CN218647230U - 一种可见红外多波段实时成像分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可见红外多波段实时成像分析系统，包括离轴主镜、次镜、转动设置的分光镜、第一成像组、第二成像组以及驱动分光镜转动的角度调节机构，所述角度调节机构包括冂形的固定架，所述分光镜转动安装于固定架的内部，所述分光镜的侧部连接有两组转动安装于固定架内壁上的连接柱，所述固定架的一侧转动设置有调节手柄，所述调节手柄的一端套设有第一齿轮，本实用新型前置光路采用离轴主镜结构，降低了结构复杂性和生产成本，后光路加入分光镜进行分光，实现了可见光和长波红外的一体化与同时成像，通过设置合理的分光镜倾斜角度以及对红外校正镜进行有效偏心处理，可使两波段的成像质量良好。

Description

一种可见红外多波段实时成像分析系统

技术领域

本实用新型涉及多波段成像技术领域，具体为一种可见红外多波段实时成像分析系统。

背景技术

早期的多波段成像常采用分口径的方法，系统体积庞大、制造成本偏高，难以保证不同孔径探测时间、空间上的一致性。随着加工工艺的发展，多波段共孔径成为光电系统发展的方向。常用共口径结构由共用前置光路、分光元件及独立后置光路三部分组成。其中，前置光路的实现方式包括卡塞格林式、离轴三反式或折射透镜组。分光元件包括棱镜、分色镜等。后置光路一般由多个单独镜头外加能够响应不同波段的探测器组成。共孔径系统通常是将可见光通道作为主系统进行优化，在主系统确定共用前置光路后，进行红外通道的设计与优化。故红外通道的设计优化难度往往更大，且成像效果不佳。

经检索，申请号为202010263888.3的专利公开了一种多波段红外成像光学系统，所述系统包括：主镜、次镜、分光镜、中波成像透镜组、中波探测器焦面、长波成像透镜组和长波探测器焦面；所述主镜、次镜和分光镜沿光路顺序设置，所述主镜用于将系统的入射光线反射至所述次镜；所述次镜用于将主镜反射过来的光线反射至所述分光镜；所述分光镜用于将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像。该发明采用波段分区红外探测器，从而实现同一目标的不同红外波段探测成像。

上述方案虽然实现了同一目标的不同红外波段探测成像，但是由于红外波段的像质受到分光镜的倾斜角度的影响，且该方案不便于调节分光镜的角度，进而导致不同波段的成像质量较差，因此我们需要提出一种可见红外多波段实时成像分析系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可见红外多波段实时成像分析系统，前置光路采用离轴主镜结构，降低了结构复杂性和生产成本，后光路加入分光镜进行分光，实现了可见光和长波红外的一体化与同时成像，通过设置合理的分光镜倾斜角度以及对红外校正镜进行有效偏心处理，可使两波段的成像质量良好，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：一种可见红外多波段实时成像分析系统，包括离轴主镜、次镜、转动设置的分光镜、第一成像组、第二成像组以及驱动分光镜转动的角度调节机构，所述角度调节机构包括冂形的固定架，所述分光镜转动安装于固定架的内部，所述分光镜的侧部连接有两组转动安装于固定架内壁上的连接柱，所述固定架的一侧转动设置有调节手柄，所述调节手柄的一端套设有第一齿轮，其中一组所述连接柱上套设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。

优选的，所述离轴主镜呈倾斜设置，倾斜角度为度，所述次镜呈竖直设置，所述分光镜的转动角度的调节范围在0-60度。

优选的，所述固定架的一侧开设有通孔，所述通孔的内部嵌装有阻尼轴承，所述调节手柄插接于阻尼轴承的内圈。

优选的，所述第二齿轮与第一齿轮之间的传动比为6：1，所述第一齿轮转动六圈时，第二齿轮转动一圈。

优选的，所述连接柱连接在分光镜的侧部中间位置，所述分光镜以连接柱的轴向为转动中心进行转动，所述连接柱的一端通过轴承转动连接于固定架的内壁上。

优选的，所述固定架的一侧设置有刻度盘，所述刻度盘设置为圆形的刻度盘，所述刻度盘的分度值为1度。

优选的，所述调节手柄的侧壁上连接有指针，所述指针与刻度盘对齐设置，所述刻度盘的中心与调节手柄的中心对齐设置。

优选的，所述第一成像组设置为近红外相机，所述第二成像组设置为可见光相机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型前置光路采用离轴主镜结构，降低了结构复杂性和生产成本，后光路加入分光镜进行分光，实现了可见光和长波红外的一体化与同时成像，通过设置合理的分光镜倾斜角度以及对红外校正镜进行有效偏心处理，可使两波段的成像质量良好。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的光路图；

