【CN209690606U】一种可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统【专利】

一种可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统的制作方法近年来，随着光学技术的不断进步，光学系统在诸多领域发挥着越来越重要的作用。

其中，可见光与长波红外复合成像光学系统是一种在军事、安防等领域应用广泛的技术。

本文将介绍一种可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统的制作方法。

步骤一：设计首先需要进行系统设计。

复合成像系统是指同一目标物体在可见光和红外两个波段分别形成的像要共同传递到图像处理系统中，以形成单观察通道的图像处理结果。

因此，在进行设计之前，需要明确系统的应用场景和要求。

需考虑的主要因素包括：光学成像镜头的选择、各个光学元件的设计和优化、制造和优化微机电系统（MEMS）机构、图像处理算法等。

步骤二：制造光学元件由于设计出来的光学系统非常复杂，需要进行大量的光学元件的制造。

首先，需要制造可见光成像镜头和长波红外成像镜头。

然后，需要在这两个镜头之间加入一个光学分束器，以实现可见光和红外光的分离和重新组合。

此外，还需要添加透镜、偏振器、中心孔等其他光学元件，以构建完整的光学系统。

步骤三：制造MEMS机构MEMS机构是指基于微机电系统技术制造的微型机械结构，可以实现光学元件的精确移动和定位。

在复合成像系统中，需要一个可调式的MEMS机构，以调整两个不同波长的像点位置，使其在后面的算法处理中对应。

先设计MEMS micro mirror array以及依据设计要求出具体的驱动方式和分辨率，随后进行MEMS micromirror array的制作，最后将制作好的MEMS micromirror array嵌入到系统中。

步骤四：图像处理最后一步是图像处理。

在完成光学成像之后，还需要对成像图像进行处理、融合和增强。

这需要使用一些先进的算法，例如红外热像和可见光图像的智能融合算法、良好的去噪算法等等。

综上所述，可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统的制作过程主要包括以上四个步骤。

系统制作过程中需要大量的技术支持和耐心，但是一旦成功制作，就可以在军事、安防等领域发挥出非常重要的作用。

文章编号：1002-2082 (2021) 02-0229-07一种工作于长波红外波段的40×成像物镜设计李锦程，谢洪波，杨　磊，陈　卉，孙毅轩（天津大学 精密仪器与光电子工程学院，光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072）摘 要：为了同时满足热成像领域高分辨率与大探测范围的应用需求，基于机械正组补偿变焦理论，以一款长焦物镜为原型并采用浮动光阑结构，设计了一款高分辨率、高倍率的长波红外成像系统。

系统的F 数为1.2，变倍比为40×，焦距变化范围为5.86 mm ～234.76 mm ，无热化温度范围为−40 ℃～60 ℃，适配像元尺寸为12 μm 的长波红外焦平面探测器。

关键词：长波红外波段；变焦成像系统；变倍比；机械正组补偿中图分类号：TN216 文献标志码：A DOI ：10.5768/JAO202142.0201004Design of 40× imaging objective lens in long-wave infrared bandLI Jincheng ，XIE Hongbo ，YANG Lei ，CHEN Hui ，SUN Yixuan（Key Laboratory of Optoelectronics Information Technology (Ministry of Education), School of PrecisionInstruments and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China ）Abstract ：In order to meet the application requirements of high resolution and large detection range in thermal imaging field, based on the theory of mechanical positive compensation zoom, an objective lens with the long focal length was used as the prototype and a floating diaphragm structure was adopted, and a long-wave infrared imaging system with high-resolution and high-rate was designed. The primary parameters of this system include F -number of 1.2, zoom ratio of 40×, focal length ranging from 5.86 mm to 234.76 mm, and athermalization temperature ranging from −40 ℃ to 60 ℃, which is adapted to the long-wave infrared focal plane detector with the pixel size of 12 μm.Key words ：long-wave infrared band ；zoom imaging system ；zoom ratio ；mechanical positive compensation引言随着红外成像技术的高速发展，红外成像系统对高分辨率成像和大范围探测的需求日益增大[1-3]。

专利名称：一种大口径长波红外的光学系统专利类型：发明专利
发明人：郑昌盛
申请号：CN201910766093.1
申请日：20190819
公开号：CN110632738A
公开日：
20191231
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于长波红外波段的光学设计领域，尤其涉及一种大口径长波红外的光学系统，从物面到焦面依次设有第一正弯月透镜、第一负弯月透镜、第二正弯月透镜、第二负弯月透镜、第三正弯月透镜和负透镜；第一正弯月透镜采用锗透镜为首镜，相对于硫系玻璃，具有优良的理化性能，能够制作更大的口径的光学系统；采用锗、硫系玻璃和砷化镓透镜的搭配，实现大口径长焦距约束下的消热差，光学系统在‑40℃～60℃范围内保持良好的成像质量。

申请人：成都浩孚科技有限公司
地址：610000 四川省成都市天府新区新兴街办天工大道916号
国籍：CN
代理机构：成都创新引擎知识产权代理有限公司
代理人：向群
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专利名称：一种可见光与红外复合成像装置专利类型：发明专利
发明人：贾海涛,孙爱平,张可,吴磊,罗永伦申请号：CN201610131534.7
申请日：20160309
公开号：CN105572866A
公开日：
20160511
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种可见光与红外复合成像装置，包括图像采集装置和图像处理器：所述图像采集装置包括：反光镜，设置于可见光和红外共用的光路上，通过反射将可见光的光轴偏离红外光轴；红外物镜，从所述共用光路中未被所述反光镜遮挡的部分接收待测物点辐射的红外线，聚焦形成视场内物点的红外图像；可见光物镜，设置于经所述反光镜调整后的可见光光轴上，接收物点反射的可见光，聚焦形成视场内物点的可见光图像；所述图像处理器，获取视场区域范围内物点的红外图像和可见光图像，对两者进行融合处理。

本发明能够同时采集视场内物点的可见光图像和红外图像，且任意物点的可见光图像和红外图像均能实现精确配准。

申请人：成都速联创智科技有限责任公司
地址：611731 四川省成都市高新西区合作路89号龙湖时代天街19栋1312
国籍：CN
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专利名称：一种全光学波段图谱协同探测动目标的装置和方法专利类型：发明专利
发明人：张天序,张宏,费锦东
申请号：CN201510564325.7
申请日：20150907
公开号：CN105182436A
公开日：
20151223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种全光学波段(指：紫外、可见、近红外、中波红外及长波红外)图谱协同探测动目标的装置和方法，包括大视场二维扫描瞄准镜，共孔径主光学系统模块，红外成像成谱光学子系统模块，紫外/可见/近红外成谱和可见近红外成像光学子系统模块，短/中/长波红外测谱模块，中波宽/窄波段成像模块，可见近红外测谱模块，可见近红外成像模块，紫外测谱模块，图谱融合信号处理模块，控制模块及伺服系统。

本发明利用中波红外成像及可见近红外成像识别疑似动目标并引导测谱，协同测谱数据完成疑似目标最终识别，解决现有探测装置探测波段不全，光路布局受限，设备体积大，探测动目标和动态变化对象种类少、能力差的难题。

申请人：南京华图信息技术有限公司
地址：210000 江苏省南京市雨花台西春1号6层601室
国籍：CN
代理机构：武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)
代理人：向彬
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