CN110672213A - 带有内置式校正挡片的非制冷红外系统及其校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，包括校正挡片封装罩、挡片电机、红外成像光学镜头、非制冷红外探测器结构转接环、非制冷红外探测器和校正挡片，红外成像光学镜头包括镜筒、第一镜片和第二镜片，第一镜片固定于镜筒前端面上，镜筒后部伸入校正挡片封装罩，校正挡片封装罩的后端面上开有镜片安装孔，第二镜片固定在镜片安装孔内，校正挡片设置于校正挡片封装罩内，挡片电机固定在校正挡片封装罩的后端面上，挡片电机的输出轴伸入校正挡片封装罩内并与校正挡片固连，非制冷红外探测器通过非制冷红外探测器结构转接环对准校正挡片封装罩的镜片安装孔固定。本发明解决了因挡片温度升高造成校正效果不好的问题。
Description
技术领域
本发明属于红外校正技术，具体涉及一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统及其校正方法。
背景技术
目前国外低端的探测器以及国产探测器，由于生产工艺水平和软件水平不够，无法根据外界的温度和湿度，探测器自动进行自适应调整。故使用一段时间，或者观测对象温度湿度发生变化，只能通过挡片遮挡镜头，根据现有环境，重置探测器参数，以达到合适的观测效果。如果不重置，观测时会出现不规则灰底或者横竖条纹。
现在的非制冷红外探测器多采用一体集成式挡片进行非均匀性校正，即挡片位于非制冷红外探测器光敏元近前，在校正时挡片将光敏元全部遮挡，非制冷红外探测器对挡片自身的辐射进行采样并以该采样结果为基准计算各个光敏元的响应校正系数，以挡片挡下时的那一帧图像作为背景与探测器实际输出进行运算，挡片校正的实质是一种单点校正算法，就是用探测器实际输出值减去挡片挡下时的一帧图像，从而进行非均匀性校正。当环境温度不变时，随着红外成像系统工作时间的增加，其机芯温度是一个先上升到逐渐稳定的过程，刚开机时，整个机芯的温度接近环境温度，此时挡片的温度没有受到机芯热辐射的影响，其挡片温度也接近环境温度，但随着工作时间的增加，机芯温度变化时，由于挡片受到机芯热辐射的影响，非制冷红外探测器系统产生的大量热辐射被挡片所吸收，挡片温度升高，当进行单点校正时，环境温度和挡片的温度有差异，影响校正质量。
刘健在《一种非制冷红外系统的分置式挡片校正方法》一文中，将校正挡片置于红外成像光学镜头之前，然而校正挡片当受到外部冲击力的时候，易受到损毁，从而影响校正系统的稳定性，并且该装置将挡片电机线裸露于红外光学镜头外部，则易受到损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统及其校正方法，采用非制冷红外探测器与校正挡片分离，将校正挡片置于红外成像光学镜头的镜片之间，在校正时，随着非制冷红外探测器的工作，产生大量的热辐射，此时把内置挡片受到热辐射的影响较小，能够很好的进行非均匀性校正，解决了因挡片温度升高造成校正效果不好的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，包括校正挡片封装罩、挡片电机、红外成像光学镜头、非制冷红外探测器结构转接环、非制冷红外探测器和校正挡片，其中红外成像光学镜头包括镜筒、第一镜片和第二镜片，第一镜片固定于镜筒前端面上，镜筒后部伸入校正挡片封装罩，两者密封固连，校正挡片封装罩的后端面上开有镜片安装孔，第二镜片固定在镜片安装孔内，校正挡片设置于校正挡片封装罩内，挡片电机固定在校正挡片封装罩的后端面上，挡片电机的输出轴伸入校正挡片封装罩内并与校正挡片固连，非制冷红外探测器通过非制冷红外探测器结构转接环对准校正挡片封装罩的镜片安装孔固定，第一镜片、第二镜片和非制冷红外探测器共光轴设置。
挡片电机（2）与非制冷红外探测器（5）通过挡片电机线连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明的优点在于通过把挡片置于镜头内适当的位置，进而作为校正参照，从而消除图像中的‘锅盖’，简单易行。
附图说明
图1为本发明带有内置式挡片的非制冷红外系统的整体结构示意图。
图2为本发明的校正挡片示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1和图2，本发明所述的一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，包括校正挡片封装罩1、挡片电机2、红外成像光学镜头3、非制冷红外探测器结构转接环4、非制冷红外探测器5和校正挡片6，其中红外成像光学镜头3包括镜筒、第一镜片和第二镜片，第一镜片固定于镜筒前端面上，镜筒后部伸入校正挡片封装罩1，两者密封固连，校正挡片封装罩1的后端面上开有镜片安装孔，第二镜片固定在镜片安装孔内，校正挡片6设置于校正挡片封装罩1内，挡片电机2固定在校正挡片封装罩1的后端面上，挡片电机2的输出轴伸入校正挡片封装罩1内并与校正挡片6固连，非制冷红外探测器5通过非制冷红外探测器结构转接环4对准校正挡片封装罩1的镜片安装孔固定，第一镜片、第二镜片和非制冷红外探测器5共光轴设置。挡片电机2与非制冷红外探测器5通过挡片电机线连接。
