[发明专利]一种中波红外成像系统

说明书

本发明涉及一种光学成像系统，具体涉及一种中波红外成像系统。该系统包括从物方到像方依次设置的第一光学镜组、DMD数字微镜、第二光学镜组和探测器；该第一光学镜组的入光端包括入射区域和出射区域，入射光从该入射区域进入该第一光学镜组，经该DMD数字微镜反射后再次进入第一光学镜组并从该出射区域入射进该第二光学镜组。第一光学镜组采用偏瞳设计，入射光线偏离光轴入射，经DMD数字微镜反射后最终在探测器位置处成像，避免了TIR棱镜的使用，精简了光路结构。

技术领域

本发明涉及一种光学成像系统，具体涉及一种中波红外成像系统。

背景技术

在红外探测成像等应用中，为了得到更好的检测、识别和跟踪效果，对红外成像质量的要求越来越高，由于受制作工艺、工作条件等因素影响，直接提高探测器分辨率技术困难且代价昂贵。

一名为“一种基于压缩感知理论的红外图像超分辨率重建方法”的中国发明专利申请(申请号为201510187916.7)公开了一种利用压缩感知理论将原始低分辨率图片转换为高分辨率图片的方法。由于压缩感知需要对原始图像各像素进行压缩编码，因此实际应用中需要使用DMD数字微镜，一名为“一种用于DMD相机的光学系统”的中国发明专利申请(申请号为201410141203.2)公开了一种DMD成像系统，该系统沿光路前进方向依次设有成像光学系统、TIR棱镜、DMD、中继光学系统和探测器，该TIR棱镜由两个直角棱镜胶合而成，由于光束从光密介质到光疏介质会发生全反射，但从光疏介质到光密介质则不会，因此将两直角棱镜之间留设一定宽度气缝，使得DMD能够控制光束进出，同时为了保证成像质量，该气缝的宽度必须保持在μm量级。由于DMD是用于成像以及控制光束方向，因此光束必须以垂直或接近垂直角度射向DMD表面，但TIR棱镜设置要求过高，为保证成像质量，使得整个光路结构过于复杂，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种中波红外成像系统以解决目前DMD成像系统结构复杂的问题。

本发明为解决上述技术问题，提供方案一：本发明的一种中波红外成像系统，包括从物方到像方依次设置的第一光学镜组、DMD数字微镜、第二光学镜组和探测器；该第一光学镜组的入光端包括入射区域和出射区域，入射光从该入射区域进入该第一光学镜组，经该DMD数字微镜反射后再次进入第一光学镜组并从该出射区域入射进所述第二光学镜组。

本方案通过在第一光学镜组的入光端设置入射区域和出射区域，使入射光从该入射区域进入该第一光学镜组，经该DMD数字微镜反射后再次进入第一光学镜组并从该出射区域离开，最后经第二光学镜组到达探测器，使得DMD在与第一光学镜组同轴或接近同轴设置完成成像要求的情况下，还能够通过偏转微镜角度实现对光束的控制，同时避免使用TIR棱镜，精简了光路结构，节省了硬件成本。

方案二：在方案一的基础上，该入射区域位于该第一光学镜组的入光端的中心区域，该出射区域位于该入射区域的周围。

本方案在方案一的基础上进一步限定了入射区域与出射区域的位置，使入射光偏轴入射进第一光学镜组，在DMD的调控下，使反射光沿轴通过第一光学镜组，使反射光能够在探测器处更好地成像。

方案三：在方案二的基础上，该第一光学镜组与该第二光学镜组之间设有用于将从该出射区域中出射的光束反射到该第二光学镜组的反射镜。

本方案在一二光学镜组之间设置了反射镜，用以将从第一光学镜组出射的光束反射到第二光学镜组中，这样可以使得整个光路紧凑，避免整体结构过长导致实际使用的不方便。

方案四：在方案一或二或三的基础上，该第一光学镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，该第一透镜为正弯月形透镜，该第二透镜为负光焦度的负弯月形透镜，该第三透镜为平凸透镜，该第四透镜为负光焦度的负弯月形透镜，该第五透镜为正弯月形透镜。