TWI587001B

TWI587001B - 紅外線成像系統

Info

Publication number: TWI587001B
Application number: TW102115692A
Authority: TW
Inventors: 費德瑞克Ｗ金頓; 麥克Ｇ弗利; 麥克Ｄ厄尼斯特; 喬治Ｔ史多瑟; 大衛Ｊ馬卡森; 理查Ｃ喬根斯
Original assignee: 雷神公司
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2017-06-11
Also published as: US9225914B2; EP2867713A2; TW201400856A; EP2867713B1; WO2014014547A3; US20140002665A1; WO2014014547A2

Description

紅外線成像系統

本發明係有關於紅外線成像系統。

發明背景

前視紅外線(FLIR)成像系統被使用於包含美國軍隊的許多機構之許多應用中。一共同的模組方法已被採用於前視紅外線系統之生產以及服役以允許對於核心前視紅外線構件之共同的接觸，以便減低成本且便利維修，而同時保持感應器組態中之彈性以及在感應器之間的共同樣子以及感覺。美國軍隊使用前視紅外線套件(其包含一個或多個前視紅外線模組)於多數地面戰鬥車輛平臺感應器中。例如，依據前視紅外線技術為基礎之武器瞄準支援戰場監視以及目標獲得。它們允許砲手以及戰場指揮官檢測、辨識以及對準敵人平臺，即使在低能見度之情況，例如，在夜間及/或當有朦朧，例如，空氣中之煙霧、霧以及灰塵時。目前美國軍隊地面戰鬥車輛使用第二代FLIR水平技術整合(HTI)模組以提供紅外線(IR)成像器。美國專利第5510618號案說明第二代前視紅外線水平技術整合B-套件之範例。

發明概要

一些傳統的前視紅外線(FLIR)套件不提供在非常長範圍(例如，在超出威脅協定範圍或最大軍火範圍之範圍)之檢測、辨識或確認威脅的能力。此外，感應器視域可能是較窄於支援短的獲得時間之所需者。試圖升級FLIR模組以藉由技術進步之改進性能已包括取代整個感應器系統(其是昂貴)，以及以小型像素長波紅外線(LWIR)感應器升級，其雖然提供較佳於在一些較舊系統中被使用之感應器的性能，但由於空間限制設備中單一頻帶的限制，而仍然無法提供最高位準的性能。

某些實施例是針對一紅外線成像感應器，其是藉由調適在可應用的A-套件內之可用空間以及提供顯著改進之檢測、辨識、以及確認範圍，而支援升級至第二代前視紅外線(FLIR)水平技術整合(HTI)B-套件為基礎的感應器。

論點以及實施例是針對包含一組折射光機械模組以及反向可相容電子模組的一前視紅外線B-套件，其可被使用以升級現有的第二代長波紅外線水平技術整合B-套件為基礎之感應器系統而提供大大地被延伸之確認範圍及/或一超寬視域(FOV)。電子模組也可被使用以支持第二代長波紅外線水平技術整合感應器。長波紅外線B-套件之實施例被組態以安裝在現有的第二代長波紅外線水平技術整合B-套件模組之台面面積內，因而對於感應器系統提供有效的式樣翻新選擇。

依據一實施例，可相容於第二代前視紅外線(FLIR)B-套件之一紅外線成像感應器，包括一組折射光機械模組(其被組態以接收以及聚焦至少該中間波紅外線(MWIR)以及長波紅外線(LWIR)頻帶中之紅外線電磁輻射)，該組折射光機械模組包含一無焦光學模組(其被組態以提供用於紅外線成像感應器之複數個視域)，以及一聚焦胞元(其被組態以聚焦該紅外線電磁輻射)；一接收器組件，其包含杜瓦式(Dewar)容器內之一檢測器，該檢測器光學地耦合至該聚焦胞元並且被組態以自該聚焦胞元而接收該紅外線電磁輻射並且自該紅外線電磁輻射而產生一電子影像；以及至少一電子模組，其被組態以提供用於該紅外線成像感應器之一電子界面，並且處理該電子影像。

