高数值，并换算至平行光管焦面偏差来预置红外CCD探测器组件线阵方向以及垂直于线阵方向的位置。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型方法通过搭建适用于可见光谱段的焦面配准设备，解决工作谱段是红外相机的整机装调及焦面配准问题，能够直观的测量配准测试精度，将人眼无法观察到的红外谱段转化为人眼可识别的可见光谱段，具有很好的可拓展性，便于进行相机装调、测试等关键环节；

(2)可见光与红外谱段通过焦面配准设备后的最佳焦面位置以及边缘视场像高偏差，确定分光棱镜透射的可见光光谱范围值，以此确定分光棱镜的膜层设计，通过准确预置红外CCD光敏面的相对位置，并对装调过程的实时监测确保红外谱段多谱段像元焦面配准过程受控，同时能够直观的测量配准精度，具有装调通用性高等优点；

(3)本实用新型设备组件较少，分光结构形式更为简单，焦面组件装调难度减小，可同时满足可见光相机与红外相机的多谱段配准与偏差检测要求，特别是在可见、近红外、红外资源光谱细分配准检测方面有了突破性进展。

附图说明

图1为本实用新型的红外相机的光学组件组成示意图；

图2为焦面配准设备的组成示意图；

图3为实施例中的成像图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例

如图1所示，一种红外相机，该红外相机的光学组件包括分光棱镜2、三个红外CCD探测器3和镜头11；其中镜头11包括主镜8、次镜9和三镜10；

平行光束经过主镜8后进行反射，反射的部分经过次镜9进行反射，反射的部分再经过三镜10进行反射后输出会聚光束，会聚光束经过分光棱镜2分光后分为光谱范围不同的三部分，三束光束的焦点位置分别放置一个红外CCD探测器3，即三束光束在红外CCD探测器3上进行成像；