图3为本实用新型分光镜、角度调节机构和刻度盘的结构示意图；

图4为本实用新型角度调节机构的结构示意图。

图中：1、离轴主镜；2、次镜；3、分光镜；4、第一成像组；5、第二成像组；6、角度调节机构；61、固定架；62、阻尼轴承；63、调节手柄；64、第一齿轮；65、第二齿轮；7、连接柱；8、刻度盘；9、指针。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种可见红外多波段实时成像分析系统，包括离轴主镜1、次镜2、转动设置的分光镜3、第一成像组4、第二成像组5以及驱动分光镜3转动的角度调节机构6，角度调节机构6可驱动分光镜3在0-60度的范围内转动，角度调节机构6包括冂形的固定架61，分光镜3转动安装于固定架61的内部，分光镜3以其横向中轴线为旋转中心进行转动；其中，第一成像组4设置为近红外相机，第二成像组5设置为可见光相机。

分光镜3的侧部连接有两组转动安装于固定架61内壁上的连接柱7，固定架61的一侧转动设置有调节手柄63，调节手柄63设置为圆柱状手柄，调节手柄63的一端套设有第一齿轮64，其中一组连接柱7上套设有第二齿轮65，第一齿轮64和第二齿轮65啮合，拧动调节手柄63，带动第一齿轮64转动，第一齿轮64带动第二齿轮65转动，第二齿轮65带动连接柱7转动，连接柱7带动分光镜3转动。

离轴主镜1呈倾斜设置，倾斜角度为15度，方便将光线反射到次镜2上，次镜2呈竖直设置，分光镜3的转动角度的调节范围在0-60度，由于分光镜3的倾斜角度对红外波段成像质量影响较大，设置合理的倾斜角度有利于提高可见光波段的成像质量。

固定架61的一侧开设有通孔，通孔的内部嵌装有阻尼轴承62，调节手柄63插接于阻尼轴承62的内圈。

第二齿轮65与第一齿轮64之间的传动比为6：1，具体的，第二齿轮65上的齿数为第一齿轮64上的齿数的六倍，第一齿轮64转动六圈时，第二齿轮65转动一圈，即当调节手柄63驱动第一齿轮64转动一圈时，第二齿轮65刚好转动六分之一圈，即分光镜3刚好转动60度，此为分光镜3调节的最大角度。

连接柱7连接在分光镜3的侧部中间位置，分光镜3以连接柱7的轴向为转动中心进行转动，连接柱7的一端通过轴承转动连接于固定架61的内壁上。

固定架61的一侧设置有刻度盘8，刻度盘8设置为圆形的刻度盘，刻度盘8的分度值为1度。调节手柄63的侧壁上连接有指针9，指针9与刻度盘8对齐设置，刻度盘8的中心与调节手柄63的中心对齐设置。

使用时，光源发出的光线照射在离轴主镜1上，光线在离轴主镜1上反射后经过次镜2照射在分光镜3上，经过分光镜3的分光后，光线中的可见光照射在第二成像组5上，光线中的红外光照射在第一成像组4上；

为了提高红外波段成像质量，需调节分光镜3的倾斜角度，具体操作时，拧动调节手柄63，带动第一齿轮64转动，第一齿轮64带动第二齿轮65转动，且第一齿轮64转动一圈的过程中，第二齿轮65转动六分之一圈，即第二齿轮65通过连接柱7带动分光镜3转动0-60度，在分光镜3旋转的过程中找到分光镜3的最佳倾斜角度，该角度的数值为指针9指向的刻度盘8的数值除以六；还需要调节近红外相机中的红外校正镜，对其进行偏心处理，该处理方式为现有技术中较为成熟的处理方式，此处不再赘述，可使两波段的成像质量良好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于，包括：

离轴主镜；

设置在所述离轴主镜一侧的次镜；

设置在所述次镜一侧的并带有角度调节机构的分光镜；

设置在所述分光镜一侧的第一成像组，及

位于所述分光镜下方的第二成像组；

所述角度调节机构包括冂形的固定架，所述分光镜转动安装于固定架的内部，所述分光镜的侧部连接有两组转动安装于固定架内壁上的连接柱，所述固定架的一侧转动设置有调节手柄，所述调节手柄的一端套设有第一齿轮，其中一组所述连接柱上套设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述离轴主镜呈倾斜设置，倾斜角度为15度，所述次镜呈竖直设置，所述分光镜的转动角度的调节范围在0-60度。

3.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述固定架的一侧开设有通孔，所述通孔的内部嵌装有阻尼轴承，所述调节手柄插接于阻尼轴承的内圈。

4.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述第二齿轮与第一齿轮之间的传动比为6：1。

5.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述连接柱连接在分光镜的侧部中间位置，所述分光镜以连接柱的轴向为转动中心进行转动，所述连接柱的一端通过轴承转动连接于固定架的内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述固定架的一侧设置有刻度盘，所述刻度盘设置为圆形的刻度盘，所述刻度盘的分度值为1度。

7.根据权利要求6所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述调节手柄的侧壁上连接有指针，所述指针与刻度盘对齐设置，所述刻度盘的中心与调节手柄的中心对齐设置。

8.根据权利要求1所述的一种可见红外多波段实时成像分析系统，其特征在于：所述第一成像组设置为近红外相机，所述第二成像组设置为可见光相机。

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