於一範例中，該無焦光學模組被組態以提供至少四個視域。於一範例中，該等至少四個視域包含一超窄視域、一窄視域、一寬視域、以及一超寬視域。於另一範例中，該等至少四個視域包含5個視域，其進一步包含一中等視域。於這範例中，接收器組件可包含一視域機構，該視域機構被組態以在超窄視域以及窄視域之間切換該感應器視域。於另一範例中，該等至少四個視域包含一超窄視域、一窄視域、一中等視域、以及一寬視域。該無焦光學模組可被組態以接收以及放大之MWIR以及LWIR頻帶中之電磁輻射並且經由聚焦胞元輸出被放大的電磁輻射。於一範例中，無焦光學模組包括複數個視域(FOV)胞元，各被組態以提供該等複數個視域之一者，該等複數個視域胞元是被配置在一旋轉結構上，該旋轉結構被組態以以相對於該聚焦胞元而旋轉，以便使該等複數個視域胞元之一者與該聚焦胞元對齊。無焦光學模組可進一步包含被配置在該旋轉結構上之一熱參考源。無焦光學模組可進一步包括一可移動鏡片，該可移動鏡片是可移進以及移出在無焦光學模組的一輸入孔徑以及該等複數個視域胞元的至少一者之間一光學路線。於一範例中，聚焦胞元是供用於無焦光學模組之一目鏡。於另一範例中，杜瓦式容器內包含一雙f/#可變孔徑機構，該雙f/#可變孔徑機構被組態以提供用於該等複數個視域之至少一第一個的一第一f/#，以及用於該等複數個視域之至少一第二個的一第二f/#。該接收器組件可進一步包含一成像器，該成像器被組態以引導來自該聚焦胞元之該紅外線電磁輻射至杜瓦式容器內之檢測器。該接收器組件可進一步包含一影像移動補償鏡。於一範例中，該影像移動補償鏡被組態以供用於反掃瞄成像。該檢測器可以是，例如，一個二維聚焦平面陣列。

依據另一實施例，一紅外線成像感應器包括一無焦光學組件，其包含一輸入孔徑，該輸入孔徑被組態以自遠處物體、聚焦胞元、被配置在被組態以相對於該聚焦胞元而旋轉之旋轉結構上的複數個視域(FOV)胞元而接收紅外線電磁輻射，以便使該等複數個視域胞元之一者對齊於聚焦胞元，其中各個該等視域胞元具有一不同的視域；一接收器組件，其包含光學地耦合至聚焦胞元之一檢測器，並且被組態以自聚焦胞元接收紅外線電磁輻射，並且提供遠處物體之一影像；以及至少一電子模組，其被組態以界接紅外線成像感應器與其他感應器模組並且處理該遠處物體之影像。

於一範例中，該等複數個視域胞元包含一超窄視域胞元、一寬視域胞元以及一超寬視域胞元。該無焦光學組件可進一步包含一可移動鏡片，該可移動鏡片被組態而可移進入以及移出在該輸入孔徑以及該等視域胞元之至少一者之間的一光學路線。於另一範例中，該等複數個視域胞元包含一中等視域胞元、一寬視域胞元以及選擇性的一超寬視域胞元，並且該接收器組件進一步包含一視域機構，該視域機構被組態以在一超窄視域以及一窄視域之間切換感應器之視域。於一範例中，紅外線電磁輻射包含波長範圍大約3至5微米(μm)中之中間波紅外線輻射以及波長範圍大約8至12微米中之長波紅外線輻射。

其他論點、實施例以及這些範例論點與實施例之優點將在下面更詳細被討論。此處揭示之實施例是可以任何方式相符於此處揭示之至少一原理而與其他實施例被組合，並且參考至“一實施例”、“一些實施例”、“一不同實施例”、“各種實施例”、“一個實施例”或其類似者不必定地是相互地排斥，並且有意地指示上述之一特定特點、結構、或特性可被包含在至少一實施例中。此處出現的此些名詞不必定地全部都是涉及相同實施例。

