CN219758581U - 面阵扫描红外光学*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种面阵扫描红外光学***，面阵扫描红外光学***包括由物方到像方依次设置的望远***透镜组、方位扫描振镜、俯仰扫描振镜、三次成像组、光学窗口、冷屏光阑和像面，所述冷屏光阑与所述三次成像组的出瞳位置重合；所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均具有固定状态和往返回扫状态，在所述方位扫描振镜处于固定状态，所述俯仰扫描振镜处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***能够补偿俯仰方向的像移，保持俯仰角的稳定；在所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***同时实现二维空域的搜索，解决图像像旋的问题。

Description

面阵扫描红外光学***

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及面阵扫描红外光学***。

背景技术

红外面阵搜索***要实现对大视场空域的监测，必须充分利用面阵探测器成像帧频高的特点，借助伺服控制机构使***输出的图像覆盖方位360°以及一定的俯仰范围，保证成像清晰以及***输出的每一帧图像具备准确的方位角度、俯仰角度信息。

在稳定平台下，当红外搜索跟踪***进行掠海低空探测时，希望整个海域的海天相接部分在***的监控下。此时，该***只需要进行方位360°扫描探测，利用方位搜索转台进行周视扫描，配备以补偿反射镜进行方位维的像移补偿，设置相应搜索速率保证连续图像之间一定的重叠率，从而使得方位360度无漏扫。当红外搜索跟踪***处于运动平台下，受船摇的影响，当方位搜索转台进行360°方位搜索成像时，所监控区域的俯仰角度将不再保持稳定，在某些方位的区域的俯仰角高于0°，而在另一些方位区域的俯仰角低于0°，因而不能有效的完成掠海低空探测。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种面阵扫描红外光学***，旨在解决现有的红外面阵搜索***扫描过程中存在的图像像旋问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种面阵扫描红外光学***，其中所述面阵扫描红外光学***包括由物方到像方依次设置的望远***透镜组、方位扫描振镜、俯仰扫描振镜、三次成像组、光学窗口、冷屏光阑和像面，所述冷屏光阑与所述三次成像组的出瞳位置重合；

所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均具有固定状态和往返回扫状态，所述俯仰扫描振镜用以补偿水平方向像移的同时，补偿俯仰方向的像移。

可选地，所述望远***透镜组包括从物方到像方依次布设的前固定透镜组、变倍透镜组、补偿透镜组和后固定透镜组，其中，所述变倍透镜组和所述补偿透镜组均可沿所述光轴的延伸方向活动设置，以实现所述面阵扫描红外光学***的连续变焦。

可选地，所述前固定透镜组包括从物方到像方依次布设的第一前固定透镜和第二前固定透镜；

所述变倍透镜组包括第一变倍透镜；

所述补偿透镜组包括从物方到像方依次布设的第一补偿透镜和第二补偿透镜；

所述后固定透镜组包括从物方到像方依次布设的第一后固定透镜、第二后固定透镜、光焦度为负的第三后固定透镜。

可选地，所述第一前固定透镜的光焦度为正，所述第二前固定透镜的光焦度为负；

所述第一变倍透镜的光焦度为负；

所述第一补偿透镜的光焦度为正，所述第二补偿透镜的光焦度为负；

所述第一后固定透镜的光焦度为负，所述第二后固定透镜的光焦度为正，所述第三后固定透镜的光焦度为负。

可选地，所述第一前固定透镜为弯月型硅透镜，所述第二前固定透镜为弯月型锗透镜，所述第一前固定透镜和所述第二前固定透镜的凹面朝向所述像方；

所述第一变倍透镜为双凹球面硅透镜；

所述第一补偿透镜为双凸非球面硅透镜，所述第二补偿透镜为弯月型非球面锗透镜，所述第二补偿透镜的凹面朝向所述物方；

所述第一后固定透镜为弯月型非球面锗透镜，所述第一后固定透镜的凹面朝向所述物方，所述第二后固定透镜为双凸非球面硅透镜，所述第三后固定透镜为双凹非球面锗透镜。

可选地，所述三次成像组包括从物方到像方依次布设的光焦度为正的第一透镜、光焦度为正的第二透镜、光焦度为正的第三透镜和光焦度为负的第四透镜。

可选地，所述第一透镜为弯月型球面硅透镜，所述第二透镜为弯月型球面硅透镜、所述第三透镜为双凸型非球面硅透镜，所述第四透镜为弯月型非球面锗透镜，其中，所述第一透镜和所述第四透镜的凹面均朝向所述像方，所述第二透镜的凹面朝向所述物方。

