針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下遠(yuǎn)距離點(diǎn)目標(biāo)弱目標(biāo)探測(cè)的需求,設(shè)計(jì)了紅外雙波段雙視場(chǎng)成像告警系統(tǒng)。為提高其目標(biāo)探測(cè)能力以及環(huán)境適應(yīng)能力,該系統(tǒng)采用高階非球面,減少系統(tǒng)鏡片數(shù)量,提高系統(tǒng)透過率,同時(shí)校正軸上、軸外像差及高級(jí)像差,提高系統(tǒng)成像質(zhì)量;采用光學(xué)被動(dòng)消熱差方式,實(shí)現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)-40～60℃的無熱化設(shè)計(jì)。采用旋轉(zhuǎn)電磁鐵為驅(qū)動(dòng)元件,實(shí)現(xiàn)了80 ms大/小視場(chǎng)切換速度以確保目標(biāo)在視場(chǎng)切換過程中不丟失。采用電限位、機(jī)械限位以及磁力鎖緊機(jī)構(gòu)作為限位組件,實(shí)現(xiàn)了大/小視場(chǎng)切換后光軸晃動(dòng)小于兩個(gè)像素的穩(wěn)定精度。設(shè)計(jì)結(jié)果表明,該紅外成像告警系統(tǒng)光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、成像質(zhì)量好,滿足目標(biāo)探測(cè)要求,在紅外成像告警領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

紅外成像系統(tǒng)組成示意圖

長(zhǎng)波紅外分系統(tǒng)初始處于大視場(chǎng)搜索模式,待系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),磁力鎖緊機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)電磁鐵同時(shí)通電工作,變倍鏡組瞬間切出系統(tǒng)光路,此時(shí)旋轉(zhuǎn)電磁鐵低電壓保持力矩,磁力鎖緊機(jī)構(gòu)斷電鎖緊定位,系統(tǒng)變?yōu)殚L(zhǎng)焦小視場(chǎng)工作模式,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)跟蹤。大/小視場(chǎng)切換速度達(dá)到80 ms以內(nèi),以確保目標(biāo)在視場(chǎng)切換過程中不會(huì)丟失。3.3 像質(zhì)評(píng)價(jià)

中波紅外成像系統(tǒng)為定焦成像系統(tǒng),鏡組為固定鏡組;長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)的變倍鏡組切出后為長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)的小視場(chǎng),鏡組為固定鏡組。鏡組均采用定心裝配工藝進(jìn)行裝配,故中波及長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)的小視場(chǎng)光軸重復(fù)精度均小于1個(gè)像素。長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)的變倍鏡組切入后為長(zhǎng)波紅外成像系統(tǒng)的大視場(chǎng),由于變倍鏡組切入光路時(shí)會(huì)引入傾斜、偏心誤差,對(duì)像質(zhì)產(chǎn)生影響,因此要嚴(yán)格控制變倍鏡組切入光路時(shí)產(chǎn)生的傾斜和偏心誤差。采用光學(xué)穿軸工藝對(duì)變倍鏡組進(jìn)行裝配,設(shè)備包括經(jīng)緯儀、精密平移臺(tái)、光柵尺和兩片十字分化板,如圖10所示。首先,將后固定鏡組的十字分化板1作為基準(zhǔn),將經(jīng)緯儀與后固定鏡組的十字分化板1進(jìn)行光學(xué)穿軸,即將基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換到經(jīng)緯儀;然后將變倍鏡組切入光路,將經(jīng)緯儀與變倍鏡組的十字分化板2進(jìn)行光學(xué)穿軸,從而實(shí)現(xiàn)變倍鏡組與后固定鏡組的光學(xué)穿軸。通過修切旋轉(zhuǎn)電磁鐵支座下的墊片可實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)緯儀反射像的穿心調(diào)整;移動(dòng)精密平移臺(tái)并以光柵尺作為位移反饋,通過修切機(jī)械限位處的墊片(圖中未顯示)對(duì)經(jīng)緯儀的中心像進(jìn)行穿心調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變倍鏡組的光學(xué)穿軸裝配[16-17]。進(jìn)而能夠最大程度保證變倍鏡組切入光路后的光軸穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】：
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