100‧‧‧瞄準組件

110‧‧‧瞄準框架

122、124、126‧‧‧電路卡組件

130‧‧‧接收器組件

140‧‧‧無焦光學組件

152、154‧‧‧彈性電路組件

160‧‧‧電磁干擾屏障組件

170‧‧‧組裝瞄準器

180‧‧‧滑動環形組件

190‧‧‧鏡頭組件

210‧‧‧影像移動補償(IMC)鏡

220‧‧‧聚焦胞元

230‧‧‧杜瓦式容器

310‧‧‧旋轉臺

320‧‧‧超廣視域胞元

330‧‧‧廣視域胞元

340‧‧‧超窄視域胞元

350‧‧‧翻轉鏡片

355‧‧‧致動器組件

360‧‧‧熱參考源(TRS)

370‧‧‧外罩

380‧‧‧連接器

390‧‧‧中等視域胞元

410‧‧‧低溫冷卻器

415‧‧‧容器窗口

420‧‧‧疊鏡

425‧‧‧冷卻器控制模組

430a-h‧‧‧鏡片

440‧‧‧濾波器輪

450‧‧‧界面電路

460‧‧‧熱轉移套帶

500‧‧‧B-套件

510‧‧‧A-套件

520‧‧‧物鏡

530‧‧‧電磁輻射

540‧‧‧光學成像器

550‧‧‧檢測器

570‧‧‧視域機構

至少一實施例之各種論點將在下面參考附圖而被討論，該等附圖不必定是依尺度被繪製。該等圖式被包含以提供圖解之說明以及各種論點與實施例之進一步的了解，並且被包含以及構成這說明之一部份，但其不是有意視為對本發明之限制定義。於圖式中，於各圖式中被圖解說明之各個相同或接近相同的構件利用相同號碼被表示。為了簡明目的，不是每個構件都可被標明於每個圖式中。於圖式中：圖1A是依據本發明的論點之包含前視紅外線(FLIR)B-套件模組的一瞄準組件範例之分解圖；圖1B是依據本發明的論點之圖1A的瞄準組件範例之組裝圖；圖2是依據本發明論點之被展示的組裝以及包含前視紅外線B-套件之圖1的瞄準框架組件範例圖；圖3A是依據本發明論點之用於前視紅外線B-套件模組的無焦光學組件範例之剖視圖；圖3B是圖3A之無焦光學組件的另一圖形；圖3C是依據本發明論點之圖3A以及3B的無焦光學組件之另一圖形，其展示組件之底面；圖3D是依據本發明論點之圖3A的無焦光學組件之窄視域組態範例的圖解說明；圖3E是依據本發明論點之圖3A的無焦光學組件之寬視域組態範例的圖解說明；圖3F是依據本發明論點之圖3A的無焦光學組件之超寬視域組態範例的圖解說明；圖4A是依據本發明論點的接收器組件之範例圖形，為清楚起見其外罩被移除；圖4B是依據本發明論點之圖4A的接收器組件範例之側視圖；圖4C是依據本發明論點之圖4A以及4B的接收器組件之另一範例側視圖；圖4D是依據本發明論點之圖4A-4C的接收器組件之部份圖形；圖5A是依據本發明論點之光學系統範例的方塊圖；以及圖5B是依據本發明論點之光學系統的另一範例的方塊圖。

較佳實施例之詳細說明

論點以及實施例是針對一長波紅外線B-套件，選擇性地涉及第三代長波紅外線B-套件，其可被使用以升級使用現有的第二代長波紅外線水平技術整合B-套件模組的感應器系統。於一實施例中，前視紅外線B-套件包含一組紅外線(IR)感應器模組，其包含一個或多個折射光機械模組以及電子模組。該電子模組可包含電子電路卡組件，其是反向相容於遺留的第二代長波紅外線B-套件並且順向相容於第三代長波紅外線B-套件。反向相容性提供過時緩衝至第二代長波紅外線水平技術整合模組，並且順向相容性允許第三代長波紅外線B-套件再使用電子模組，而以新的特點升級第二代長波紅外線B-套件。長波紅外線B-套件之實施例，除了匹配現有的第二代長波紅外線水平技術整合B-套件之視域外，也提供一視域，其提供改進的感應器解析度，而允許感應器系統達成極大範圍的性能(於一些範例中，在良好情況之下，比較於遺留的第二代前視紅外線B-套件為基礎之感應器系統，其是多於加倍的取得範圍)，並且可以提供較寬之視域，如在下面之進一步的討論。

