CN115356779A - 基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，沿成像光路传播方向依次设置：红外光学镜头、多波段滤光片、红外焦平面探测器、红外图像机芯成像处理电路。其中，红外光学镜头用于接收目标光信号，目标光信号包括预设波段的红外光及预设波段的激光光斑；多波段滤光片位于红外光学镜头前方或后方，获得带通信号；红外焦平面探测器用于将带通信号转换为电信号；红外图像机芯成像处理电路用于基于所述电信号形成图像并输出。本发明在无需额外借助分光路或多光路系统操作的情况下实现直接对红外和激光光斑同时探测成像。

Description

基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法

技术领域

本发明涉及对激光光斑与其他红外目标复合探测的成像方法，尤其涉及一种基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法。

背景技术

激光测距机、激光目标指示器等在安防、工业等各个领域已经广泛应用,主要用于测定目标的距离信息及目标指示功能，但基于安全性与隐蔽性的考虑，其发射的激光光斑为人眼不可见波段。在实际应用过程中，激光测距机、激光目标指示器等往往与其他诸如红外、可见光等设备配合使用，这就需要对其光轴进行调整，此外，在安防等领域，可以用于发现对方发射的激光光斑增加我方的探测侦察手段。鉴于以上，均需要等准确的获得激光光斑与其他目标。

然而，目前的成像方法中，均采用多个探测器，分别用于激光光斑与红外目标的探测，此类装置及方法需要借助分光路或多光路系统，存在体积重量大、图像采集装置成本高、结构复杂装调难度大等问题。

发明内容

本发明要解决的是在无需额外操作的情况下如何实现一个探测设备直接对红外和激光光斑同时探测成像的技术问题。本发明提供了一种基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，通过引入多波段滤光片，获得含有激光光斑与其他红外目标的复合红外图像，使成像过程更简单高效。

本发明提供一种基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，沿成像光路传播方向依次设置：红外光学镜头、多波段滤光片、红外焦平面探测器、红外图像机芯成像处理电路。其中，红外光学镜头用于接收目标光信号，目标光信号包括预设波段的红外光及预设波段的激光光斑；多波段滤光片位于红外光学镜头前方或后方，获得带通信号；红外焦平面探测器用于将带通信号转换为电信号；红外图像机芯成像处理电路用于基于所述电信号形成图像并输出。

根据本发明的一些实施例，多波段滤光片的尺寸大于或等于红外光学镜头或红外焦平面探测器的尺寸，使到达红外焦平面探测器的光信号均为带通信号。

根据本发明的一些实施例，激光光斑光谱特性匹配的窄带波段中心波长包含1.54μm或1.06μm窄带波段。

根据本发明的一些实施例，红外光的波段包含3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm波段。

根据本发明的一些实施例，红外图像机芯成像处理电路包含图像采集模块、图像处理模块、及数字与模拟图像的成像输出模块。

根据本发明的一些实施例，图像处理模块具备非均匀校正和盲闪元处理功能。

根据本发明的一些实施例，基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法包括以下步骤：

第1步：在红外光学镜头前方或后方放置多波段滤光片；

第2步：打开红外光学镜头和红外焦平面探测器，对准待成像的场景，使成像目标位于红外光学镜头和红外焦平面探测器的视场中，进行目标成像；

第3步：调整红外光学镜头和红外焦平面探测器的参数，使成像清晰并进行实时图像采集；

第4步：对采集到的图像经由红外图像机芯成像处理电路进行非均匀校正和盲闪元处理，获得多波段复合图像。

根据本发明的一些实施例，多波段滤光片选取的波段范围包括：1.54μm或1.06μm窄带波段，3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm带通波段，获得的复合图像包含有1.54μm或1.06μm窄带波段以及3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm的多波段图像。