可选地，所述望远***透镜组的出瞳位置位于所述方位扫描振镜附近；

所述俯仰扫描振镜位于所述望远***透镜组与所述三次成像组之间的平行光路中。

可选地，所述方位扫描振镜与所述俯仰扫描振镜相对应设置，以将自所述物方入射的光束经所述望远***透镜组透射后，投射至所述方位扫描振镜，经所述方位扫描振镜反射后的光束再经所述俯仰扫描振镜反射，以使得自所述俯仰扫描振镜反射至像方的光束与自所述物方入射经所述望远***透镜组的光束的传播路径平行且反向。

可选地，所述面阵扫描红外光学***的短焦焦距为f1，长焦焦距为f2，所述面阵扫描红外光学***的变倍比为Γ，其中，1＜Γ≤20。

本实用新型提供的技术方案中，望远***透镜组、方位扫描振镜、俯仰扫描振镜、三次成像组、光学窗口、冷屏光阑和像面，所述冷屏光阑与所述三次成像组的出瞳位置重合；通过望远***透镜组将入射的光线转化为平行光束，并投向所述方位扫描振镜，所述方位扫描振镜对光路进行折转，并将光束投射至所述俯仰扫描振镜，所述扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均具有固定状态和往返回扫状态，在所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均处于固定状态时，所述面阵扫描红外光学***处于凝视跟踪模式，凝视时所述望远***透镜组可连续变焦；在所述方位扫描振镜处于往返回扫状态，所述俯仰扫描振镜处于固定状态时，所述面阵扫描红外光学***处于周扫搜索模式；在所述方位扫描振镜处于固定状态，所述俯仰扫描振镜处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***能够补偿俯仰方向的像移，保持俯仰角的稳定；在所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***同时实现二维空域的搜索，解决图像像旋的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为红外搜索跟踪***光路图；

图2为本实用新型提供的面阵扫描红外光学***处于广角端时一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型提供的面阵扫描红外光学***处于望远端时一实施例的结构示意图；

图4为图2中的短焦***f60mm对应的传递函数曲线图；

图5为图2中的中焦***f200mm对应的传递函数曲线图；

图6为图3中的长焦***f600mm对应的传递函数曲线图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	前固定透镜组	5	方位扫描振镜
1-1	第一前固定透镜	6	俯仰扫描振镜
				1-2	第二前固定透镜	7	三次成像组
2	变倍透镜组	7-1	第一透镜
				3	补偿透镜组	7-2	第二透镜
3-1	第一补偿透镜	7-3	第三透镜
				3-2	第二补偿透镜	7-4	第四透镜
4	后固定透镜组	8	光学窗口
				4-1	第一后固定透镜	9	冷屏光阑
4-2	第二后固定透镜	10	像面
				4-3	第三后固定透镜

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

当红外面阵搜索***进行掠海低空探测时，因为船摇带来的监控区域的俯仰角度的变化，必须通过校正装置使扫描的图像保持在大地坐标系下的俯仰角度稳定，将低于0°的俯仰角抬高，同时将高于0°的俯仰角拉低，使其在大地坐标系内保持稳定的俯仰角度。

二维红外搜索跟踪***整个外框通过方位电机驱动，内框通过俯仰电机驱动。在稳定平台下红外搜索跟踪***进行周视扫描(俯仰角为0°)，实现方位360°大视场监测，连续扫描型方案未补偿时，图像存在严重的拖尾，方位搜索转台的扫描运动将会在积分时间内带来场景图像在探测器水平方向的移动。此时仅仅存在像移，图像没有发生旋转，因此不存在像旋。如果将保持***外框方位搜索转台速率不变，控制内框俯仰电机使得红外搜索跟踪***的俯仰角度保持在90°，探测器靶面朝上，方位搜索转台的旋转将使得探测器绕着视轴旋转，***将对同一视场以不同的旋转角度成像，因此图像存在像旋问题。在方位搜索转台的俯仰角从0°上升到90°的过程中，像移问题逐步转化为像旋问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种面阵扫描红外光学***，图2至图6为本实用新型提供的面阵扫描红外光学***的具体实施例。

