CN202421618U - 一种多视场切换的红外成像系统 - Google Patents

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蔡国松
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Abstract

本实用新型涉及一种多视场切换的红外成像系统，包括在光路上沿光轴依次设置的调焦镜组和图像接收装置，调焦镜组之前的光路上设有前置透镜组，所述多视场切换的红外成像系统还包括一个用于控制所述前置透镜组中的对应透镜移入对应的光轴位置的控制装置，该控制装置驱动控制至少两个变倍电机，每个变倍电机用于控制对应透镜移入、移出其对应的光轴位置，在光路中与每个光轴位置均对应设有一个用于检测透镜移入光轴到位的移入传感器和一个用于检测透镜移出光轴到位的移出传感器，移入传感器和移出传感器的信号输出端连接到所述控制装置。由于采用了传感器反馈透镜位置信号，构成了透镜位置的闭环控制，从而实现了精确对心。

Description

一种多视场切换的红外成像系统
技术领域
本实用新型涉及一种能够进行多种视场切换的红外成像系统。
背景技术
在红外成像系统中，当观测大范围景物时需要采用宽视场，当观测小范围景物时需要采用小视场或中视场。一般采用前置透镜组切入光轴对应位置调节视场，前置透镜组包括宽视场物镜、中视场物镜、窄视场物镜，通过将某个或某几个透镜移入光轴，实现不同视场的变换。以三视场为例，比如，可以采用三个可移入移出透镜，依次移入移出实现三视场切换；或采用两个可移入移出的透镜，另一个固定在光轴上，通过移动两个透镜移入移出也能实现三视场切换。
但是现有的多视场切换的成像系统，采用手动或机械传动的方式将透镜移入光轴时难以保证透镜对心准确，造成成像达不到预期效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种多视场切换的红外成像系统，用以解决现有多视场切换过程中造成的对心不准确的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种多视场切换的红外成像系统，包括在光路上沿光轴依次设置的调焦镜组和图像接收装置，调焦镜组之前的光路上设有前置透镜组，所述多视场切换的红外成像系统还包括一个用于控制所述前置透镜组中的对应透镜移入对应的光轴位置的控制装置，该控制装置驱动控制至少两个变倍电机，每个变倍电机用于控制对应透镜移入、移出其对应的光轴位置，在光路中与每个光轴位置均对应设有一个用于检测透镜移入光轴到位的移入传感器和一个用于检测透镜移出光轴到位的移出传感器，所述移入传感器和移出传感器的信号输出端连接到所述控制装置。
所述前置透镜组中的透镜包括宽视场物镜、中视场物镜和窄视场物镜。
所述移入传感器，移出传感器为霍尔传感器。
所述变倍电机为直流无刷电机。
所述控制装置还控制连接一个用于驱动调焦镜组沿光轴移动的调焦电机。
所述调焦电机为步进电机。
光路中还设有用于检查调焦电机位置的传感器。
本实用新型的成像系统，由于采用了传感器反馈透镜位置信号，实现了透镜位置的闭环控制，从而实现了精确对心。
附图说明
图1是本实用新型的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示的一种多视场切换的红外成像系统，多视场为三视场，分为宽视场、中视场、窄视场。包括在光路上沿光轴依次设置的调焦镜组、图像接收装置和控制装置，调焦镜组之前的光路上设有前置透镜组，该控制装置驱动控制变倍电机1与变倍电机2，变倍电机1用于控制中视场物镜移入、移出其对应的光轴位置，变倍电机2用于控制宽视场物镜移入、移出其对应的光轴位置，窄视场物镜固定在光轴上。
当红外组件观测大范围景物时采用大视场，此时，将宽视场物镜切换到镜组中图像显示宽视场画面，同样可以将中视场物镜切换到镜组中而将宽视场物镜切换出去显示中视场画面，当显示窄视场画面时，需将宽视场、中视场物镜从镜组中切换出去。在宽、中、窄切换的同时，还需驱动调焦电机运动，带动调焦镜组运动直到达到图像清晰的位置。
为了对前置透镜组中的物镜移入到位进行准确判断，在光路上与移入透镜的对应位置，安装了传感器，传感器发送信号给控制装置，控制装置实时判断视场物镜的位置，当对心准确时，使变倍电机停机，透镜停止运动。若出现位置偏差，通过控制装置控制变倍电机带动透镜进行调整以修正偏差。需要切换视场时，首先将当前视场透镜移出，通过移出传感器获知其已经移出，然后操作需切换的视场透镜移入。实现了一个以透镜位置为控制量的闭环控制系统，从而达到对心准确的效果。以宽视场物镜移入过程为例，在移入过程中通过CPU的相应IO口检测传感器信号，判断宽视场物镜是否在所需切换到位的状态（大视场霍尔器件反馈信号为高则不是到位状态，为低则是到位状态），如果到位，CPU停止对大视场电机的控制，然后判断是否有调焦直线电机的前进或后退的命令，并根据命令控制调焦电机前进或后退，CPU在对调焦直线电机进行运动控制的同时，不断地判断调焦霍尔器件的状态，如果调焦霍尔器件输出为低，则不再接受调焦的指令，并停止对调焦直线电机的运动控制。
为了达到更好的效果，在前置透镜的移出位置也设置了传感器，对应调焦镜组的位置也设置了一组传感器。控制装置的主处理器CPU采用TMS320LF2407A；传感器采用霍尔传感器；变倍电机类型采用直流有刷电机（FAULBER公司的2224U012SR），调焦电机采用直线步进电机。

Claims (7)

1.一种多视场切换的红外成像系统，包括在光路上沿光轴依次设置的调焦镜组和图像接收装置，调焦镜组之前的光路上设有前置透镜组，所述多视场切换的红外成像系统还包括一个用于控制所述前置透镜组中的对应透镜移入对应的光轴位置的控制装置，该控制装置驱动控制至少两个变倍电机，每个变倍电机用于控制对应透镜移入、移出其对应的光轴位置，其特征在于，在光路中与每个光轴位置均对应设有一个用于检测透镜移入光轴到位的移入传感器和一个用于检测透镜移出光轴到位的移出传感器，所述移入传感器和移出传感器的信号输出端连接到所述控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，所述前置透镜组中的透镜包括宽视场物镜、中视场物镜和窄视场物镜。
3.根据权利要求1或2所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，所述移入传感器，移出传感器为霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，所述变倍电机为直流无刷电机。
5.根据权利要求1所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，所述控制装置还控制连接一个用于驱动调焦镜组沿光轴移动的调焦电机。
6.根据权利要求5所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，所述调焦电机为步进电机。
7.根据权利要求5或6所述的一种多视场切换的红外成像系统，其特征在于，光路中还设有用于检查调焦电机位置的传感器。
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