[发明专利]一种制冷型热成像系统

说明书

本发明公开了一种制冷型热成像系统。该制冷型热成像系统包括：物镜组以及中继镜组；所述物镜组与所述中继镜组之间存在中间像面，所述物镜组的像方远心光路与所述中继镜组的物方远心光路对接。本发明公开的制冷型热成像系统通过对焦平面进行拼接，能够针对制冷型热成像系统的技术特点和使用要求，解决直接拼接所引起的轴外视场照度低、冷阑匹配和光学设计难度大等实质性问题。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种制冷型热成像系统。

背景技术

热成像技术是依靠探测目标与背景之间的辐射温差来产生景物的图像。它不需要借助红外光源和夜天光，是完全被动成像的技术，不易被对方发现和干扰，可穿透薄雾、伪装等，具有一定的目标识别能力，能够提供全天候的服务，因此成为世界各先进国家竞相研究和发展的高新技术。随着热成像技术的不断发展，高分辨率、大视场的热成像系统成为发展趋势，因此就有成像大视场与红外探测器有效像元数之间的矛盾存在。当单片红外探测器的像元总长度不能满足相机成像的视场覆盖宽度要求时，需要将多片红外探测器连接成一个宽视场探测器，称为焦平面拼接。

为了获得最大的系统灵敏度，大多数热成像系统使用低温制冷的探测器，探测器通常工作在77K液氮温度或更低温度。处于低温的探测器不仅能够探测来自于目标的热辐射，也能探测到来自于光学系统内部的热辐射。通常制冷探测器焦平面前端设置一个中心有圆孔的冷挡板称为冷光阑，目的是抑制系统内部辐射。冷光阑距离焦平面的距离大约为20mm左右，如果对探测器直接进行拼接势必会增加轴外视场在焦平面上的入射角从而降低轴外视场的照度。轴外视场的入射角增大时，系统的光阑像差控制难度也非常大，增加了光学系统的设计难度。当然，可以通过增大冷光阑与焦平面距离的办法来解决以上问题，但是这种探测器并不通用，要根据使用要求进行定制，这样会增加系统制冷功耗、生产成本和周期。因此，迫切需要一种新的焦平面拼接方法，能够使用常见的制冷红外探测器实现对焦平面拼接。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种制冷型热成像系统。所述制冷型热成像系统包括：物镜组以及中继镜组；所述物镜组与所述中继镜组之间存在中间像面，所述物镜组的像方远心光路与所述中继镜组的物方远心光路对接。

在一些实施例中，所述物镜组以及中继镜组通过视场分割器相联接。

在一些实施例中，所述一个物镜组与两个或两个以上中继镜组对接。

在一些实施例中，所述中继镜组的光轴与所述物镜组的光轴不重合。

在一些实施例中，还包括探测器，所述中继镜组的数量与所述探测器数量相同；所述视场分割器的数量与所述探测器数量相同。

在一些实施例中，所述物镜组和中继镜组分别由一个以上的透镜或反射镜构成。

在一些实施例中，所述物镜组将来自目标景物辐射或其他镜组出射光能量成像到中间像面，所述物镜组包括依次排列的入瞳11、第一镜组和第二镜组。

在一些实施例中，所述中继镜组包括依次排列的第三镜组和第四镜组。

在一些实施例中，所述视场分割器为交错排布的平面反射镜以实现对物镜组像面的分割；所述视场分割器位于中间像面附近。

在一些实施例中，所述中继镜组的光轴与各自中间焦面成像区域中心的主光线重合。

本发明的技术效果：本发明公开的制冷型热成像系统通过对焦平面进行拼接，能够针对制冷型热成像系统的技术特点和使用要求，解决直接拼接所引起的轴外视场照度低、冷阑匹配和光学设计难度大等实质性问题。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的制冷型热成像系统的结构框图；