请参阅图2，所述面阵扫描红外光学***包括由物方到像方依次设置的望远***透镜组、方位扫描振镜5、俯仰扫描振镜6、三次成像组7、光学窗口8、冷屏光阑9和像面10，所述冷屏光阑9与所述三次成像组7的出瞳位置重合；所述方位扫描振镜5和所述俯仰扫描振镜6均具有固定状态和往返回扫状态，所述俯仰扫描振镜6用以补偿水平方向像移的同时，补偿俯仰方向的像移。

本实用新型提供的技术方案中，望远***透镜组、方位扫描振镜5、俯仰扫描振镜6、三次成像组7、光学窗口8、冷屏光阑9和像面10，所述冷屏光阑9与所述三次成像组7的出瞳位置重合；通过望远***透镜组将入射的光线转化为平行光束，并投向所述方位扫描振镜5，所述方位扫描振镜5对光路进行折转，并将光束投射至所述俯仰扫描振镜6，所述扫描振镜和所述俯仰扫描振镜6均具有固定状态和往返回扫状态，在所述方位扫描振镜5和所述俯仰扫描振镜6均处于固定状态时，所述面阵扫描红外光学***处于凝视跟踪模式，凝视时所述望远***透镜组只进行连续变焦跟踪成像；在所述方位扫描振镜5处于往返回扫状态，所述俯仰扫描振镜6处于固定状态时，所述面阵扫描红外光学***处于周扫搜索模式，即电机驱动所述方位扫描振镜5从零点沿有效扫描半角α往返扫描；在所述方位扫描振镜5处于固定状态，所述俯仰扫描振镜6处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***能够补偿俯仰方向的像移，保持俯仰角的稳定；在所述方位扫描振镜5和所述俯仰扫描振镜6均处于往返回扫状态时，所述面阵扫描红外光学***同时实现二维空域的搜索，解决图像像旋的问题。

需要说明的是，请参阅图1，方位360°全景搜索依靠方位电机实现方位大视场监测，方位补偿反射镜克服积分时间内水平方向上的图像拖尾，俯仰指向镜完成大地坐标系内俯仰方向高低角的稳定，俯仰补偿反射镜完成俯仰方向的像移补偿。在所述面阵扫描红外光学***中，考虑在动基座下俯仰指向稳定的情况下，在所述方位扫描基础上添加俯仰机构实现对二维空域的目标探测，在补偿水平方向像移的同时补偿俯仰方向的像移，实现二维像移补偿。

还需要说明的是，为了使得所述面阵扫描红外光学***能实现更好的探测性能，***采用面阵640*512制冷型红外探测器。并且为了抑制背景辐射，所述面阵扫描红外光学***的孔径光阑与探测器冷光阑100％匹配。同时为了减小所述面阵扫描红外光学***的体积，可减小所述面阵扫描红外光学***的物方侧第一片透镜的口径，并将入瞳设计到第一片透镜的前端面上。进一步的为了减小方位扫描振镜5、俯仰扫描振镜6尺寸以及安装误差带来的图像问题，采用像方扫描镜回扫的结构形式，即在前置望远镜和后置会聚组件中的平行光路中引入所述方位扫描振镜5和所述俯仰扫描振镜6。

具体地，在本实施例中，所述望远***透镜组包括从物方到像方依次布设的前固定透镜组1、变倍透镜组2、补偿透镜组3和后固定透镜组4，其中，所述变倍透镜组2和所述补偿透镜组3均可沿所述光轴的延伸方向活动设置，以实现所述面阵扫描红外光学***的连续变焦。具体地，所述变倍透镜组2往物方方向移动，所述补偿透镜组3往像方方向移动，所述望远***透镜组的焦距变短；所述变倍透镜组2往像方方向移动，所述补偿透镜组3往物方方向移动，所述所述望远***透镜组的焦距变短，即所述面阵扫描红外光学***通过所述变倍透镜组2和所述补偿透镜组3的组合移动，可实现多档变焦二维面阵扫描、连续变焦凝视跟踪。

更为具体地，在一实施例中，所述前固定透镜组1包括从物方到像方依次布设的第一前固定透镜1-1和第二前固定透镜1-2；所述变倍透镜组2包括第一变倍透镜；所述补偿透镜组3包括从物方到像方依次布设的第一补偿透镜3-1和第二补偿透镜3-2；所述后固定透镜组4包括从物方到像方依次布设的第一后固定透镜4-1、第二后固定透镜4-2、光焦度为负的第三后固定透镜4-3。