本发明提供的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，利用红外光学镜头对入射的激光光斑与其他红外辐射等目标光信号进行聚焦，利用多波段滤光片对目标光信号进行有效波段带通，利用红外焦平面探测器实现对带通信号的探测与转化，通过红外图像机芯成像处理电路实现对图像的实时处理及输出显示，进而实现激光光斑及其他红外目标复合的清晰成像，具有以下优点：

一是无需采用多个探测器，分别探测激光光斑与红外目标；

二是在一个探测器中无需借助分光路或多光路系统，无需额外调节装置等操作，即可实现激光光斑与红外目标的同时探测；

三是结构简单、成本低、体积小、重量轻。

附图说明

图1为根据本发明实施例的红外、激光光斑复合探测成像方法的系统结构示意图；

图2为根据本发明实施例的红外、激光光斑复合探测成像方法的多波段滤光片带通曲线图。

附图标记

成像系统10，

红外光学镜头101，红外焦平面探测器102，多波段滤光片103，红外图像机芯成像处理电路104，视频接口105。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

如图1所示，本发明提供一种基于多波段滤光片103的红外、激光光斑复合探测成像方法，沿成像光路传播方向依次设置：红外光学镜头101、多波段滤光片103、红外焦平面探测器102、红外图像机芯成像处理电路104。其中，红外光学镜头101用于接收目标光信号，目标光信号包括预设波段的红外光及预设波段的激光光斑；多波段滤光片103位于红外光学镜头101前方或后方，获得带通信号；红外焦平面探测器102用于将带通信号转换为电信号；红外图像机芯成像处理电路104用于基于所述电信号形成图像并输出。

本发明提供的红外、激光光斑复合探测成像方法，通过引入多波段滤光片103，能获得含有激光光斑与其他红外目标的复合红外图像，操作时，无需使用额外探测系统，也无需调节本发明的成像方法装置就可直接获得复合红外图像。在具体应用时，可适用于仅需探测红外光或仅需探测激光光斑的场景，更适用于在周围环境中探测激光光斑的同时，实现对周围环境的场景进行红外成像，从而对周围环境有更好的判断。

根据本发明的一些实施例，多波段滤光片103的尺寸大于或等于红外光学镜头101或红外焦平面探测器102的尺寸，使到达红外焦平面探测器的光信号均为带通信号。也就是说，当红外光学镜头101的尺寸小于红外焦平面探测器102时，多波段滤光片103的尺寸大于或等于红外光学镜头101的尺寸即可；当红外焦平面探测器102的尺寸小于红外光学镜头101时，多波段滤光片103的尺寸大于或等于红外焦平面探测器102的尺寸即可。此种情况下，当多波段滤光片103位于红外光学镜头101前端时，通过红外光学镜头101及红外焦平面探测器102的光均通过滤光片；当多波段滤光片103位于红外光学镜头101后端时，通过红外焦平面探测器102的光通过滤光片。这种结构设置能保证红外焦平面探测器102获取的信号已被多波段滤光片103过滤。本发明中，红外焦平面探测器102可以是制冷型或非制冷型。

根据本发明的一些实施例，激光光斑的波段包含1.54μm或1.06μm窄带波段，1.54μm或1.06μm波段是典型的激光光斑波段。当本发明提供的红外、激光光斑复合探测成像方法的探测视场中包括1.54μm波段的激光光斑时，会得到波长在1.54μm的激光光斑图像；当包括1.06μm波段的激光光斑时，会得到波长在1.06μm的激光光斑图像；当同时包括1.54μm和1.06μm的激光光斑时，会同时获得到波长在1.54μm和1.06μm的激光光斑图像。实践中，激光光斑的波段不限于上述1.54μm或1.06μm的窄带波段。

根据本发明的一些实施例，红外光的波段包含3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm带通波段。当本发明提供的红外、激光光斑复合探测成像方法的探测视场中包括3.7μm～4.8μm波段的红外光时，会得到波长在3.7μm～4.8μm的红外图像；当包括7.7μm～9.5μm波段的红外光时，会得到波长7.7μm～9.5μm的红外图像；当同时包括3.7μm～4.8μm及7.7μm～9.5μm的红外光时，会同时获得到波长在3.7μm～4.8μm及7.7μm～9.5μm的红外图像。实践中，红外光的波段不限于上述3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm带通波段。

