[發明專利]一種四象限紅外探測器像面自動定位方法

無效

• 申請號: 201110164175.2
• 申請日: 2011-06-18
• 公開（公告）號: CN102339068A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 陳軒
• 申請（專利權）人: 揚州萊達光電技術有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種采用四象限紅外探測器的自動跟蹤定位方法，尤其是一種四象限紅外探測器像面自動定位方法，屬于光電技術領域。

背景技術

采用四象限探測器的跟蹤產品要求在其視場范圍內光入射角與探測器輸出信號幅度成線性關系，而探測器的信號輸出線性區域是由在探測器光敏面上光斑大小決定的，也就是說探測器必須定位在成像透鏡的焦點附近合適的位置才能保證在一定的視場范圍內輸出信號幅度與光入射角成線性關系。目前常規的方法是人工在視場范圍內選擇若干入射角，測量探測器輸出信號幅度，描出入射角與信號幅度的關系曲線，在曲線不合適時，調整探測器與成像透鏡之間的距離，重復描曲線的工作，由于人工測量點數量有限，而且需要反復調整與測量，其精度低，工作量大，不適合批量產品的生產。

發明內容

本發明的目的是針對以上現有技術的不足，提供一種精度高，工作量小，適合批量產品的生產的四象限紅外探測器像面自動定位方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種四象限紅外探測器像面自動定位方法，其特征在于，設有點光源、準直透鏡、掃描反射鏡、成像透鏡、四象限紅外探測器、信號采集系統、計算機控制系統；所述的點光源及掃描反射鏡分別置于準直透鏡的兩邊，掃描反射鏡位于準直透鏡與成像透鏡之間，成像透鏡另一邊設有四象限紅外探測器；所述的信號采集系統分別與計算機控制系統、四象限紅外探測器連接，所述的計算機控制系統分別與點光源、掃描反射鏡及成像透鏡連接；其方法步驟如下：

a．將點光源置于準直透鏡的焦點上，形成準直平行光，并入射在掃描反射鏡上；

b．在計算機控制系統的控制下，掃描反射鏡改變入射角；

c．掃描整個光學視場，成像透鏡將平行光會聚于四象限紅外探測器的光敏面上，使其成為光斑；

d．使光斑沿四象限紅外探測器的分界線掃描，信號采集系統將四象限紅外探測器的輸出信號輸送到計算機控制系統計算，并描繪出入射角與四象限紅外探測器各象限信號輸出幅度之間的關系曲線；

e．曲線的線性輸出范圍不等于視場范圍時，計算機控制系統根據幾何光學公式自動改變成像透鏡與四象限紅外探測器之間的距離，并再次掃描，直至符合要求；

f．計算機控制系統給出四象限紅外探測器與成像透鏡之間的精確距離，也就是四象限紅外探測器光敏面的定位位置。

本發明采用四象限紅外探測器像面定位，整個過程由計算機控制系統、信號采集系統自動完成定位，充分利用計算機技術，使整個調測過程自動化，克服了因測量點少導致的精度低和大量人工操作帶來的重復工作，定位精度高，工作量小，適合批量產品的生產。

附圖說明

圖1為本發明采用四象限紅外探測器像面定位的示意圖；

圖2為本發明的直徑是ΦD的光斑沿探測器分界線掃描圖；

圖3為本發明的與光斑直徑是ΦD對應的探測器輸出信號幅度與掃描角度之關系曲線。

圖中：1點光源、2準直透鏡、3掃描反射鏡、4成像透鏡、5四象限紅外探測器、6信號采集系統、7計算機控制系統。

具體實施方式

一種四象限紅外探測器像面自動定位方法，設有紅外點光源1、準直透鏡2、掃描反射鏡3、成像透鏡4、四象限紅外探測器5、信號采集系統6、計算機控制系統7。點光源1及掃描反射鏡3分別置于準直透鏡2的兩邊，掃描反射鏡3位于準直透鏡2與成像透鏡4之間，成像透鏡4另一邊設有四象限紅外探測器5。信號采集系統6分別與計算機控制系統7、四象限紅外探測器5連接，計算機控制系統7分別與點光源1、掃描反射鏡3及成像透鏡4連接。其方法步驟如下：

a．紅外將點光源1置于準直透鏡2的焦點上，形成準直平行光，并入射在掃描反射鏡3上；

b．在計算機控制系統7的控制下，改變掃描反射鏡3的角度而改變入射角；

c．掃描整個光學視場，成像透鏡4將平行光會聚于四象限紅外探測器5的光敏面上，使其成為直徑是ΦD的光斑；

d．使直徑是ΦD的光斑沿四象限紅外探測器5的分界線掃描，信號采集系統6將四象限紅外探測器5的輸出信號U1、U2、U3、U4輸送到計算機控制系統7計算，并描繪出入射角與四象限紅外探測器各象限信號輸出幅度之間的關系曲線；

e．曲線的線性輸出范圍不等于視場范圍時，計算機控制系統7根據幾何光學公式自動改變成像透鏡4與四象限紅外探測器5之間的距離，并再次掃描，直至符合要求；

f．計算機控制系統7給出四象限紅外探測器5與成像透鏡4之間的精確距離，也就是四象限紅外探測器光敏面的定位位置。

本發明中的觸發光源、掃描、采集信號過程在計算機控制系統7的控制下同步進行，確保了描繪的曲線的精度。本發明結構簡單，合理，易實現，整個過程由計算機控制系統、信號采集系統自動完成定位，充分利用計算機技術，使整個調測過程自動化，克服了因測量點少導致的精度低和大量人工操作帶來的重復工作，定位精度高，工作量小，適合批量產品的生產。