需要说明的是，为了减少所述前固定透镜组1的镜片尺寸，将所述面阵扫描红外光学***的入瞳位置位于所述第一前固定透镜1-1的前表面，***采用三次成像结构形式。

在该实施例中，所述第一前固定透镜1-1的光焦度为正，所述第二前固定透镜1-2的光焦度为负；所述第一变倍透镜的光焦度为负；所述第一补偿透镜3-1的光焦度为正，所述第二补偿透镜3-2的光焦度为负；所述第一后固定透镜4-1的光焦度为负，所述第二后固定透镜4-2的光焦度为正，所述第三后固定透镜4-3的光焦度为负。通过合理分配镜片光焦度，调整玻璃形状及材料搭配，有效消色差、色散及二级光谱，使各个镜片上的球差，慧差，像散等相互补偿抵消，以达到清晰成像的效果。

需要说明的是，所述变倍透镜组2可以是单片透镜也可以是多片透镜组成的镜组。所述补偿透镜组3可以是单片透镜也可以是多片透镜组成的镜组。

更为具体地，因高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外线透明，不透过可见光和紫外线，故，在该实施例中，所述第一前固定透镜1-1为弯月型硅透镜，所述第二前固定透镜1-2为弯月型锗透镜，所述第一前固定透镜1-1和所述第二前固定透镜1-2的凹面朝向所述像方；所述第一变倍透镜为双凹球面硅透镜；所述第一补偿透镜3-1为双凸非球面硅透镜，所述第二补偿透镜3-2为弯月型非球面锗透镜，所述第二补偿透镜3-2的凹面朝向所述物方；所述第一后固定透镜4-1为弯月型非球面锗透镜，所述第一后固定透镜4-1的凹面朝向所述物方，所述第二后固定透镜4-2为双凸非球面硅透镜，所述第三后固定透镜4-3为双凹非球面锗透镜。

具体地，在一具体实施例中，所述三次成像组7包括从物方到像方依次布设的光焦度为正的第一透镜7-1、光焦度为正的第二透镜7-2、光焦度为正的第三透镜7-3和光焦度为负的第四透镜7-4。

更为具体地，所述第一透镜7-1为弯月型球面硅透镜，所述第二透镜7-2为弯月型球面硅透镜、所述第三透镜7-3为双凸型非球面硅透镜，所述第四透镜7-4为弯月型非球面锗透镜，其中，所述第一透镜7-1和所述第四透镜7-4的凹面均朝向所述像方，所述第二透镜7-2的凹面朝向所述物方。

所述三次成像组7的所述第一透镜7-1沿光轴方向移动，实现不同工作温度下的像面10漂移、不同物距成像像面10漂移补偿功能以及***的非均匀校正补偿功能，从而实现-40℃～+60℃范围工作温度，成像物距范围10米～无穷远等条件下像质良好，焦面位置不变，同时形成均匀的背景，从而对***的非均匀性进行校正，工作温度补偿、不同距离成像的调焦以及非均匀校正补偿。

进一步地，因所述扫描振镜在处于周扫工作状态时，工作频率可达到50～100Hz，因此要求振镜尺寸小，重量轻，在本实施例中，所述望远***透镜组的出瞳位置位于所述方位扫描振镜5附近，所述俯仰扫描振镜6位于所述望远***透镜组与所述三次成像组7之间的平行光路中。如此，以减小所述方位扫描振镜5的尺寸、以及装配误差。

进一步地，在本实施例中，所述方位扫描振镜5与所述俯仰扫描振镜6相对应设置，以将自所述物方入射的光束经所述望远***透镜组透射后，投射至所述方位扫描振镜5，经所述方位扫描振镜5反射后的光束再经所述俯仰扫描振镜6反射，以使得自所述俯仰扫描振镜6反射至像方的光束与自所述物方入射经所述望远***透镜组的光束的传播路径平行且反向。

可以理解的是，来自无穷远的光线经过前面的所述望远***透镜组之后变成平行光出射，其出瞳位置位于所述方位扫描振镜5位置。所述面阵扫描红外光学***的入瞳位置位于所述第一前固定透镜1-1的前表面。所述方位扫描振镜5与光路夹角为45°，将光路折转90°。所述三次成像组7的入瞳位置与所述望远***透镜组的出瞳位置重合，均位于所述方位扫描振镜5位置，且与所述三次成像组7件的所述第一透镜7-1距离较远，以放置所述俯仰扫描振镜6，所述俯仰扫描振镜6与光路夹角为45°，将光路折转90°，从而最终使得自所述俯仰扫描振镜6反射至像方的光束与自所述物方入射经所述望远***透镜组的光束的传播路径平行且反向。

