[发明专利]基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器及该滤波器的操作方法

权利要求书

1.基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器，其特征在于，包括：腔体(1)、电阻阵列(2)、镜头(3)、微透镜阵列(8)和双自由度微调机构，双自由度微调机构包括：第一锁紧钉(4)、第一旋转框(5)、第二锁紧钉(6)、第二旋转框(7)和旋转销轴(9)，第一旋转框(5)和第二旋转框(7)均为中心开有通孔的圆板形结构，

第一旋转框(5)位于腔体(1)的开口处，第一旋转框(5)与腔体(1)之间通过第一锁紧钉(4)活动连接，使得第一旋转框(5)能够以其中轴为转轴旋转，

第一旋转框(5)和第二旋转框(7)通过偏心的旋转销轴(9)转动连接，使得第二旋转框(7)能够以旋转销轴(9)为转轴旋转，第二锁紧钉(6)用于将第一旋转框(5)和第二旋转框(7)相对固定，

电阻阵列(2)和镜头(3)均位于腔体(1)内，微透镜阵列(8)嵌固在第二旋转框(7)的中心通孔处，

电阻阵列(2)、镜头(3)、第一旋转框(5)和第二旋转框(7)依次排列，电阻阵列(2)与微透镜阵列(8)分别位于镜头(3)前后二倍焦距处，且电阻阵列(2)的中心、镜头(3)的光轴和第一旋转框(5)的中轴共线，

第一旋转框(5)的中心通孔面积大于第二旋转框(7)的中心通孔面积。

2.根据权利要求1所述的基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器，其特征在于，腔体(1)的开口端向四周延伸出一环形平面(1-1)，该环形平面(1-1)所在面为腔体(1)的开口端面，环形平面(1-1)上开有N个弧形通孔A，N个弧形通孔A以环形平面(1-1)的圆心为对称中心呈中心对称结构排布，且N个弧形通孔A与环形平面(1-1)同心设置，N为正整数，

第一旋转框(5)上也开有N个弧形通孔A，第一旋转框(5)上的N个弧形通孔A所在圆与环形平面(1-1)上的N个弧形通孔A所在圆重合，

当第一旋转框(5)旋转时，第一旋转框(5)上的N个弧形通孔A能够分别与环形平面(1-1)上的N个弧形通孔A一一正对重合或相互交错开，

一个第一锁紧钉(4)同时穿过两个对应的弧形通孔A，使得第一锁紧钉(4)能够将两个对应的弧形通孔A锁紧或分离。

3.根据权利要求2所述的基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器，其特征在于，第一旋转框(5)上还开有M个弧形通孔B，M个弧形通孔B分布在以旋转销钉(9)为圆心的圆弧上，第一旋转框(5)上的M个弧形通孔B位于第一旋转框(5)上的N个弧形通孔A内侧，M为正整数，

第二旋转框(7)上也开有M个弧形通孔B，第二旋转框(7)上的M个弧形通孔B所在圆弧与第一旋转框(5)上的M个弧形通孔B所在圆弧重合，

当第二旋转框(7)旋转时，第二旋转框(7)的M个弧形通孔B能够分别与第一旋转框(5)上的M个弧形通孔B一一正对重合或相互交错开，

一个第二锁紧钉(6)能够同时穿过两个正对的弧形通孔B，将第一旋转框(5)与第二旋转框(7)锁紧或分离。

4.根据权利要求1所述的基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器，其特征在于，电阻阵列(2)的分辨率为256×256，电阻阵列(2)的像元直径为30μm，电阻阵列(2)的各个像元之间的间隔为35μm，

微透镜阵列(8)的分辨率为320×320，微透镜阵列(8)的像元直径为65μm。

5.根据权利要求1所述的基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器，其特征在于，第一锁紧钉(4)的直径为3mm，第二锁紧钉(6)的直径为4mm。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的基于双自由度微调机构的红外成像系统空间滤波器的操作方法，其特征在于，该方法为：利用双自由度微调机构调整电阻阵列(2)与微透镜阵列(8)的相对位置，至电阻阵列(2)的像元与微透镜阵列(8)的像元一一对应且完全重合，使得目标图像经微透镜阵列(8)后再被探测器探测，完成光学滤波；

其中利用双自由度微调机构调整电阻阵列(2)与微透镜阵列(8)的相对位置的具体操作方法如下：

步骤一：旋转第二旋转框(7)，使微透镜阵列(8)中的一个像元能够与电阻阵列(2)的中心像元的相互正对，且微透镜阵列(8)能够接收到电阻阵列(2)的全部景象；

步骤二：利用第二锁紧钉(6)将第一旋转框(5)与第二旋转框(7)相互锁紧，使得第一旋转框(5)与第二旋转框(7)的相对位置固定；

步骤三：旋转第一旋转框(5)，使得微透镜阵列(8)像元排列方向与电阻阵列(2)像元排列方向一致；

步骤四：利用第一锁紧钉(4)将第一旋转框(5)与腔体(1)相互锁紧，使得第一旋转框(5)与腔体(1)的相对位置固定。