联合变换相关器远红外变焦距光学系统设计

红外变焦距光学系统的研究作者：庞博刘莹莹冯进良张尧禹来源：《科技资讯》 2013年第33期庞博刘莹莹冯进良张尧禹（长春理工大学吉林长春 130022）摘要:基于战场环境要求红外光学系统不仅可以兼顾大视场搜索，还能够满足小视场瞄准跟踪的需求，针对160×128元非制冷焦平面阵列探测器，设计了8～12μm波段折射式长波红外连续变焦系统。

该系统变焦过程中相对孔径不变，F数为3，变倍比为15∶1，在20～300 mm 范围内可连续变焦。

用ZEMAX光学设计软件对设计结果进行像质评价,结果表明，系统的调制传递函数接近衍射极限，成像质量优良，满足光学系统的设计要求。

关键词:红外变焦距光学系统光学设计调制传递函数中图分类号:TN214 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)11(c)-0079-02Study on Infrared Zoom Optical SystemPang Bo Liu Yingying Feng Jinliang Zhang Yaoyu(Changchun University of Science and Technology,Changchun Jilin,130022,China)Abstract:The battlefield environment requires the infrared optical system can not only balance of large field of view based search, but also can meet the requirements of small field of view aiming and tracking requirements, according to the 160×128 element uncooled focal plane ar ray detector,designed 8～12 band reflection type infrared continuous zoom system. The system of zoom processrelative aperture unchanged,number 3,zoom ratio is 15∶1, in the range of 20～300mm continuous zoom. For image quality evaluation, the result of design with ZEMAX optical design software results, function is close to the diffraction limittransfer system modulation, good imaging quality,meet the requirements of the optical system design.Key Words:Infrared Zoom Optical System;Optical Design;Modulation Transfer Function近些年来，随着红外光学技术的快速发展及其应用范围的不断扩展，对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。

红外制冷式变焦光学系统的设计与检测的开题报告一、课题背景及意义红外光学系统具有光电子器件、军事、航空航天、地质勘探等众多领域的重要应用，目前由于红外焦平面及其探测器的发展，不同领域中对红外光学系统性能的要求也不断提高，而变焦光学系统作为其中的重要组成部分，对红外光学系统的性能尤其重要。

红外制冷式变焦光学系统因具有使用方便、工作可靠、性能稳定等优点，在红外光学系统中应用越来越广泛。

设计和实现一种有效的检测方法，对红外制冷式变焦光学系统的性能分析以及优化具有重要意义。

二、研究内容本文拟对红外制冷式变焦光学系统进行设计与检测。

具体研究内容如下：1. 通过对红外制冷模块的特性和工作原理进行分析，选择合适的制冷模块及控制电路。

2. 设计制冷式变焦光学系统的光学结构，并进行系统模拟分析。

3. 根据系统实际工作情况，选择合适的检测方法，并设计相应的试验系统。

4. 对制冷式变焦光学系统进行性能测试，并对测试结果进行分析和评价。

三、研究方法1. 系统分析法：通过对红外制冷模块的特性和工作原理进行分析，选择合适的制冷模块及控制电路。

2. 光学模拟法：根据变焦光学系统的设计要求、红外光学元件的特性及系统实际工作情况，对系统进行模拟分析，确定光学结构参数以及适当的压力力度参数，为后续设计提供参考。

3. 检测方法的选择：通过对变焦系统的工作状态进行全面分析，并选择适当的测试方法来测试其工作性能。

四、预期成果本文拟开展的红外制冷式变焦光学系统的设计与检测，预期能够从以下方面取得研究成果：1. 设计并制作出红外制冷式变焦光学系统，实现光学结构的优化设计，并提高系统的瞬时调焦精度。

2. 提出一种有效的检测方法，结合变焦系统的实际工作状态，全面测试其性能，为变焦系统的评价提供依据。

3. 分析红外制冷式变焦光学系统的性能参数，为该系统的性能优化提供理论参考。

五、研究难点1. 快速响应的系统结构设计；2. 动态性能测试方法的设计；3. 自适应制冷控制电路的设计。

收稿日期:2006-01-19.光电技术应用一种适合于光电联合变换相关器的相关算法柴震海,秦 琴,施海燕,王汝笠(中国科学院上海技术物理研究所,上海200083)摘 要: 光电联合变换相关器具有实时处理光学图像能力,因此可用于景像匹配系统。

提出了一种适合于光电联合变换相关器的相关算法,该算法利用实数傅里叶矩阵的对称性,减少了运算中的存储和计算量,通过改进频谱的滤波算法,提高了相关结果的输出信噪比,从而提高了匹配精度。

