(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210599630.X (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 沈阳理工大 学 地址 110159 辽宁省沈阳市 浑南新区南屏 中路6号 (72)发明人 宫华　秦艳丽　刘莎莎　雷鸣　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李珉 (51)Int.Cl. H04N 5/372(2011.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 5/33(2006.01) G02B 27/10(2006.01) (54)发明名称 一种新型红外多波段侦查预警光学成像系 统 (57)摘要 本发明提供一种新型红外多波段侦查预警 光学成像系统， 涉及红外目标成像技术领域。 该 系统包括离轴共口径前光学 组件、 两个二色分光 镜、 短波红外成像组、 中波红外变焦成像组、 长波 红外偏振成像组和数据采集系统； 目标红外信号 光经离轴共口径前光学组件后到达第一个二色 分光镜； 当光线经过第一个二色分光镜时， 短波 段的光线被反射到滤光片后进入短波红外成像 组； 中长波段光线被折射到第二个二色分光镜 处， 然后中波段光线被 反射到中波红外变焦成像 组； 长波段光线经过折射后长波红外偏振成像 组； 短波红外成像组、 中波红外变焦成像组和长 波红外偏振成像组将接收的不同波段的光信号 转变为电荷或电压信号后输入数据采集系统， 完 成光信号的采集成像 。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115002366 A 2022.09.02 CN 115002366 A 1.一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 包括离轴共口径前光学 组件、 第一二色分光镜、 第二二色分光镜、 短波红外成像组、 中波红外变焦成像组、 长波红外 偏振成像组和数据采集系统； 目标红外信号光入射至离轴共口径前光学组件入口， 经离轴 共口径前光学 组件后到达第一二色分光镜； 当光线 经过第一二色分光镜时， 0.75～3 μm波段 的光线被反射到滤光片后进入短波红外成像组； 3～14μm波段光线被折射到第二二色分光 镜处， 其中， 3～5 μm波段光线被反射到中波红外变焦成像组； 7～14μm波段光线经过折射后 长波红外偏振成像组； 短波红外成像组、 中波红外变焦成像组和长波红外偏振成像组将接 收的不同波段的光信号转变为电荷或电压信号后输入数据采集系统， 完成光信号的采集成 像。 2.根据权利要求1所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 所 述短波红外成像组包括依次放置的滤光片、 光学镜头、 红外转换荧光屏、 光学耦合部分和 CCD成像器件； 目标 红外信号光经过离轴共口径前光学 组件后， 经过第一二色分光镜反射后 透过滤光片， 通过光学镜头进 行像面匹配后， 照射到红外转换屏上， 再经光学耦合部 分进入 CCD成像器件； CCD成像器件将短波信号 转变为信号电荷后传输 到数据采集系统。 3.根据权利要求1所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 所 述中波红外变焦成像组包括依次排列的两对阿尔瓦雷斯透镜变焦镜组、 定焦镜头组和中波 红外探测器； 两对阿尔瓦雷斯透镜组精确定向排列， 并安装在一个金属框架上， 框架作为一 个滑块， 能够沿着导轨平稳移动， 定焦镜头组为三个非球面透镜组； 经过第一二色分光镜透 射的红外光线 经过第二二色分光镜反射， 被反射的中波红外光线通过两对阿尔瓦雷斯透镜 变焦镜组， 再经过定焦镜头组进行成像质量矫正后进入中波红外探测器； 中波红外探测器 将中波信号 转变为电压信号后传输 到数据采集系统。 4.根据权利要求1所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 所 述长波红外偏振成像组包括依 次排列的准直镜组、 偏振分光棱镜， 成像镜组和长波红外探 测器； 经过第二二色分光镜折射的长波红外光线经过准直镜组进行像差矫正， 再经过偏振 分光棱镜后到达成像镜组， 成像镜组将偏振光会聚在长波红外探测器上， 由长波红外探测 器接收成像； 长波红外 探测器将长波信号 转变为电压信号后传输 到数据采集系统。 