校正挡片6位于第一镜片和第二镜片之间，在挡片电机2的带动下，遮挡或暴露第二镜片。
校正挡片封装罩1为盒体，其内腔足够大，使得校正挡片6在进行非均匀性校正时，校正挡片6能够挡住第二镜片的光线，当校正完成后校正挡片6撤出视场范围内时，露出第二镜片。
挡片电机2采用的是可逆电机，当给电机一个触发信号时，电机将按照触发信号进行工作，进而控制校正挡片6运动。
红外成像光学镜头3是红外成像系统中最重要的部件之一，其作用是使红外光线汇聚到非制冷红外探测器5上。
非制冷红外探测器结构转接环4用于固定非制冷红外探测器5。在非制冷红外探测器工作时，需要将红外镜头和非制冷红外探测器5共光轴设置，即镜头中的第一镜片、第二镜片和非制冷红外探测器5共光轴设置，即通过非制冷红外探测器结构转接环4固定非制冷红外探测器5，进而实现在工作时的共光轴。
非制冷红外探测器5是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件，红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到，要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量，即红外探测器就是将红外辐射信号转换为电信号，然后经过后端处理后转化为视频信号，进而被人们所观测。
校正挡片6包括连杆和固定在连杆一端的挡板，连杆另一端与挡片电机2的输出轴固连，在挡片电机2的带动下摆动，挡板与第二镜片匹配，当校正挡片6运动到第一镜片和第二镜片之间时，刚好能够挡住第二镜片。
提供一个均匀背景，校正时校正挡片6将非制冷红外探测器5的光敏元全部遮挡，以校正挡片6挡下的那一帧图像作为均匀背景与非制冷红外探测器5实际输出进行运算，进而进行非均匀性校正。
本发明所述带有内置式校正挡片的非制冷红外系统的校正方法，具体如下：
工作时，挡片电机2加电，利用电机控制校正挡片封装罩1内的校正挡片6的运动，使得校正挡片6完全遮挡光路，非校正状态时候，挡片电机2不加电，此时校正挡片6偏离光路，即校正完成后撤出视场范围内。
需要校正时，非制冷红外探测器5对挡片电机2加电，校正挡片6在挡片电机2的带动下摆动，完全遮挡第二镜片，减少了非制冷红外探测器5的热辐射对校正挡片6温度造成的影响，再通过使用单点校正算法，获得均匀的背景图像。
Claims (4)
1.一种带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，包括
非制冷红外探测器（5），将入射的红外辐射信号转变成电信号输出；
红外成像光学镜头（3），将红外光线汇聚到非制冷红外探测器（5）上，
其特征在于：还包括
校正挡片封装罩（1），为盒体，红外成像光学镜头（3）后端伸入校正挡片封装罩（1），两者密封固定；
校正挡片（6），设置在校正挡片封装罩（1）内；
挡片电机（2），固定在校正挡片封装罩（1）的后端面，其输出轴与校正挡片（6）固连；
非制冷红外探测器（5）通过非制冷红外探测器结构转接环（4）固定在校正挡片封装罩（1）的后端面，且位于红外成像光学镜头（3）的正后方。
2.根据权利要求1所述的带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，其特征在于：红外成像光学镜头（3）包括镜筒、第一镜片和第二镜片，第一镜片固定于镜筒前端面上，镜筒后部伸入校正挡片封装罩（1），两者密封固连，校正挡片封装罩（1）的后端面上开有镜片安装孔，第二镜片固定在镜片安装孔内，校正挡片（6）位于第一镜片和第二镜片之间，在挡片电机（2）的带动下，遮挡或暴露第二镜片。
3.根据权利要求2所述的带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，其特征在于：校正挡片（6）包括连杆和固定在连杆一端的挡板，连杆另一端与挡片电机（2）的输出轴固连，在挡片电机（2）的带动下摆动，挡板与第二镜片匹配，当校正挡片（6）运动到第一镜片和第二镜片之间时，刚好能够挡住第二镜片。
4.根据权利要求2所述的带有内置式校正挡片的非制冷红外系统，其特征在于：第一镜片、第二镜片和非制冷红外探测器（5）共光轴设置。
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