應了解，此處討論的方法以及裝置之實施例是不受限定於應用至下面說明或附圖中之圖解說明所提出之構件的結構以及配置之細節。方法以及裝置是可實作於其他實施例中，並且可以各種方式被實施或被實行。特定實作範例於此處被提供僅作為圖解說明之目的並且不欲作為限定。同時，此處被使用之語法以及術語也是作為說明之目的，並且不應被視為限定。此處使用之“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“包含有”以及其變化意謂著包含後面所列出之項目與其等效者以及另外項目。“或”可被理解為包含性，因而使用“或”敘述之任何名詞可表示單一、多於一、以及所有的所述項目的任何一者。

參看至圖1A，其圖解說明依據一實施例之包含前視紅外線B-套件模組的瞄準組件範例之分解圖。瞄準組件100包含一瞄準框架110(其外罩電路卡組件122、124與126(有選擇性地)、一接收器組件130、以及一無焦光學組件140。接收器組件130以及無焦光學組件140被裝設在框架110之內並且分別地經由彈性電路組件152、154被耦合至其他構件。瞄準組件100可進一步包含一電磁干擾屏障組件160。於一範例中，該電路卡組件122是一機構控制電路卡組件，並且電路卡組件124、126是數位處理電路卡，如下面之進一步的討論。

圖1B是圖解說明包含元件100(被展示於組裝中)之組裝系統170的範例，以包含圖1A中展示之構件。該瞄準器170進一步包含滑動環形組件180以及一鏡頭組件190。

依據某些範例，元件122、124、126、130以及140組成一B-套件，其可在多數個感應器系統之間共用；並且元件160、154、110以及152是構件，其可被包含在一‘‘A-套件”中，該“A-套件”可以是不同的感應器系統獨特者。於一些實施例中，B-套件共用構件被組態以調適於被分配在傳統的第二代前視紅外線B-套件模組之現有的系統中之空間內，以至於它們可被使用作為式樣翻新構件。因此，例如，組裝瞄準器170之全部尺度可以是可匹配於包含第二代長波紅外線B-套件的那些瞄準組件，以至於這些瞄準組件可能是容易地被容納作為現有系統內之取代部件。

圖5A是展示在一B-套件500以及一A-套件510間之關係範例的光學系統範例之方塊圖。A-套件可包含被使用以安裝以及操作光學系統之各種結構以及構件，其包含，例如，平衡環(用以架置該系統至一運載工具或其他平臺)、瞄準線控制以及迴轉儀，互連至其他系統、以及使用者界面(例如、控制以及顯示)。例如，於光學系統之操作中，抖動(例如，可能由於當其被使用時瞄準移動之發生)可使得到的影像模糊不清。因此，於一實施例中，鏡頭組件190或A-套件510包含被組態以幫助改進影像穩定之迴轉儀，如在下面之進一步的討論。

依據一實施例，無焦光學組件140包含一物鏡520，其接收入射電磁輻射530以及引導其進入無焦光學組件中。於一實施例中，無焦光學組件具有使用被裝設在一旋轉臺310上之複數個視域(FOV)胞元被實作之複數個可選擇的視域，其允許一使用者在視域之間作選擇，如在下面之進一步的討論。電磁輻射經由該等視域胞元之一選擇的一者被引導至一聚焦胞元220，其引導該電磁輻射至接收器組件130。無焦光學組件140之實施例在下面參考圖3A-3F更詳細地被討論。接收器組件130可包含具有複數個鏡片及/或透鏡之一光學成像器540，其被組態以接收以及聚焦來自聚焦胞元220進入的電磁輻射530至檢測器550上。檢測器可以是一聚焦平面陣列，或其他成像檢測器。於一實施例中，尤其是對於紅外線成像應用，該檢測器550被罩在一杜瓦式容器230之內，其可藉由低溫冷卻器410被冷卻。接收器組件130在下面參考圖4A以及4B進一步被討論。

圖2是圖解說明依據一實施例之組裝的前視紅外線B-套件之範例，該前視紅外線B-套件包含被組裝在瞄準框架110內之無焦光學組件140以及接收器組件130。

再次參看至圖5A，如上面之討論，B-套件500包含一個或多個電路卡組件122、124及/或126。於一實施例中，電路卡組件124及/或126提供控制與狀態通訊，以及在 B-套件500以及A-套件510構件之間的視訊資料轉移。如圖5A中之圖解說明，B-套件可進一步包含一電力過濾器以及調節器560，其自A-套件510接收電力以及供應電力至B-套件500之構件，如必須的話，則選擇地經由彈性電路組件153以及154，至電路卡組件122及/或電路卡組件124及/或126。

