CN206740962U - 一种二维红外光雷达关键光学补偿组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种二维红外光雷达关键光学补偿组件，本实用新型涉及一种折射式光学稳像装置和一种反射式光学摆扫装置，它由物镜组、光学稳像机构、目镜组、光学摆扫装置和红外探测器构成。本实用新型的有益效果为：光学稳像装置可以实现红外探测器快速连续的进行360度的空间搜索，同时光学摆扫装置可以实现探测空间垂直视场的扩展，形成一个二维的红外探测空间，就是一个二维红外光雷达。

Description

一种二维红外光雷达关键光学补偿组件

技术领域

本实用新型涉及一种二维红外光雷达关键光学补偿组件。

背景技术

红外光学雷达的关键部件是红外光学稳像摆扫组件，它的结构由一个光学镜头、一个光学扫描机构和一个光学稳像机构组成，如图1，当系统转台高速旋转后，根据转台运动的速度，其中同步的光学稳像机构中的补偿镜进行相反方向的适当调节，使得光线在光路中产生逆向偏转，这样外围景物发生移动时，相对于红外探测器而言，图像位置没有发生变化，这样可以增加红外光学探测器的积分时间(曝光时间)，达到快速周视扫描图像时稳象的作用。

同时，远距离探测时由于垂直方向上的视场角比较小，监控范围窄，需要扩大视场，通常的二维转台完成一个垂直视场的切换需要1s左右的时间，而且定位精度一般只有0.01度，但是红外光学稳像摆扫组件的另一组光学扫描机构可以接受指令，迅速正向或者反向旋转一个视场的角度，扩大垂直视场。由于光学扫描机构的动作时间可以在毫秒内完成，几乎不影响红外光学雷达的水平探测效果，比常规的旋转台完成抬头动作速度快两个数量级，定位精度可以控制在0.1mrad。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二维红外光雷达关键光学补偿组件，它带有折射式光学稳像装置和反射式光学摆扫装置的光学镜头，光学稳像装置能够有效的发挥探测器的最大性能，快速的进行空间360的扫描，达到快速捕捉空间景象的效果；光学摆扫装置可以实现快速扫描状态下迅速的完成垂直视场的扩展，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种二维红外光雷达关键光学补偿组件，它由光学镜头、光学摆扫机构、光学稳像机构和红外探测器组成，光学镜头内部有物镜组和目镜组，光学稳像装置位于物镜组和目镜组中间；所述光学稳像装置由有限转角力矩电机和补偿棱镜组成，所述有限转角力矩电机在控制器的控制下带动补偿棱镜旋转；

静止状态下，所述物镜组接红外收光学光线，经处理后在后端显视设备显示；

高速旋转扫描时，所述有限转角力矩电机在控制器的控制下带动补偿棱镜逆向旋转，让光学反向发生位移，保证在所述红外探测器的曝光时间内接受到的景物图像没有变化，输出清晰的图像。

与现有技术相比，本实用新型的二维红外光雷达关键光学补偿组件具有以下优点：

二维红外光雷达光学稳像摆扫组件，包括一个光学镜头、一个光学摆扫机构和一个光学稳像机构组成，光学镜头内部有物镜组和目镜组，中间是光学稳像装置。光学稳像装置由有限转角力矩电机和棱镜组成，电机通过控制器控制其运动。带有折射式光学稳像装置和反射式光学摆扫装置的光学镜头，光学稳像装置能够有效的发挥探测器的最大性能，快速的进行空间360的扫描，达到快速捕捉空间景象的效果；光学摆扫装置可以实现快速扫描状态下迅速的完成垂直视场的扩展，形成一个二维的红外探测空间，就是一个二维红外光雷达。

附图说明

图1为本实用新型二维红外光雷达关键光学补偿组件的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种二维红外光雷达关键光学补偿组件，它由一个光学镜头、一个光学摆扫机构1、一个光学稳像机构2和红外探测器3组成，光学镜头内部有物镜组4和目镜组5，光学稳像装置位于物镜组和目镜组中间。

光学稳像装置由有限转角力矩电机和补偿棱镜6组成；

静止状态下，物镜组接红外收光学光线，经处理后在后端显视设备显示；

高速旋转扫描时，有限转角力矩电机在控制器的控制下带动补偿棱镜逆向旋转，让光学反向发生位移，保证在红外探测器的曝光时间(积分时间)内接受到的景物图像没有变化，输出清晰的图像。

光学稳像装置可以实现红外探测器快速连续的进行360度的空间搜索，同时光学摆扫装置可以实现探测空间垂直视场的扩展，形成一个二维的红外探测空间，就是一个二维红外光雷达。

所述有限转角力矩电机，控制精度高，定位速度快。

本实用新型的工作原理为：本实用新型光学稳像摆扫组件，静止状态下物镜组接红外收光学光线，经处理后在后端显视设备显示。高速旋转扫描时如果没有光线稳像装置，红外探测器在积分时间内接受到的图像是移动的，实际会显示发虚的图像。而如果折射式光学扫描稳像装置中的有限转角力矩电机在控制器的控制下带动棱镜逆向旋转，让光学反向发生位移，保证在红外探测器的曝光时间(积分时间)内接受到的景物图像没有变化，输出清晰的图像。

同时在扫描的过程中一个周期内，水平方向是360的视场，垂直方向是一个视场的角度，实际使用中由于视场狭窄，不能充分观察，需要红外探测系统向上或者向下阶跃一个或者几个视场，目前比较常用的是通过二维转台的俯仰运动实现，但是这种运动方式周期长，达到秒级的时间，而且定位精度差，还有抖动，大大影响图像质量。通过光学摆扫装置可以迅速完成视场阶跃运动，时间为毫秒级，定位精度高，结构简单。

本项发明可以应用于红外光学扫描搜索和跟踪，在海岛监控、舰艇搜跟、飞机对地扫描、对空警戒、卫星遥感成像、森林防火、监狱和场馆的安全监控等应用具有极大的意义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种二维红外光雷达关键光学补偿组件，其特征在于：它由光学镜头、光学摆扫机构、光学稳像机构和红外探测器组成，光学镜头内部有物镜组和目镜组，光学稳像装置位于物镜组和目镜组中间；所述光学稳像装置由有限转角力矩电机和补偿棱镜组成，所述有限转角力矩电机在控制器的控制下带动补偿棱镜旋转；

静止状态下，所述物镜组接红外收光学光线，经处理后在后端显视设备显示；

高速旋转扫描时，所述有限转角力矩电机在控制器的控制下带动补偿棱镜逆向旋转，让光学反向发生位移，保证在所述红外探测器的曝光时间内接受到的景物图像没有变化，输出清晰的图像。