红外双波段双视场成像告警系统设计

发布时间：2021-01-24 23:52

　　针对复杂环境下远距离点目标弱目标探测的需求,设计了红外双波段双视场成像告警系统。为提高其目标探测能力以及环境适应能力,该系统采用高阶非球面,减少系统镜片数量,提高系统透过率,同时校正轴上、轴外像差及高级像差,提高系统成像质量;采用光学被动消热差方式,实现了光学系统-40～60℃的无热化设计。采用旋转电磁铁为驱动元件,实现了80 ms大/小视场切换速度以确保目标在视场切换过程中不丢失。采用电限位、机械限位以及磁力锁紧机构作为限位组件,实现了大/小视场切换后光轴晃动小于两个像素的稳定精度。设计结果表明,该红外成像告警系统光机结构设计合理、结构紧凑、成像质量好,满足目标探测要求,在红外成像告警领域具有较好的应用前景。 

【文章来源】：光学精密工程. 2020,28(06)北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

红外成像系统组成示意图

长波红外分系统初始处于大视场搜索模式,待系统发现目标,磁力锁紧机构与旋转电磁铁同时通电工作,变倍镜组瞬间切出系统光路,此时旋转电磁铁低电压保持力矩,磁力锁紧机构断电锁紧定位,系统变为长焦小视场工作模式,对目标进行瞄准跟踪。大/小视场切换速度达到80 ms以内,以确保目标在视场切换过程中不会丢失。3.3 像质评价

中波红外成像系统为定焦成像系统,镜组为固定镜组;长波红外成像系统的变倍镜组切出后为长波红外成像系统的小视场,镜组为固定镜组。镜组均采用定心装配工艺进行装配,故中波及长波红外成像系统的小视场光轴重复精度均小于1个像素。长波红外成像系统的变倍镜组切入后为长波红外成像系统的大视场,由于变倍镜组切入光路时会引入倾斜、偏心误差,对像质产生影响,因此要严格控制变倍镜组切入光路时产生的倾斜和偏心误差。采用光学穿轴工艺对变倍镜组进行装配,设备包括经纬仪、精密平移台、光栅尺和两片十字分化板,如图10所示。首先,将后固定镜组的十字分化板1作为基准,将经纬仪与后固定镜组的十字分化板1进行光学穿轴,即将基准转换到经纬仪;然后将变倍镜组切入光路,将经纬仪与变倍镜组的十字分化板2进行光学穿轴,从而实现变倍镜组与后固定镜组的光学穿轴。通过修切旋转电磁铁支座下的垫片可实现对经纬仪反射像的穿心调整;移动精密平移台并以光栅尺作为位移反馈,通过修切机械限位处的垫片(图中未显示)对经纬仪的中心像进行穿心调整,从而实现对变倍镜组的光学穿轴装配[16-17]。进而能够最大程度保证变倍镜组切入光路后的光轴稳定性。

【参考文献】：
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本文编号：2998158