於一實施例中，接收器組件130包含一影像移動補償(IMC)鏡210，其引導光自無焦光學組件140之聚焦胞元220經由光學成像器540至被安置在杜瓦式容器230內之檢測器550。IMC鏡210可被使用以減低抖動以及改進影像穩定性。於一範例中，被包含在前視紅外線B-套件500中的電路卡組件122、124及/或126之至少一者包含一影像移動補償控制器，該影像移動補償控制器被組態以如上面討論地，使用一迴轉儀而補償鏡頭量測之移動中的誤差。於某些範例中，鏡頭組件190中之鏡頭可以是相對地大及/或重的，並且，因此，可能受限制定於細小的移動。因此，影像移動補償控制器可依據來自迴轉儀之量測而調整IMC鏡210之定位以補償抖動並且改進影像穩定性以及減低模糊。此外，IMC鏡210可被使用以提供“反掃瞄”，其在步進至下一個影像位置之前在時間上相反作用瞄準線移動以在影像收集期間“凍結”一影像，因而允許快速之廣域尋找。

如上面之討論，無焦光學組件被組態而具有多數個不同可選擇之視域。參看至圖3A-3F，於一實施例中，無焦光學組件140包含被配置在可旋轉臺310上之多數個視域胞元。藉由旋轉該旋轉臺310，視域胞元之任何一者可被對齊於聚焦胞元220因而得到供瞄準之一選擇的視域。於一些範例中，該可旋轉臺310被稱為一旋轉視域輪。於一實施例中，無焦光學組件具有四個可選擇之視域，亦即，一超窄視域(UNFOV)、一窄視域(NFOV)、一寬視域(WFOV)以及一超寬視域(UWFOV)。其他實施例以一中等視域(MFOV)取代該UWFOV，或實作支援5個視域(例如，UNFOV、NFOV、MFOV、WFOV以及UWFOV)之光學元件，如在下面之進一步的討論。

於一實施例中，無焦光學組件140包含一廣視域胞元330、一超廣視域胞元320以及一超窄視域胞元340。於一範例中，光學系統具有以UNFOV組態之大約為水平1.24度與垂直0.7度之一視域(亦即，UNFOV胞元340對齊於聚焦胞元220)。於另一範例中，光學系統具有以WFOV組態之大約地水平13.3度與垂直7.5度的一視域。於另一範例中，光學系統具有以UWFOV組態之大約地水平21.9度與垂直12.3度的一視域。於一些範例中，光學系統可具有以NFOV組態之大約地水平3.56度與垂直2.0度的一視域，以及以MFOV組態之大約地水平7.1度與垂直4度的一視域。

於一範例中，無焦光學組件140之光學參數以及設計使用NFOV組態作為用於光學設計之基準。因此，於一範例中，視域輪具有一開孔並且不包含任何鏡片，因而物鏡520、聚焦鏡片胞元以及“下游”光學構件界定NFOV。於一些實施例中，一翻轉鏡片350可被使用於UNFOV組態中。如圖3A以及3B之圖解說明，於一實施例中，該翻轉鏡片350可被組態而可移進以及移出UNFOV胞元340上之光學路線。圖3A以及3B展示被翻轉進入光學路線之鏡片350。於各個的這些組態中，旋轉視域輪310被置放，以至於UNFOV胞元340被對齊於無焦光學組件140之聚焦胞元220或“目鏡”。一致動器組件355可被使用以促成翻轉鏡片350之移動。因此，為達成UNFOV之操作，UNFOV胞元以及翻轉鏡片350被置放在對齊於聚焦胞元220之NFOV光學路線中。

