[实用新型]一种热像光学成像装置

说明书

本实用新型公开了一种热像光学成像装置，包括包括末端与红外探测器相连接的套筒，中空的套筒的中心线与红外探测器的探测器靶面中心相对准；所述的套筒内开设有多个物镜固定台，物镜固定在圈架上并通过圈架嵌套在物镜固定台上；所述的物镜包括依次设置在套筒头部的第一物镜、第二物镜和第三物镜，以及设置在套筒尾部的第四物镜；第三物镜与第四物镜之间留有后截距所需的间距；探测器靶面位于第四物镜的成像焦点处。本实用新型提供的热像光学成像装置，可以满足应用于包括无人机在内的飞行器在飞行中的高精度红外探测拍摄；在视场边缘处图像畸变≤5％；视场角不小于24°×18°；在高度超过100m时单位像素空间分辨率不大于0.42m。

技术领域

本实用新型属于探测器技术领域，涉及一种热像光学成像装置。

背景技术

近些年来，红外技术和无人机的应用蓬勃发展，无论在国民经济领域还是在国防军事上其重要性日益突出。红外图像主要反映目标的热辐射信息。不同温度的物体在红外波段有明显特征，温度越低，颜色越深。红外光学系统探测的的是目标的自身辐射，相比可见光光学系统，具有全天候观测、不受环境影响、穿透力强的优点。比如采用无人机红外与可见光同步遥感技术进行环境监察，可以有效地检查出河流两岸隐蔽在草丛中的正在排水的暗口。随着应用需求的提高，对无人机飞行中的红外探测技术提出了更高的精度要求。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种热像光学成像装置，可以适用于飞行中的高精度红外探测。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种热像光学成像装置，包括末端与红外探测器相连接的套筒，中空的套筒的中心线与红外探测器的探测器靶面中心相对准；所述的套筒内开设有多个物镜固定台，物镜固定在圈架上并通过圈架嵌套在物镜固定台上；

所述的物镜包括依次设置在套筒头部的第一物镜、第二物镜和第三物镜，以及设置在套筒尾部的第四物镜；第三物镜与第四物镜之间留有后截距所需的间距；探测器靶面位于第四物镜的成像焦点处。

所述的圈架通过螺纹嵌套在套筒内，物镜固定台上、套筒外侧均设有相匹配的螺纹。

固定所述第一物镜、第二物镜、第三物镜的圈架直径依次递减，且用于嵌套相应圈架的物镜固定台依次设置。

所述第一物镜作为接收光线的光阑，其与套筒之间还用密封胶进行密封；所述第二物镜凸面为非球面，以校正第一物镜引入的球差；所述第三物镜的凸面与第二物镜的凹面相贴合，以校正色差；所述第四物镜的凸面为非球面，通过旋转圈架可调整第三物镜与第四物镜之间的后截距间距。

所述第一物镜、第二物镜、第三物镜和第四物镜所组成的物镜光学总长小于50mm，总厚度为12mm，视场为24°×18°。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的热像光学成像装置，可以满足应用于包括无人机在内的飞行器在飞行中的高精度红外探测拍摄；光学物镜采用四片式结构，而且物镜光学表面引入非球面设计可以减小F数，提高视场边沿的成像质量，还可以使轴外视场的高级球差和轴上的孔径高级球差同时减小，可以在较大视场的情况下，获得较高的成像质量；通过对将由物镜组成的光学系统与红外探测器的匹配，可以达到在100m高度对下方30m区域覆盖拍摄；在视场边缘处图像畸变：≤5％；视场角不小于24°×18°(横向×纵向)；在高度超过100m时单位像素空间分辨率不大于0.42m。

附图说明

图1为本实用新型的热像光学系统示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

其中，1401为第一物镜，1402为第二物镜，1403为第三物镜，1404为第四物镜，1405为红外探测器，1406为套筒，1407为圈架，1408为探测器靶面。

具体实施方式