[发明专利]一种基于微扫描透镜的折反式红外偏振成像光学系统

说明书

本发明涉及一种基于微扫描透镜的折反式红外偏振成像光学系统，包括折反组件、透镜组件、探测器红外窗口(8)、滤光片(9)和像面(10)，入射光线入射至折反组件，并由折反组件折返至透镜组件，所述的入射光线依次穿过透镜组件、探测器红外窗口(8)以及滤光片(9)，投映至像面(10)；所述的透镜组件包括若干块透镜，所述的入射光线依次穿过若干块透镜，所述的入射光线最后穿过的一块透镜为微扫描透镜。与现有技术相比，本发明具有成像质量高、加工难度小和装配容差大等优点。

技术领域

本发明涉及红外偏振成像技术领域，尤其是涉及一种基于微扫描透镜的折反式红外偏振成像光学系统。

背景技术

红外偏振探测技术可以识别辐射强度相同而偏振特性不同的物体，能够不受一些复杂环境以及伪装和干扰的影响，具有相当大的优势和广泛的应用领域。分焦平面法偏振成像是当前偏振成像的研究热点，它通过把不同角度的偏振阵列集成到焦平面前的方式实现偏振，具有对动态场景成像、结构紧凑等优点，但分焦平面法偏振成像测量过程存在瞬时视场误差且图像分辨率降低的缺陷。

微扫描技术可以实现同一场景下的多帧具有像素位移的图像采集，是当前的研究热点，国内外都对其展开了广泛的研究。Chun在《High-resolution polarizationsensitive imaging sensors》中使用微扫描技术，实时获取3帧具有1个像素位移的图像序列，然后确定被测目标的强度、偏振度和偏振角信息，有效地弥补了分焦平面偏振成像技术所带来的瞬时视场误差以及分辨率降低问题，该专利通过控制两个倾斜的平行平板实现具有1个像素位移图像帧的采集；X.F.ZHANG等人在《Super-resolution imaging forinfrared micro-scanning optical system》中基于微扫描系统实现高分辨率红外成像，进行了红外微扫描光学系统的设计，通过控制两个透镜实现具有亚像素位移的低分辨率图像帧的采集；中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所在《基于聚焦透镜的微扫描应用》中介绍了一种基于聚焦透镜的微扫描应用，利用微扫描技术实现成像系统分辨率的提高，华中光电技术研究所在《红外系统微扫描技术研究》中也展开了对基于微扫描透镜系统的设计研究，这两种方案都是通过将最后一片聚焦透镜作为微扫描透镜实现图像的采集，相对于两个微扫描透镜的设计降低了加工成本，提高了位移的精度。

基于微扫描透镜的红外偏振光学系统的光学设计难点在于：一是要求微扫描透镜位移对成像质量影响尽可能降低，二是需要实现焦平面位移与探测器像元的高度匹配对准，要求微扫描透镜的同轴度、位置度、扫描位移等公差不敏感。目前，基于微扫描透镜的光学设计未对系统的同轴度、位置度、扫描位移等重要参数作详细说明和分析，难以保证微扫描透镜在位移过程中的成像质量，对系统装调提出了很高的要求。因此，同时具有高成像质量，和加工难度小、装配容差大的微扫描透镜光学系统研制依然是比较困难的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于微扫描透镜的折反式红外偏振成像光学系统，成像质量高，加工难度小，装配容差大。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于微扫描透镜的折反式红外偏振成像光学系统，包括折反组件、透镜组件、探测器红外窗口、滤光片和像面，入射光线入射至折反组件，并由折反组件折返至透镜组件，所述的入射光线依次穿过透镜组件、探测器红外窗口以及滤光片，投映至像面；

所述的透镜组件包括若干块透镜，所述的入射光线依次穿过若干块透镜，所述的入射光线最后穿过的一块透镜为微扫描透镜。

进一步地，所述的折反组件、透镜组件、探测器红外窗口、滤光片和像面同轴设置。

进一步地，所述的折反组件包括头罩、主反射镜和次反射镜，所述的次反射镜位于头罩和主反射镜之间，所述的入射光线穿过头罩，并入射至主反射镜，所述的主反射镜将入射光线反射至次反射镜，所述的次反射镜将入射光线反射至透镜组件。