圖3D-3F是圖解說明用於不同視域之無焦光學組件140的組態。圖3D是圖解說明NFOV組態之範例，於其中翻轉鏡片350被置放在光學路線之外，並且在構件310上之一“空”槽孔被置放在聚焦胞元220之上，因為，如上面之討論，於這範例中，NFOV組態形成用於光學設計之基準。圖3E是圖解說明WFOV組態之範例，於其中翻轉鏡片350被置放在光學路線之外，並且構件310被轉動，以至於廣視域胞元330被置放在對齊於聚焦胞元220之光學路線中。圖3F是圖解說明UWFOV組態之範例，於其中翻轉鏡片350被置放在光學路線之外，並且構件310被轉動，以至於UWFOV胞元320被置放在對齊於聚焦胞元220之光學路線中。

於一實施例中，無焦光學組件140是一完全折射光學系統(選擇性地排除平面疊鏡，如下面之進一步的討論)，以提供一小型光學組件，其可被容納在分配至現有系統中之遺留的光學組件的空間之內。於其他實施例中，無焦組件採用反射以及折射鏡之組合，其雖然可能不是容易地被封裝進入一些A-套件中，但可能是更佳地供用於其他者。

依據一實施例，無焦光學組件140也可包含被置放在旋轉視域輪310上之一熱參考源360。熱參考源360可被組態以產生具有已知特性(例如，預定頻譜特性以及強度)的紅外線輻射。對於無焦光學組件140及/或瞄準組件的其他構件之熱校正，熱參考源360可被轉動而對齊於聚焦胞元220，以至於已知的輻射被供應至接收器組件130中之檢測器。來自熱參考源360之檢測器的量測可被使用以校正感應器。

於一範例中，熱參考源(TRS)360包含一熱電氣冷卻器(TEC)以及光學元件以產生一均勻影像，其可被使用於非均勻性更正。包含熱參考源360在旋轉臺310上移除需要一分別機構以塞入熱參考源。當被塞入以及致動時，熱參考源360提供被成像在檢測器550之所有檢測器元件上之一均勻的熱影像。當觀看一均勻影像時，所有檢測器之輸出應該是相同。非均勻性更正量測對於至少二個不同的熱電氣冷卻器溫度之檢測器輸出中差量以產生一些係數，該等係數被使用以電氣地調整來自各檢測器元件之視訊，以至於當觀看在一影像之內相同強度時，各個檢測器元件則提供相同輸出。

於一實施例中，當熱參考源被安置在聚焦胞元220之上時，其作用如同一快門，阻擋外部電磁輻射抵達檢測器550，因而保護檢測器以及較小的聚焦與成像器鏡使免受損害。

於一實施例中，無焦光學組件被組態以供用於中間波紅外線(MWIR)以及長波紅外線(LWIR)成像。因此，所有的透鏡被設計而具有適用於MWIR以及LWIR頻帶中之電磁輻射的發送之材料以及參數。例如，光學元件可被組態以供在大約3-5微米以及8-12微米的波長範圍上之發送。一些範例材料，其可被使用以產生光學構件，例如，透鏡、可在這些波長範圍之至少一部份上操作，尤其可包含鎵砷化合物(GaAs)、鋇氟(BaF₂)、鋅硒化合物(ZnSe)、鋅硫化合物(ZnS)以及鍺(Ge)。如果不禁止的話，硫族化物材料(鍺、硒、砷化合物)也可被使用。

仍然參看至圖3A-F，無焦光學組件140之構件可被容納在外罩370之內，該構件如上面討論地被組態以適用在框架110之內並且被裝設在框架110之內。連接器380可被提供以連接構件，例如，連接供用於翻轉鏡片350之致動器組件355，以及連接供用於旋轉視域輪310之致動器，或連接熱參考源360至一個或多個電路卡組件122、124以及126以允許這些構件之電氣控制。

