[实用新型]一种基于补偿镜的中波红外搜索跟踪镜头

说明书

本实用新型属于光学设备领域，具体涉及一种基于补偿镜的中波红外搜索跟踪镜头。该镜头将补偿镜集成于镜头自身的光学系统中，不仅成像品质好、结构紧凑并且补偿镜控制难度低、经济性高，能够满足实际使用要求。其基本结构包括第一物镜、第二物镜、补偿镜、第一投影物镜、第二投影物镜、第三投影物镜、第四投影物镜和第五投影物镜；探测目标的光辐射被第一物镜、第二物镜和补偿镜汇聚在一次像面上，再由第一投影镜、第二投影物镜、第三投影物镜、第四投影物镜和第五投影物镜成像在外部红外热像仪的光敏面上，同时需要满足入瞳成像到外部自冷式探测器冷屏位置上。

技术领域

本实用新型属于光学设备领域，具体涉及一种基于补偿镜的中波红外搜索跟踪镜头。

背景技术

红外搜索跟踪系统以一定的转速沿着方位旋转，通过搭载的红外搜索跟踪成像系统对其周围方位360°范围、一定距离内景物成像，从而对可疑目标进行探测，起到预警的作用。由于方位360°成像无盲区、探测概率高，所以应用广泛，特别是在军事预警、边防监控、森林防火等方面。

红外搜索跟踪系统实现方位360°成像方法主要有：线扫描成像、凝视器件慢速扫描成像、凝视器件步进扫描成像及反向扫描补偿成像。其中反向扫描补偿成像方式由于转速快、探测距离远，成为最新一代红外搜索跟踪系统优先采用的方案。由于该方法转速快(1圈/每秒或更高)，因而直接曝光成像会产生像移，需要使用补偿反射镜在红外热像仪曝光过程中，以扫描转台一半的速度反向转动，实现对目标凝视拍摄，从而获得清晰图像(如图1所示)。

作为成像最重要的核心组件的红外搜索跟踪镜头和补偿镜，两者的布局及外形尺寸，特别是补偿镜的外形尺寸决定了系统的控制难度和设备的经济性。图1中补偿反射镜位于红外搜索跟踪镜头外部前方是常见的布局，这种布局红外搜索跟踪镜头设计简单，其成像质量只与补偿镜面型(小口径高精度面型加工难度低)有关，而与其转角无关，所以系统成像质量好，但是补偿反射镜以一定的角度放置在镜头前端光路中，为了探测大的视场，因此补偿镜的尺寸要求较大，控制难度较高，经济性也较差。为了降低控制难度，提高经济性，控制补偿反射镜尺寸是最有效的途径，也是设计人员面临的最大难题。

实用新型内容

为了解决背景技术中的问题，本实用新型提供了一种将补偿镜集成于红外搜索跟踪镜头内的红外搜索跟踪镜头，该镜头不仅成像品质好、结构紧凑并且补偿镜控制难度低、经济性高，能够满足实际使用要求。

本实用新型采取的技术方案是：

该基于补偿镜的中波红外搜索跟踪镜头包括第一物镜、第二物镜、补偿镜、第一投影物镜、第二投影物镜、第三投影物镜、第四投影物镜和第五投影物镜；

探测目标的光辐射被第一物镜、第二物镜和补偿镜汇聚在一次像面上，再由第一投影物镜、第二投影物镜、第三投影物镜、第四投影物镜和第五投影物镜成像在外部红外热像仪的光敏面上，同时需要满足入瞳成像到外部自冷式探测器冷屏位置上。

第一物镜由一个正光焦度弯向像方的弯月透镜构成；第二物镜由一个负光焦度弯向像方的弯月非球面镜构成；

补偿镜由一个光焦度为零的平面反射镜构成；

第一投影物镜由一个正光焦度双凸透镜构成；第二投影物镜由一个正光焦度弯向像方的弯月镜构成；第三投影物镜由一个负光焦度弯向像方的弯月非球面镜构成；第四投影物镜由一个正光焦度弯向像方的弯月镜构成；第五投影物镜由一个正光焦度弯向物方的弯月透镜构成。

进一步地，上述第一物镜的厚度为7mm，第二物镜厚度为4.5mm，第一投影物镜厚度为8mm，第二投影物镜厚度为13mm，第三投影物镜厚度为15mm，第四投影物镜厚度为6mm，第五投影物镜厚度为6mm；