反射式紅外光學讀出系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于4f系統(tǒng)設(shè)計的光學讀出系統(tǒng)，尤其涉及一種反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，屬于紅外成像領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]17世紀德國科學家發(fā)現(xiàn)了紅外線，至今已有200多年，紅外技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。最早紅外輻射和紅外元部件的研究發(fā)展十分緩慢，研制成的紅外探測器主要是熱敏型探測器，直至1940年前后現(xiàn)代紅外技術(shù)產(chǎn)品才問世，而且最早的現(xiàn)代紅外探測器為光電型的紅外探測器，是以硫化鉛紅外探測器為代表的一類探測器，且其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)可靠。50年代開始，隨著半導(dǎo)體物理學的迅猛發(fā)展，光電型紅外探測器也進行進一步的改進和性能提升。到了 60年代，在1-3口111、3-5 4111、8-13 4111的大氣窗口范圍內(nèi)，都研制出了性能優(yōu)良的紅外探測器。并且，由于固體物理、電子學、光學、微型制冷器和精密機械等方面的飛速發(fā)展，使得紅外探測器由最早應(yīng)用在的軍事領(lǐng)域拓展到了民用工業(yè)領(lǐng)域。經(jīng)過前人的各種努力及累積，在70年代中后期，第一代熱像儀的研制和生產(chǎn)得以完成。到80年代，在軍事上，紅外熱探測器成為了部隊裝備中的必要輔助武器，經(jīng)過了多次的實戰(zhàn)考驗，技術(shù)更加先進成熟，為后來將其應(yīng)用于民用領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。
[0003]光學讀出方式盡管多種多樣，但是各有各的優(yōu)缺點，而且全部存在結(jié)構(gòu)尺寸較大，不利于便攜，更不可能實現(xiàn)手持。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問題，彌補現(xiàn)有目前市場上現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。
[0005]本實用新型提供了一種反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，主要包括光源、準直系統(tǒng)、FPA、平面反射鏡、第一凹面鏡、反射濾波器、第二凹面鏡和CCD，上述平面反射鏡與上述第一凹面鏡、反射濾波器和第二凹面鏡相對而設(shè)。
[0006]優(yōu)選的，上述光源發(fā)出的激光依次經(jīng)過準直系統(tǒng)、FPA后到達第一凹面鏡。
[0007]優(yōu)選的，激光經(jīng)過上述第一凹面鏡反射后到達平面反射鏡，經(jīng)過平面反射鏡反射后到達反射濾波器，再反射回平面反射鏡。
[0008]優(yōu)選的，激光經(jīng)過平面反射鏡反射后到達第二凹面鏡。
[0009]優(yōu)選的，激光經(jīng)過第二凹面鏡反射后到達(XD。
[0010]本實用新型提供的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)和傳統(tǒng)的光學讀出系統(tǒng)或方法相比，反射讀出光路中使用的全是反射元件，反射系統(tǒng)不會產(chǎn)生色差，因此對光源的要求降低，光源的色差影響較小。其次本實用新型的紅外光學讀出方法中的反射元件使光路回折，使得系統(tǒng)的尺寸減小，有利于整個系統(tǒng)的小型化。另外，傳統(tǒng)的光學讀出方法是共軸透射系統(tǒng)，透射元件的多個面都會產(chǎn)生部分反射光，反射到FPA，再由FPA反射回，這樣不光會產(chǎn)生多重像和像的模糊，還浪費了光源的能量，光通過透射元件時透射元件對光有一定的吸收，而反射式讀出系統(tǒng)使用的是離軸反射系統(tǒng)，從FPA反射回的光完全通過凹面反射鏡成像，這樣，充分利用了光源能量。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標記:1_光源；2_準直系統(tǒng)；3-FPA ;4_平面反射鏡；5_第一凹面鏡；6-反射濾波器；7_第二凹面鏡；8-(XD。
【具體實施方式】
[0013]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0014]如圖1所示為本實用新型的原理示意圖，主要包括光源1、準直系統(tǒng)2、FPA3、平面反射鏡4、第一凹面鏡5、反射濾波器6、第二凹面鏡7和CCD8，所述平面反射鏡4與所述第一凹面鏡5、反射濾波器6和第二凹面鏡7相對而設(shè)。光源I發(fā)出的激光依次經(jīng)過準直系統(tǒng)2、FPA3后到達第一凹面鏡5，經(jīng)過第一凹面鏡5反射后到達平面反射鏡4，經(jīng)過平面反射鏡4反射后到達反射濾波器6，再反射回平面反射鏡4，再經(jīng)過平面反射鏡4反射后到達第二凹面鏡7。最后經(jīng)過第二凹面鏡7反射后到達(XD8。
