本实用新型专利技术提供了一种红外成像装置，所述红外成像装置包括至少一个透镜元件，其配置成传输与场景的一部分关联的电磁辐射。所述一部分具有第一纵横比。电磁辐射包括中波和/或长波红外光。至少一个透镜元件具有没有平移对称性并且没有旋转对称性的自由曲面。红外成像装置还包括检测器阵列，所述检测器阵列配置成从至少一个透镜元件接收与电磁辐射关联的图像数据并且基于图像数据生成图像。所述图像数据具有不同于第一纵横比的第二纵横比。第一和第二纵横比中的每一个是沿着第一方向的尺寸和沿着与第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。沿着与第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。沿着与第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。
Infrared imaging device
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外成像装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年4月30日提交的题为“纵横比修改成像系统和方法(ASPECT RATIO MODIFYING IMAGING SYSTEMS ANDMETHODS)”的美国临时专利申请第62/841,161号的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
[0003]一个或多个实施例总体上涉及用于成像的光学部件，并且更具体地，例如，涉及红外成像装置。
技术介绍
[0004]成像系统可以包括检测器的阵列，每个检测器用作像素以产生二维图像的一部分。在一些情况下，成像系统可以包括一个或多个光学元件(例如，透镜、反射镜)以促进成像应用，例如通过将光引导至检测器的阵列。存在各种各样的图像检测器，例如可见光图像检测器、红外图像检测器或可以设置在图像检测器阵列中用于捕获图像的其他类型的图像检测器。作为示例，多个传感器可以设置在图像检测器阵列中，以检测所需波长的电磁(EM)辐射。在一些情况下，例如对于红外成像，由检测器捕获的图像数据的读出可以由读出集成电路(ROIC)以时分复用方式执行。读出的图像数据可以传送到其他电路，例如用于处理、存储和/或显示。在一些情况下，检测器阵列和ROIC的组合可以称为焦平面阵列(FPA)。FPA和图像处理的处理技术的进步导致所得成像系统的增加能力和复杂性。
技术实现思路
[0005]在一个或多个实施例中，一种红外成像装置，包括至少一个透镜元件，所述至少一个透镜元件配置成传输与场景的一部分关联的电磁辐射。所述一部分具有第一纵横比。所述电磁辐射包括中波和/或长波红外光。所述至少一个透镜元件具有没有平移对称性并且没有旋转对称性的自由曲面。所述红外成像装置还包括检测器阵列，所述检测器阵列配置成从所述至少一个透镜元件接收与所述电磁辐射关联的图像数据，并且基于所述图像数据生成图像。所述图像数据具有不同于所述第一纵横比的第二纵横比。所述第一纵横比和第二纵横比中的每一个是沿着第一方向的尺寸和沿着与所述第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。
[0006]在一个实施例中，所述至少一个透镜元件包括至少一个配合特征，所述至少一个配合特征配置成将所述至少一个透镜元件耦合到所述红外成像装置的透镜筒。
[0007]优选地，所述红外成像装置还包括所述透镜筒，其中，所述至少一个透镜元件的所述至少一个配合特征耦合到所述透镜筒的相应配合特征，并且其中，所述至少一个透镜元件配置成能旋转。
[0008]在一个实施例中，所述红外成像装置还包括与所述至少一个透镜元件的表面相邻的限制孔径，其中，所述表面面向所述场景。
[0009]在一个实施例中，所述至少一个透镜元件包括折射透镜元件，所述折射透镜元件传输波长在中波红外光谱和/或长波红外光谱内的光。
[0010]在一个实施例中，所述折射透镜元件的至少一个表面是不具有平移对称性和旋转对称性的自由曲面。
[0011]在一个实施例中，所述自由曲面包括衍射表面，以促进色差的校正。
[0012]在一个实施例中，所述至少一个透镜元件包括单个透镜元件，所述单个透镜元件配置成接收所述电磁辐射并且将所述电磁辐射作为所述图像数据传输到所述检测器阵列。
[0013]在一个实施例中，所述至少一个透镜元件包括：第一透镜元件，所述第一透镜元件配置成接收所述电磁辐射并传输所述电磁辐射；以及第二透镜元件，所述第二透镜元件配置成从所述第一透镜元件接收所述电磁辐射并且将所述电磁辐射作为所述图像数据传输到所述检测器阵列上。
[0014]在一个实施例中，所述第一透镜元件包括面向所述场景的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；所述第二透镜元件包括面对所述第一透镜元件的所述第二表面的第三表面以及与所述第三表面相对并面对所述检测器阵列的第四表面；并且所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面或所述第四表面中的至少一个是自由曲面。
[0015]优选地，所述红外成像装置还包括与所述第一透镜元件的表面相邻的限制孔径，并且其中，所述表面面向所述场景。
[0016]在一个实施例中，所述第一纵横比为3:1。