关键词: 相关算法;快速傅里叶变换;联合变换相关器中图分类号:T N911.73 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2006)05-0624-04Correlation Algorithm for Opto electronic Joint Transform C orrelatorCH AI Zhen hai,Q IN Qin,SH I H ai y an,WANG Ru li(Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,CHN)Abstract: Opto electronic joint transform correlator has real time ability for pr ocessing optical images,so it can be used in scene matching system.A corr elation algo rithm fitted fo r optical electronic joint transfor m corr elator is proposed.T his alg orithm can w or k w ith lessmemory and less calculation,and adopt real number sy mmetry of Fo urier matrix to increase the signal to no ise ratio (SNR)of co rrelation r esults and im pro ve the matching precision.Key words: co rrelation alg orithm;fast Fourier transform;joint transform co rrelator1 引言光电联合变换相关器具有结构简单,易于实现相关运算,特别是具有实时处理能力,因而适用于实时的景像匹配处理系统。

两种光电混合实时图像识别系统的比较和应用薛蕊高鸿启（军械工程学院研究生二队石家庄 050003）摘要：本文介绍了基于相干光学原理和数字技术的光电混合图像识别系统的结构和功能，重点阐述了基于Vander Lugt匹配滤波相关器（VLC）和基于联合变换相关器(JTC)的两种混合系统进行图像识别的过程和原理，并对他们的优缺点进行了比较，介绍了这两种光电混合识别系统在民用、军事以及其他方面的应用和前景。

关键词：图像识别；光电混合识别系统；光学相关器引言图像识别是图像处理技术的重要应用，它是指从给定的图像中抽取所需要的信息或检测某一特定信息是否存在。

目前图像识别的方法主要有三大类：一类是采用数字技术，也就是利用计算机技术对一幅图像进行处理、分析，寻找有用信息；二是光学处理，主要利用基于光学镜头模拟傅立叶变换的演算特性的光学相关器，它们能够快速进行二维空间的傅立叶变换和多通道一维傅立叶变换，对图像进行快速识别。

这两类方法各有千秋，用数字方法处理图像的算法灵活多样，能够实现可编程控制，而且计算精度高，但受存储器限制，需要进行大量运算，并行处理虽然能够缩短这种运算的时间，但又增加了系统的复杂性和成本。

光学处理方法的优点是处理速度快，信息容量大，分辨本领高和实时性强，但与计算机处理比起来确实有精度低、灵活性差等缺点。

由此人们自然会联想到把两种方法结合起来，使之取长补短。

相辅相成，将数字处理的高精度和光学处理数据通过量大的特性融为一体，这正是第三类方法，也是当前最有前途的图像识别系统——光电混合识别系统产生的由来。

一、 光电混合图像识别系统的基本结构和功能光电混合图像识别系统的功能可以概括为实时获取待识别目标,自动完成在数据库中的查找和识别,在较短时间内给出与待识别目标相似的子集,供工作人员最后确定。

识别系统的结构示意图如图1所示,图中粗箭头表示光学数据流,细箭头表示电学控制流,以计算机为控制中心, CCD摄像机实时采集待识别目标,计算机进行图像预处理和必要的特征提取工作,而后交给光电混合识别系统进行识别,最后是识别结果的直观输出。

联合变换相关器远红外变焦距光学系统设计
王梓萤; 王文生
【期刊名称】《《光机电信息》》
【年(卷),期】2011(28)5
【摘要】根据光学系统的技术指标要求,设计了一种长波红外变焦光学系统。

该系统选取红外材料锗和AMTIR1,适用于长波8~12μm的系统成像,具有15倍大变倍比,CCD像素尺寸为45μm×45μm。

通过对红外变焦光学系统的优化设计,当截止频率为11lp/mm时,各视场的MTF曲线值〉0.6,各视场点列图均方根半径与艾里斑半径接近,波像差〈1/4波长,像面稳定性良好,满足光学系统的设计要求,进一步提高了联合变换相关器跟踪和识别目标的能力。

【总页数】5页(P27-31)
【作者】王梓萤; 王文生
【作者单位】长春理工大学现代光学测试技术研究室吉林长春 130022
【正文语种】中文
【中图分类】TN216
【相关文献】
1.基于联合变换相关器的红外摄远光学系统设计 [J], 牟达;董家宁;徐春云
2.新型联合变换相关器光学系统设计 [J], 王晶晶;王波;王冕;王文生
3.联合变换相关器傅里叶变换镜头光学系统设计 [J], 张宁;杜双;范俊叶;王文生
4.联合变换相关器远红外变焦距光学系统设计 [J], 王梓萤; 王文生
5.基于联合变换相关器的远红外变焦光学系统设计 [J], 徐春云;张肃;董家宁;王文生
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第31卷第3期 红外与激光工程 2002年6月Vol.31N o.3 Infrared and Laser Engineering Jun.2002红外光学系统无热化设计与变焦距镜头的关系吴晓靖1,孙赤全2,孟军和1(1.天津津航技术物理研究所,天津 300192;2.驻八三五八所军事代表室,天津 300192)摘要:建立了红外光学系统无热化设计与变焦距镜头的关系,即可把红外光学系统无热化设计过程看成是广义变焦过程。

介绍了设计广义变焦距镜头的过程,并进行了相关的理论推导。

设计广义变焦距镜头的过程可分为以下四个步骤:(1)在常温下满足像质要求的系统内设定变焦位置;(2)建立不同温度状态下的玻璃库;(3)建立不同变焦位置的联系;(4)温度分析与加入消除热效应因素。

