[发明专利]一种基于阶跃式扫描的广角高分辨率红外光学系统

说明书

本发明为了解决传统红外导引头的成像系统采用框架运动结构，导致视场小、体积大、分辨率低、不利于轻量化的问题，提出一种基于阶跃式扫描的广角高分辨率红外光学系统，包括：扩束镜组、扫描楔形镜和成像镜组。本系统的优点在于将扫描楔形镜设置在扩束镜组和成像镜组之间，使扫描楔形镜能够受控进行旋转定位扫描。本发明具有高分辨率、大相对孔径、成像覆盖面积广、结构紧凑、体积小、重量轻等特点。本发明的成像系统通过楔形镜进行旋转定位扫描，扫描速度快，且不存在成像拖尾、虚影等现象。

技术领域

本发明涉及红外扫描光学成像领域，具体涉及一种基于阶跃式扫描的广角高分辨率红外光学系统。

背景技术

传统红外导引头的成像系统采用框架运动结构，会导致视场小、体积大、分辨率低、不利于轻量化的问题。

发明内容

本发明为了解决现有红外成像技术采用框架运动结构而产生的视场小、体积大、分辨率低、不利于轻量化等缺陷，提出了一种基于阶跃式扫描的广角高分辨率红外光学系统，包括：扩束镜组、扫描楔形镜和成像镜组；所述扫描楔形镜设置在扩束镜组和成像镜组之间，所述扫描楔形镜能够受控进行旋转定位扫描。

优选地，所述扫描楔形镜能够旋转到光楔转角为0°、90°、180°和270°的位置进行定位扫描。

优选地，还包括视场拼接处理装置，用于将成像镜组接收到的不同光楔转角下的视场图像进行拼接处理得到总图像。

优选地，所述系统捷联于导弹弹体导引头上。

本发明的有益效果是：

1、能够实现大视场、高分辨率、高帧频、成像覆盖面极广；在一个实施例中，视场100°×100°，分辨率1024×1024，帧频20fps；

2、系统为小型化设计，具有结构紧凑、体积小、重量轻的特点；在一个实施例中，外形尺寸＜φ122mm×193mm，总重量＜2.7kg；

3、成像系统通过楔形镜进行旋转定位扫描，扫描速度快，且不存在成像拖尾、虚影等现象。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一个实施例的结构图；

图2为一个实施例中光楔转角为0°时的视场物像对应关系图；其中图2(a)为物空间视场，图2(b)为物空间视场在像面上的分布；

图3为一个实施例中光楔转角为90°时的视场物像对应关系图；其中图3(a)为物空间视场，图3(b)为物空间视场在像面上的分布；

图4为一个实施例中光楔转角为180°时的视场物像对应关系图；其中图4(a)为物空间视场，图4(b)为物空间视场在像面上的分布；

图5为一个实施例中光楔转角为270°时的视场物像对应关系图；其中图5(a)为物空间视场，图5(b)为物空间视场在像面上的分布；

图6为一个实施例中将图2至图5进行视场拼接后得到的空间成像示意图；

图7为本发明实施例的光学系统传函曲线图；

图8为本发明实施例的光学系统弥散斑图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。