[0015]本實用新型提供的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，系統(tǒng)包括紅外物體成像光路，照明光路、光學讀出光路、圖像采集及處理裝置。當環(huán)境中沒有紅外物體時，F(xiàn)PA小單元的微懸臂梁沒有發(fā)生變形，此時FPA反射出的光經(jīng)過凹面鏡進行傅里葉變換，在反射濾波器出形成了 FPA的頻譜。FPA的頻譜經(jīng)過反射濾波器的濾波后再經(jīng)過凹面鏡的反傅里葉變換最終成像在CCD上，此時取一幅圖像作為背景圖像。當外界有紅外物體輻射時，物體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過紅外成像系統(tǒng)將像成在FPA上，這樣，F(xiàn)PA上相應(yīng)的小單元吸收紅外輻射后溫度升高，由于組成梁的兩種材料熱膨脹系數(shù)的差異，小單元的反光板發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)角。這樣，點光源發(fā)出的光經(jīng)過準直系統(tǒng)后變?yōu)槠叫泄馊肷涞紽PA上，當部分FPA小單元的反光板發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)后被FPA反射光也會發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，這樣，小單元經(jīng)過凹面鏡形成的頻譜也發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，這樣反射率濾波器就完成了濾波的作用，頻譜通過濾波器的能量發(fā)生改變，再經(jīng)過凹面鏡的反傅里葉變換，成像在CCD上，此時取一幅圖像，將這幅圖像和背景圖像相減后輸出顯示在顯示器上，就可以得到紅外物體的像。
[0016]本實用新型提供的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)和傳統(tǒng)的光學讀出系統(tǒng)或方法相比，反射讀出光路中使用的全是反射元件，反射系統(tǒng)不會產(chǎn)生色差，因此對光源的要求降低，光源的色差影響較小。其次本實用新型的紅外光學讀出方法中的反射元件使光路回折，使得系統(tǒng)的尺寸減小，有利于整個系統(tǒng)的小型化。另外，傳統(tǒng)的光學讀出方法是共軸透射系統(tǒng)，透射元件的多個面都會產(chǎn)生部分反射光，反射到FPA，再由FPA反射回，這樣不光會產(chǎn)生多重像和像的模糊，還浪費了光源的能量，光通過透射元件時透射元件對光有一定的吸收，而反射式讀出系統(tǒng)使用的是離軸反射系統(tǒng)，從FPA反射回的光完全通過凹面反射鏡成像，這樣，充分利用了光源能量。
[0017]以上所述之【具體實施方式】為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本實用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)主要包括光源(I)、準直系統(tǒng)(2),FPA(3)、平面反射鏡⑷、第一凹面鏡(5)、反射濾波器(6)、第二凹面鏡(7)和CCD(S)，所述平面反射鏡(4)與所述第一凹面鏡(5)、反射濾波器(6)和第二凹面鏡(7)相對而設(shè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，其特征在于:所述光源(I)發(fā)出的激光依次經(jīng)過準直系統(tǒng)(2)、FPA (3)后到達第一凹面鏡(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，其特征在于:激光經(jīng)過所述第一凹面鏡(5)反射后到達平面反射鏡(4)，經(jīng)過平面反射鏡(4)反射后到達反射濾波器(6)，再反射回平面反射鏡(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，其特征在于:激光經(jīng)過平面反射鏡(4)反射后到達第二凹面鏡(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，其特征在于:激光經(jīng)過第二凹面鏡(7)反射后到達CCD (8)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種反射式紅外光學讀出系統(tǒng)，主要包括光源(1)、準直系統(tǒng)(2)、FPA(3)、平面反射鏡(4)、第一凹面鏡(5)、反射濾波器(6)、第二凹面鏡(7)和CCD(8)，所述平面反射鏡(4)與所述第一凹面鏡(5)、反射濾波器(6)和第二凹面鏡(7)相對而設(shè)。本實用新型和傳統(tǒng)的光學讀出系統(tǒng)或方法相比，反射讀出光路中使用的全是反射元件，反射系統(tǒng)不會產(chǎn)生色差，因此對光源的要求降低，光源的色差影響較小。其次本實用新型的紅外光學讀出方法中的反射元件使光路回折，使得系統(tǒng)的尺寸減小，有利于整個系統(tǒng)的小型化。使用的是離軸反射系統(tǒng)，從FPA反射回的光完全通過凹面反射鏡成像，這樣，充分利用了光源能量。
【IPC分類】G01J5/00
【公開號】CN204831556
【申請?zhí)枴緾N201520625265
【發(fā)明人】陳帥
【申請人】陳帥
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月6日