[0017]在一个实施例中，所述第二纵横比为4:3或5:4。
[0018]在一个实施例中，所述检测器阵列包括微测辐射热计的阵列。
[0019]在一个实施例中，所述红外成像装置还包括处理器，所述处理器配置成处理所述图像以去除不均匀失真，以获得经处理的图像。
[0020]在一个实施例中，所述红外成像装置还包括：壳体；以及包括所述至少一个透镜元件的透镜筒，其中，所述透镜筒耦合到所述壳体。
[0021]在一个实施例中，所述透镜筒的在所述至少一个透镜元件的前面的一部分限定所述红外成像装置的限制孔径。
[0022]在一个或多个实施例中，一种方法包括通过至少一个透镜元件传输与场景的一部分关联的电磁辐射。所述场景的一部分具有第一纵横比。所述电磁辐射包括中波红外光和/或长波红外光。所述方法还包括通过检测器阵列接收与所述电磁辐射关联的图像数据。所述图像数据具有不同于所述第一纵横比的第二纵横比。所述第一纵横比和所述第二纵横比中的每一个是沿着第一方向的尺寸和与所述第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。所述方法还包括通过所述检测器阵列基于所述图像数据生成图像。
[0023]通过考虑一个或多个实施例的以下详细描述，本领域技术人员将更完整地理解本技术的实施例，以及实现其附加优点。将参考将首先简要描述的附图。
附图说明
[0024]图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的红外成像装置的框图。
[0025]图2A示出了根据本公开的一个或多个实施例的红外成像装置的透视图。
[0026]图2B示出了根据本公开的一个或多个实施例的图2A的红外成像装置的横截面图。
[0027]图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的光学系统的透视图。
[0028]图4A和4B示出了图3的光学系统分别在XZ平面和YZ平面中的横截面图。
[0029]图5示出了图3的光学系统的另一透视图以及根据本公开的一个或多个实施例的与光学系统的透镜元件的各种光学表面关联的下弯的示例。
[0030]图6
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11均示出了根据本公开的一个或多个实施例的透镜元件的示例。
[0031]图12A和12B示出了根据本公开的一个或多个实施例的成像装置的透视图。
[0032]图13A和13B示出了根据本公开的一个或多个实施例的光学系统和通过光学系统的光束的轨迹的透视图。
[0033]图14A和14B示出了根据本公开的一个或多个实施例的成像装置和通过成像装置的光束的轨迹的透视图。
[0034]图15示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于制造红外成像装置的示例过程的流程图。
[0035]图16示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于使用红外成像装置的示例过程的流程图。
[0036]通过参考下面的详细描述可以最本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种红外成像装置，所述红外成像装置包括：至少一个透镜元件，所述至少一个透镜元件配置成传输与场景的一部分关联的电磁辐射，其特征在于，所述场景的所述一部分具有第一纵横比，其中，所述电磁辐射包括中波红外光和/或长波红外光，并且其中，所述至少一个透镜元件具有没有平移对称性并且没有旋转对称性的自由曲面；以及检测器阵列，所述检测器阵列配置成从所述至少一个透镜元件接收与所述电磁辐射关联的图像数据并且基于所述图像数据生成图像，其中，所述图像数据具有不同于所述第一纵横比的第二纵横比，并且其中，所述第一纵横比和所述第二纵横比中的每一个是沿着第一方向的尺寸和沿着与所述第一方向正交的第二方向的尺寸的比率。2.根据权利要求1所述的红外成像装置，其特征在于，所述至少一个透镜元件包括至少一个配合特征，所述至少一个配合特征配置成将所述至少一个透镜元件耦合到所述红外成像装置的透镜筒。3.根据权利要求2所述的红外成像装置，其特征在于，所述红外成像装置还包括所述透镜筒，其中，所述至少一个透镜元件的所述至少一个配合特征耦合到所述透镜筒的相应配合特征，并且其中，所述至少一个透镜元件配置成能旋转。4.根据权利要求1所述的红外成像装置，其特征在于，所述红外成像装置还包括与所述至少一个透镜元件的表面相邻的限制孔径，其中，所述表面面向所述场景。5.根据权利要求1所述的红外成像装置，其特征在于，所述至少一个透镜元件包括折射透镜元件，所述折射透镜元件传输波长在中波红外光谱和/或长波红外光谱内的光。6.根据权利要求5所述的红外成像装置，其特征在于，所述折射透镜元件的至少一个表面是不具有平移对称性和旋转对称性的自由曲面。7.根据权利要求6所述的红外成像装置，其特征在于，所述自由曲面包括衍射表面，以促进色差的校正。8.根据权利要求1所述的红外成像装置，其特征在于，所述至少一个透镜元件包括单个透镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：泰立戴恩菲力尔商业系统公司，
类型：新型
国别省市：
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