关 键 词: 红外光学系统; 热效应; 无热化; 变焦距; 非球面中图分类号:TN2 文献标识码:A 文章编号:1007 2276(2002)03 0249 04Relationship between athermalizing infrared optical systemand zoom lensWU Xiao jing1,SUN Chi quan2,MENG Jun he1(1.T i anjin Jinhang Insti tute of T echnical Physics,T ianjin300192,China;2.The PLA Navy Permanent Representative Office in8358Institute,Tianjin300192,China)Abstract:The relationship between athermalizing infrared optical system and zoom lens is estab lished.The process of designing a athermalizing infrared optical system could be regarded as a processof generalized zoom ing.The process of designing a generalized zoom lens is described in detail,and thecorrelative principles are deduced.T his process consists of four steps,which are setting zoom positionsin the system that satisfies image performance demand at normal temperature,entering private glasscatalog at different tem peratures,establishing relationship betw een different zoom positions and analyzing thermal effect,then adding factor that could eliminate thermal effect.Key words: Infrared optical system; Thermal effect; Athermalization; Zoom; Aspherical surface收稿日期:2001 12 10; 修订日期:2002 01 20作者简介:吴晓靖(1977 ),女,天津市人,助理工程师,硕士,主要从事光学设计及其结构的研究工作。

基于联合变换相关器的红外摄远光学系统设计本文基于联合变换相关器设计了一种红外摄远光学系统，首先介绍了红外摄远光学系统的基本原理和应用背景，然后详细阐述了设计中的联合变换相关器的原理和实现方法，最后进行了仿真和实验验证，结果表明该系统具有优良的成像性能和稳定的性能。

关键词：红外摄远光学系统；联合变换相关器；成像性能；稳定性能一、引言红外摄远光学系统是一种广泛应用于军事、安防、航空航天等领域的重要光学系统，其主要功能是实现对远距离目标的实时监控和成像。

随着科技的不断发展和进步，红外摄远光学系统的成像性能和稳定性能得到了极大的提升，成为了现代光学系统的重要组成部分。

本文基于联合变换相关器设计了一种红外摄远光学系统，并对其成像性能和稳定性能进行了详细的研究和分析。

二、红外摄远光学系统的基本原理和应用背景红外摄远光学系统是一种利用红外光学原理实现目标成像的光学系统，其主要原理是利用红外光线穿过大气层时的折射和散射特性，实现对远距离目标的实时监控和成像。

红外摄远光学系统具有成像清晰、无需光源、不易被干扰等优点，因此广泛应用于军事、安防、航空航天等领域。

三、联合变换相关器的原理和实现方法联合变换相关器是一种基于光学相关原理实现目标成像的重要技术手段，其主要原理是将目标光学信号和参考光学信号进行相关运算，从而实现目标成像。

联合变换相关器的实现方法包括光学加法、光学乘法、光学傅里叶变换等多种方式，其中光学加法和光学乘法是最常用的实现方法。

本文设计的红外摄远光学系统采用了光学加法实现联合变换相关器，其具体实现过程如下：1、将目标光学信号和参考光学信号分别进行光学加法运算，得到两个光学信号的和信号。

2、将两个和信号进行光学乘法运算，得到联合变换相关器的输出信号。

3、将输出信号进行光学后处理，得到目标的成像信号。

四、仿真和实验验证为了验证本文设计的红外摄远光学系统的成像性能和稳定性能，我们进行了仿真和实验验证。

仿真过程中，我们使用了MATLAB软件对系统的成像性能和稳定性能进行了模拟和分析，结果表明该系统具有优良的成像性能和稳定的性能。

中波红外变焦距系统的光学设计
张良
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2006(27)1
【摘要】由于红外探测系统具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强,能在一定程度上识别伪装目标,且设备体积小、重量轻、功耗低等特点,在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察和红外制导等方面.近年来,随着红外光学技术的长足发展及其实际应用范围的不断扩展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强.本文介绍了一种采用凝视型焦平面阵列探测器的中波红外变焦光学系统的设计,该系统利用了反射镜的折叠光路,其工作波长范围为3～5 μm,变倍比为20:1.最后用CODE V 光学设计软件对其像质进行了评价.
【总页数】3页(P32-34)
【作者】张良
【作者单位】中国航空工业一集团,洛阳电光设备研究所,河南,洛阳,471009
【正文语种】中文
【中图分类】TN214;TN924.2+1
【相关文献】
1.中波红外光学系统光学被动无热化设计 [J], 陈建发;王合龙;刘欣
2.光学补偿中波红外变焦光学系统设计 [J], 陈吕吉;李萍
3.四片式变焦距长波红外光学系统设计 [J], 车新宇;秦志鹏;肖颖;张雅琳;戴月
4.5倍变焦距光学系统小型化设计 [J], 王红;田铁印
5.可变焦距机器视觉镜头光学系统设计 [J], 刘巧玲;陈丽娜;余华恩;柯华恒;梁秀玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。