分視野撮像の中波赤外線凝視撮像システムは、赤外光学システムが広視野かつ高分解能を同時に満たすことが難しい問題を解決するために、複数のサブ視野を同じ検出器に時間分割で撮像する方式である。しかし、現在のこのシステムはシームレスな接続が実現できず、液晶シャッターアレイの構造が複雑であるという欠点がある。本論文ではこれに基づき、液晶グレーティングを用いた広視野中波赤外線凝視撮像システムの設計を提案する。一時像面に矩形視野絞りを追加し、それを後退させることで、元の0.28°の視野欠損を0°に減少させ、画像のシームレスな接続を実現した。シャッターアレイは二重グレーティングシャッター構造を採用し、複雑な位置関係を不要とし、液晶シャッターアレイを平行光路に配置することで、色収差や偏光による主光線の縦方向位置ずれの影響を除去できる。提案手法により、F値3.25、焦点距離130 mm、波長範囲4.25～4.75 μm、全視野対角10.8°の赤外凝視撮像システムを設計し、各サブ視野ユニットのMTFはすべて0.3@30 lp/mm以上であった。最終的にシミュレーション結果から、本システムは分視野撮像の機能を有し、良好な画像品質を示した。

光学設計;冷反射;液晶グレーティング;視野分割