具体地，在本实施例中，所述面阵扫描红外光学***的短焦焦距为f1，长焦焦距为f2，所述面阵扫描红外光学***的变倍比为Γ，其中，1＜Γ≤20。如此能够实现20X的大变倍比。

需要说明的是，面阵周扫搜索***包括以下步骤：

步骤1、对所述望远***透镜组的设计：根据平台转速确定满足回扫补偿无渐晕或挡光的望远***的最小视场增加量_△ωFOV＝ω×t×cosEs，ω为平台转速，t为光学***面阵探测器积分时间；得到望远***的总视场为ωFOV＝ωmax+□ωFOV，ωmax为光学***中无扫描时视场要求最大值；

步骤2、根据所述望远***透镜组的入瞳直径以及结构尺寸限制，确定是的望远***中所述方位扫描振镜5尺寸最小的望远***倍率M；

步骤3、根据望远***倍率M＝f0＇/fe＇，结合***的F数确定物镜组焦距f01＇～f02＇和目镜组焦距fe＇；

步骤4、将所述望远***透镜组的出瞳位置与所述三次成像组7的入瞳位置严格匹配，并将所述扫描振镜5置于望远镜出瞳位置处，所述俯仰扫描振镜6放在所述望远***透镜组与所述三次成像组7的中间平行光路中；

步骤5、根据所述望远***透镜组和所述三次成像组7进行匹配优化，得到面阵扫描红外光学***；

步骤6：移动所述三次成像组7的所述第一透镜7-1，使得***的像质完全散焦，形成均匀的背景，从而对***的非均匀性进行校正；

步骤7：移动所述三次成像组7的所述第一透镜7-1，使得***在高低温下、远近焦条件下，均能得到较高的成像质量，从而得到所述三次成像组7的所述第一透镜7-1的调焦行程。

具体地，所述像面10可以理解为感光芯片朝向所述物方的表面，即可以为CCD或者CMOS等摄像元件的表面，可以理解的是，携带被摄物体信息的光线能够依次经过所述前固定透镜组1、所述变倍透镜组2、所述补偿透镜组3和所述后固定透镜组4、所述方位扫描振镜5、所述俯仰扫描振镜6、所述三次成像组7、所述光学窗口8、所述冷屏光阑9，并最终成像于所述像面10上。

表中数据为所述面阵扫描红外光学***的一组数据，其中包括面编号、面型、半径、厚度和光学材料；半径的正负满足光学的基本符号规则；光学材料中的每组数据表示该材料的折射率和阿贝数。

进一步地，在本实施例中，非球面透镜的非球面表面形状满足以下条件：

其中，z表示非球面Z向的轴向矢高；y表示非球面的高度；c表示拟合球面的曲率，数值上为曲率半径的倒数，k为圆锥二次曲线系数，(当k系数小于-1时面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时为抛物线，当k系数介于-1到0之间时为椭圆，当k系数等于0时为圆形，当k系数大于0时为扁圆形)，A、B、C、D、E、F为高次非球面系数，通过以上参数即可设定透镜物侧面和像侧面非球面的形状尺寸。

在本实施例中，请参照图2和图3，为所述面阵扫描红外光学***分别处于广角端时和望远端时的结构示意图。

图4至图6分别显示所述面阵扫描红外光学***处于广角端、中间倍率和望远端时的MTF曲线图。

由上述图可知，在33lp/mm处，各个焦段1Field以内的MTF均达到0.2以上，具有良好的成像质量。

综上所述，通过所述变倍透镜组、所述补偿透镜组的移动以及所述方位扫描振镜、所述俯仰扫描振镜的往返回扫，实现了多档焦距二维面阵扫描，以及连续变焦凝视跟踪。在大倍率的多档焦距状态下，对中间光路的所述方位扫描振镜、所述俯仰扫描振镜回摆带来的轴外像差进行校正，保证扫描振镜在二维空间扫描全过程中均能清晰成像，保证多档焦距状态方位扫描过程中全视场范围内图像精确配准，保证俯仰角的稳定。控制方位扫描振镜、俯仰扫描振镜回摆带来的畸变值＜0.5％，保证多档焦距状态扫描过程中全视场范围内图像精确配准，保证成像的清晰与稳定。***采用三次成像结构形式，减少前组透镜镜片尺寸，减小所述面阵扫描红外光学***的体积和重量。所述三次成像组的所述第一透镜的距离前后调焦，实现-40℃～+60℃工作温度补偿、不同距离成像的调焦以及非均匀校正补偿。光学***具备大面阵二维搜索、跟踪、大倍率连续变焦、宽工作温度范围以及清晰成像的距离范围，并且控制二维空域搜索情况下的像移补偿速率变化，以解决其图像像旋问题。