5.根据权利要求1所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 所 述离轴共口径前光学组件采用离轴三折反射设计， 包括顺序放置的主反射镜、 次反射镜、 三 反射镜和平面反射镜， 各反射镜 之间的间距相同； 所述主反射镜、 次反射镜及三反射镜采用 偶次非曲面反射镜， 平面反射镜起改变光路的作用。 6.根据权利要求1所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特征在于： 所 述第一二色分色镜反射范围为0.75～3 μm， 透射范围为3～14μm； 第二二色分色镜反射范围 为3～5 μm， 透射范围为7～14 μm； 滤光片采用窄带 滤光片。 7.根据权利要求2 ‑6任一项所述的一种新型红外多波段侦查预警光学成像系统， 其特 征在于： 所述系统还 包括与数据采集系统连接的显示器， 用于 显示成像的光信号。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115002366 A 2一种新型红外多波段侦查 预警光学成像系统 技术领域 [0001]本发明涉及红外目标成像技术领域， 尤其涉及一种新型红外多波段侦查预警光学 成像系统。 背景技术 [0002]当前， 针对军事侦查中复杂的环境， 侦察系统需要满足全天候、 大信息量、 高隐蔽 性、 实时传输的要求。 红外侦查是一种隐蔽性较高的被动式侦查手段， 且穿透力强、 可昼夜 工作。 单一波段红外探测系统获取的信息弱、 准确度比较低， 已不能满足现代军事探测的要 求。 采用红外多波段探测能够获取目标的更多特征信息。 根据大气的吸收作用， 红外成像波 段可划分为短波红外0.75～3 μm、 中波红外3～5 μm和长波红外7～14 μm。 各个波段在光电对 抗设备当中均有应用， 其中短波红外是绝大多数军用激光武器装备 的工作波段， 因此短波 红外成像技术能清晰地定位短波红外激光光源所在方位； 中波红外传感器通常用于观察温 度较高的目标， 如导弹的发动机或尾焰部 分， 适用于空中目标的追踪， 通常采用具有视野切 换功能的成像方式； 长波红外传感器通常用于观察表面温度低于300K的目标， 长波红外波 段探测器接收的辐射中目标和背 景辐射偏振特性差异较大， 偏振探测较强度探测具有 更加 稳定和优越的性能， 因此在长波红外波段选择偏振成像具有更高的效能。 各个波段 的红外 成像系统可同时探测目标特征信息， 相互弥补， 从而提高了红外检测识别系统对复杂环境 的适应性。 [0003]传统的红外多波段探测一般指中长波双红外探测， 缺少了短波红外波段的探测， 且多波段红外光学系统受温度影响较大， 存在热离焦现象， 对光学系统成像质量有严重的 影响， 在红外连续变焦系统中， 为了变焦过程中保持图像平 面在同一位置， 需要根据像面运 动来进行补偿， 这导致光学系统的体积较大， 针对红外偏振成像， 若选择短波或者中波波段 成像， 受背景的自发辐射及大气程辐射影响较大。 [0004]新型红外多波段侦查预警光学成像系统的多波段探测也就意味着光学系统复杂 性的大幅增加， 除了要保证各个波段的探测功能， 也要考虑系统整体性功能的设计， 加大了 空间设计上的难度。 发明内容 [0005]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足， 提供一种新型红外多波段 侦查预警光学成像系统， 针对不同波段选择不同的成像方式， 解决了传统红外光学成像系 统中红外信息光利用不充分的问题， 同时解决了短波红外成像困难的问题和红外变焦 装置 需要像差矫正导致体积过大 的问题， 系统在保证各个波段探测功 能的同时， 也考虑了紧凑 型设计， 实现了红外多 波段光学成像系统的小型化。 [0006]为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是： 一种新型红外多波段侦查预 警光学成像系统， 包括离轴共口径前光学组件、 第一二色分光镜、 第二二色分光镜、 短波红 外成像组、 中波红外变焦成像组、 长波红外偏振成像组和数据采集系统； 目标 红外信号光入说　明　书 1/4 页 3 CN 115002366 A 3