如上面之討論，依據某些實施例，瞄準組件進一步包含接收器組件130。接收器組件130之範例更詳細被圖解說明於圖4A-4D中。於一實施例中，接收器組件130包含被封裝在杜瓦式容器230內之冷卻成像檢測器550。於一範例中，成像檢測器550是一個二維(2D)陣列檢測器，例如，一2D聚焦平面陣列。相對地，第二代長波紅外線B-套件僅包含一個一維檢測器陣列。檢測器杜瓦式容器230包含允許電磁輻射進入杜瓦式容器之窗口415以抵達檢測器陣列550。低溫冷卻器410可提供杜瓦式容器230之冷卻。在杜瓦式容器230內利用可變孔徑機構被提供的檢測器陣列550之冷卻屏障是有利於阻擋偏離“光線”免於衝擊該檢測器，減低雜訊，其可能大幅地減低熱成像檢測器之靈敏性(以及範圍)。一冷卻器控制模組425可控制冷卻器410之操作，例如，控制溫度至例如，其中杜瓦式容器230被冷卻之溫度。該冷卻器控制模組425可耦合至如上面討論之一個或多個電路卡組件122、124、126以界接瞄準組件之各種其他電子控制系統。

參看至圖4C、4D以及5A，接收器組件130可包含界面電路450。界面電路450可耦合至如上面討論之一個或多個電路卡組件122、124、126。於一實施例中、一熱轉移套帶460是在界面電路450以及接收器基部之間的連接器以自電路轉移熱量。

於一實施例中，杜瓦式容器230包含被封裝在杜瓦式容器230內之一可變孔徑機構(VAM)，其提供用於光學元件之一“f止光件”。於一範例中，這可變孔徑機構具有設定用於光學系統之f/#的二個或更多個位置。於一範例中，杜瓦式容器內之檢測器包含一雙f/#可變孔徑機構，其提供NFOV、WFOV、MFOV以及UWFOV組態之低的f/#(例如，大約f/2.0或f/2.5)完全LWIR性能，而同時也提供較高的f/#(例如，在大約f/4.0以及f/6.0之間；於一範例中，大約是 f/5.06)以用於長的有效聚焦長度(EFL)UNFOV組態，而增加瞄準範圍。於一範例中，NFOV以及WFOV具有如第二代前視紅外線B-套件NFOV以及WFOV之相同尺度，但是提供超出可比較於實質地所有操作情況下之第二代前視紅外線B-套件光學模組的性能。

再次參看至圖4A以及5A，接收器組件130之光學成像器540可以包含鏡片以及透鏡之組態以引導來自無焦光學組件140之聚焦胞元220進入的電磁輻射進入杜瓦式容器230中。這些鏡片以及透鏡可被選擇並且被配置以達成供用於接收器組件130之一小型的形式係數。於圖4A之圖解說明範例中，成像器540包含一對疊鏡420以及一組的八個透鏡430a-h。該等透鏡可被組態並且被群聚在一起，例如，如於圖4A之展示，以於各組對中具有一正電以及負電或零電力鏡片之組對方式，以達成，例如，在一寬頻帶上之色彩更正，例如，自大約地3-5微米(μm)以及7.6-10微米。

於一實施例中，接收器組件包含被置放在鏡片430d以及430e之間的一濾波器輪440，如於圖4A之展示。應了解，雖然被置放在鏡片430d以及430e之間的濾波器輪440被圖解說明，於其他實施例中，該濾波器輪可被安置在聚焦胞元220以及檢測器550之間的光學路線之不同位置中。

如上面之討論，無焦光學組件可被組態以提供一些不同的視域。於一實施例中，如參考圖3A-3F之討論，無焦光學組件包含UWFOV胞元320、WFOV胞元330以及UNFOV胞元340。參看至圖5B，於另一實施例中，UNFOV 胞元340以一MFOV胞元390被取代。於這實施例中，接收器組件130之光學成像器540可包含一FOV機構570以提供另外的視域，例如，以供用於5個FOV感應器。例如，FOV機構可包含可移進或移出在聚焦胞元220以及檢測器550之間的光學路線之一個或多個鏡片或其他光學構件，以改變系統之視域，例如，在一窄視域以及一超窄視域之間。於這實施例之一範例中，翻轉鏡片350被排除。這組態可以是有利於，可與用於瞄準的減低尺度、重量以及功率(SWAP)特性一起，提供改進的準向保留及/或減低的UNFOV切換時間。

於上面說明至少一實施例之許多論點後，那些熟習本技術者應可了解，各種變更、修改以及改進將可能發生。此等變更、修改以及改進將視為這揭示之部份並且是欲置於本發明之範疇內。因此，前面之說明以及圖式僅是作為範例，並且本發明範疇將由附加申請專利範圍之適當結構、以及它們的等效者被決定。