根据本发明的一些实施例，红外图像机芯成像处理104电路包含图像采集模块、图像处理模块、及数字与模拟图像的成像输出模块。

根据本发明的一些实施例，图像处理模块具备非均匀校正和盲闪元处理功能。

根据本发明的一些实施例，基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法包括以下步骤：

第1步：在红外光学镜头的前方或后方放置多波段滤光片；

第2步：打开红外光学镜头和红外焦平面探测器，对准待成像的场景，使成像目标位于红外光学镜头和红外焦平面探测器的视场中，进行目标成像；

第3步：调整红外光学镜头和红外焦平面探测器的参数，使成像清晰并进行实时图像采集；

第4步：对采集到的图像经由红外图像机芯成像处理电路进行非均匀校正和盲闪元处理，获得多波段复合图像。

本发明提供的红外、激光光斑复合探测成像方法的成像方法获得的多波段复合图像可以通过视频接口105最终在显示终端显示。

根据本发明的一些实施例，多波段滤光片103选取的波段范围包括：1.54μm或1.06μm窄带波段，3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm带通波段，获得的复合图像包含有1.54μm或1.06μm窄带波段以及3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm的多波段图像。例如，当多波段滤光片103选取的波段范围包括：1.54μm及3.7μm～4.8μm时，根据本发明方法，能获得1.54μm与3.7μm～4.8μm波段的红外图像；当多波段滤光片103选取的波段范围包括1.54μm、1.06μm、3.7μm～4.8μm以及7.7μm～9.5μm时，根据本发明方法，能获得1.54μm、1.06μm、3.7μm～4.8μm以及7.7μm～9.5μm波段的红外图像。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (8)

1.一种基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，沿成像光路传播方向依次设置：

红外光学镜头，用于接收目标光信号，所述目标光信号包括：预设波段的红外辐射及预设波段的激光光斑；

多波段滤光片，位于所述红外光学镜头前方或后方，实现所述目标光信号的带通，形成带通信号；

红外焦平面探测器，用于将所述带通信号转换为电信号；

红外图像机芯成像处理电路，用于基于所述电信号形成图像并输出。

2.如权利要求1所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，所述多波段滤光片的尺寸大于或等于所述红外光学镜头或所述红外焦平面探测器的尺寸，使到达所述红外焦平面探测器的光信号均为所述带通信号。

3.如权利要求1所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，所述的激光光斑光谱特性匹配的窄带波段中心波长包含1.54μm或1.06μm。

4.如权利要求1所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，所述红外光的波段包含3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm波段。

5.如权利要求1所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，所述的红外图像机芯成像处理电路包含图像采集模块、图像处理模块及数字与模拟图像的成像输出模块。

6.如权利要求5所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于，所述的图像处理模块具备非均匀校正和盲闪元处理功能。

7.如权利要求1-6任一所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法，其特征在于：

在所述红外光学镜头前方或后方前放置所述多波段滤光片；

打开所述红外光学镜头和所述红外焦平面探测器，对准待成像的场景，使成像目标位于所述红外光学镜头和所述红外焦平面探测器的视场中，进行目标成像；

调整所述红外光学镜头和所述红外焦平面探测器的参数，使成像清晰并进行实时图像采集；

采集到的图像经由红外图像机芯成像处理电路进行非均匀校正和盲闪元处理，获得多波段复合图像。

8.如权利要求7所述的基于多波段滤光片的红外、激光光斑复合探测成像方法的成像方法，其特征在于：所述多波段滤光片选取的波段范围包括：1.54μm或1.06μm窄带波段，3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm带通波段，获得的复合图像包含有1.54μm或1.06μm窄带波段以及3.7μm～4.8μm或7.7μm～9.5μm的多波段图像。

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