[發(fā)明專利]一種手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀紅曝消除方法

有效

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• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102749702A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李麗;吳磊;李棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G02B23/00
• 分類號: G02B23/00;G03B15/05;H04N5/33
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是針對手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀紅曝消除的方法。該方法屬于激光成像技術(shù)領(lǐng)域。

（二）背景技術(shù)

激光主動照明成像技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是激光技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型激光主動照明成像系統(tǒng)不斷被研制出來。近紅外半導(dǎo)體激光主動照明，具有單色性好、光束集中，體積小、壽命長、電光轉(zhuǎn)換效率高、易維護(hù)、隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)，在激光主動照明成像系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。人眼對近紅外激光有一定響應(yīng)，D.H.Sliney等人研究發(fā)現(xiàn)人眼對近紅外激光響應(yīng)一直可以擴(kuò)展到1.06um，一般把這種現(xiàn)象稱為近紅外激光紅曝。紅曝現(xiàn)象是由半導(dǎo)體激光器的發(fā)光機(jī)制所決定的。激光主動照明光源的紅曝現(xiàn)象導(dǎo)致激光主動照明成像系統(tǒng)容易暴露，有較大的局限性。

常用的照明半導(dǎo)體激光器波長有808nm、880nm、915nm等，在連續(xù)工作時均有紅曝現(xiàn)象。目前，消除紅曝的方法：選擇較長波長，如選用940nm、980nm等長波段的半導(dǎo)體激光器。但是，波長越長微光電荷耦合器件CCD的響應(yīng)度越低，從而縮短探測距離。這種情況下，若要保證遠(yuǎn)距離探測，則需要增加半導(dǎo)體激光器的功率。而手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀對設(shè)備的體積、重量、功耗等都有嚴(yán)格的限制。因此需要在不增加功耗的情況下，應(yīng)盡量選用波長較短的半導(dǎo)體激光器。

但是紅曝現(xiàn)象是由半導(dǎo)體激光器的發(fā)光機(jī)制所決定的，不可能完全消除。因此在可接受距離范圍內(nèi)（如30m以外）消除紅曝也是很有實(shí)用意義的。

（三）發(fā)明內(nèi)容

1、目的：本發(fā)明針對上述激光主動照明光源存在紅曝現(xiàn)象的問題，提出了一種手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀紅曝消除方法。在保證作用距離不變的情況下，解決半導(dǎo)體激光主動照明光源的紅曝問題，并能夠相應(yīng)的降低激光器的功耗。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明提出了一種手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀紅曝消除方法。由于微光電荷耦合器件CCD的快門是由快門控制信號控制的，快門控制信號是根據(jù)外界光強(qiáng)變化由微光電荷耦合器件CCD內(nèi)部產(chǎn)生的，因此使用微光電荷耦合器件CCD的快門控制信號控制915nm半導(dǎo)體激光器的脈沖寬度和開啟時間，使之與微光電荷耦合器件CCD的快門匹配且同步。這樣便可以在保證作用距離的情況下，解決激光主動照明光源的紅曝問題的同時相應(yīng)降低了激光器的功耗。

3、優(yōu)點(diǎn)及功效：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在保證激光主動照明光源的峰值功率不變的情況下，減小激光主動照明光源的脈沖寬度和出光時間，并使之與微光電荷耦合器件CCD的快門匹配且同步，能夠保證探測距離、減小功耗、消除激光主動照明光源的紅曝。

（四）附圖說明

圖1為手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)主要由半導(dǎo)脈沖體激光器、激光發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng)、微光電荷耦合器件CCD、同步控制電路以及顯示模塊等組成。發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng)分離，這樣大大降低了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。激光源是由半導(dǎo)體激光器構(gòu)成，輸出脈沖式紅外激光；同步控制電路獲取微光電荷耦合器件CCD的快門控制信號并控制半導(dǎo)體激光器，輸出脈沖式紅外激光；微光電荷耦合器件CCD在激光脈沖高電平獲得主動圖像由顯示模塊顯示。

（五）具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種手持式半導(dǎo)體激光主動夜視儀紅曝消除方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟是：

1、采用915nm半導(dǎo)體脈沖激光器照明光源。激光器經(jīng)光纖耦合、光束整形輸出均勻光斑，再經(jīng)過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)以一定發(fā)散角照明目標(biāo)。

2、采用微光電荷耦合器件CCD的型號為WAT-902HB2S。微光電荷耦合器件CCD的快門是由快門控制信號控制的，快門控制信號是自動根據(jù)外界光強(qiáng)變化由微光電荷耦合器件CCD內(nèi)部產(chǎn)生的。

3、采用同步控制電路控制半導(dǎo)體脈沖激光器。同步控制電路獲取微光電荷耦合器件CCD的快門控制信號控制915nm半導(dǎo)體激光器的脈沖寬度和開啟時間，使之與微光電荷耦合器件CCD的快門匹配且同步。

通過以上方法便可以在保證作用距離的情況下，解決激光主動照明光源的紅曝問題的同時相應(yīng)降低了激光器的功耗。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在保證激光主動照明光源的峰值功率不變的情況下，減小激光主動照明光源的脈沖寬度，并使之與微光電荷耦合器件CCD的快門匹配且同步，能夠保證探測距離、減小功耗、消除激光主動照明光源的紅曝。