本实用新型的所述面阵扫描红外光学***的工作波段为3.7～4.8μm，所述面阵扫描红外光学***的F数可达到2≤F≤5.5，能够实现20X的大变倍比。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种面阵扫描红外光学***，其特征在于，包括由物方到像方依次设置的望远***透镜组、方位扫描振镜、俯仰扫描振镜、三次成像组、光学窗口、冷屏光阑和像面，所述冷屏光阑与所述三次成像组的出瞳位置重合；

所述方位扫描振镜和所述俯仰扫描振镜均具有固定状态和往返回扫状态，所述俯仰扫描振镜用以补偿水平方向像移的同时，补偿俯仰方向的像移。

2.如权利要求1所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述望远***透镜组包括从物方到像方依次布设的前固定透镜组、变倍透镜组、补偿透镜组和后固定透镜组，其中，所述变倍透镜组和所述补偿透镜组均可沿光轴的延伸方向活动设置，以实现所述面阵扫描红外光学***的连续变焦。

3.如权利要求2所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述前固定透镜组包括从物方到像方依次布设的第一前固定透镜和第二前固定透镜；

所述变倍透镜组包括第一变倍透镜；

所述补偿透镜组包括从物方到像方依次布设的第一补偿透镜和第二补偿透镜；

所述后固定透镜组包括从物方到像方依次布设的第一后固定透镜、第二后固定透镜、光焦度为负的第三后固定透镜。

4.如权利要求3所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述第一前固定透镜的光焦度为正，所述第二前固定透镜的光焦度为负；

所述第一变倍透镜的光焦度为负；

所述第一补偿透镜的光焦度为正，所述第二补偿透镜的光焦度为负；

所述第一后固定透镜的光焦度为负，所述第二后固定透镜的光焦度为正，所述第三后固定透镜的光焦度为负。

5.如权利要求3所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述第一前固定透镜为弯月型硅透镜，所述第二前固定透镜为弯月型锗透镜，所述第一前固定透镜和所述第二前固定透镜的凹面朝向所述像方；

所述第一变倍透镜为双凹球面硅透镜；

所述第一补偿透镜为双凸非球面硅透镜，所述第二补偿透镜为弯月型非球面锗透镜，所述第二补偿透镜的凹面朝向所述物方；

所述第一后固定透镜为弯月型非球面锗透镜，所述第一后固定透镜的凹面朝向所述物方，所述第二后固定透镜为双凸非球面硅透镜，所述第三后固定透镜为双凹非球面锗透镜。

6.如权利要求2所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述三次成像组包括从物方到像方依次布设的光焦度为正的第一透镜、光焦度为正的第二透镜、光焦度为正的第三透镜和光焦度为负的第四透镜。

7.如权利要求6所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述第一透镜为弯月型球面硅透镜，所述第二透镜为弯月型球面硅透镜、所述第三透镜为双凸型非球面硅透镜，所述第四透镜为弯月型非球面锗透镜，其中，所述第一透镜和所述第四透镜的凹面均朝向所述像方，所述第二透镜的凹面朝向所述物方。

8.如权利要求1所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述望远***透镜组的出瞳位置位于所述方位扫描振镜附近；

所述俯仰扫描振镜位于所述望远***透镜组与所述三次成像组之间的平行光路中。

9.如权利要求2所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述方位扫描振镜与所述俯仰扫描振镜相对应设置，以将自所述物方入射的光束经所述望远***透镜组透射后，投射至所述方位扫描振镜，经所述方位扫描振镜反射后的光束再经所述俯仰扫描振镜反射，以使得自所述俯仰扫描振镜反射至像方的光束与自所述物方入射经所述望远***透镜组的光束的传播路径平行且反向。

10.如权利要求1所述的面阵扫描红外光学***，其特征在于，所述面阵扫描红外光学***的短焦焦距为f1，长焦焦距为f2，所述面阵扫描红外光学***的变倍比为Γ，其中，1＜Γ≤20。