[實用新型]紅外熱像儀探測器的非均勻性校正補償件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220515388.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN202928696U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃立;夏循龍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢高德紅外股份有限公司
• 主分類號: G01J5/08
• 分類號: G01J5/08
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及紅外熱像儀探測器的非均勻性校正件，可不改變原紅外光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)、性能，適用于所用紅外熱成像系統(tǒng)的探測器非均勻性校正。

背景技術(shù)

在紅外熱成像儀中，由于紅外探測器制造工藝的局限，紅外探測器中每個探測元對紅外輻射的響應(yīng)率不同，在像面上會出現(xiàn)鬼影和壞點等現(xiàn)象，影響熱像儀的成像質(zhì)量。

因此，為了有效降低探測器響應(yīng)率的不均勻性（即探測器的固有空間噪聲），提高熱像儀成像質(zhì)量，需要本底補償，進行非均勻性校正。目前，很多熱像儀的非均勻性補償方式是，在光路中快速的打入一個厚度1mm左右的快門片，通過快門片產(chǎn)生的輻射，在像面得到均勻的本底圖像。如果快門片表面制作工藝不好，容易產(chǎn)生自身的不均勻熱輻射；或在快門片上容易反射其他器件的熱輻射，造成像面本底的不均勻。

近年來，隨著紅外熱成像技術(shù)不斷發(fā)展，對熱像儀的探測性能要求越來越高，而探測器單元的響應(yīng)率和均勻性對熱像儀系統(tǒng)的成像質(zhì)量、性能參數(shù)等有著至關(guān)重要的作用。如果通過后期圖像處理算法來改進探測單元響應(yīng)率的一致性，圖像處理數(shù)據(jù)量會急劇增加，不利于實時監(jiān)控、搜索、或與其他系統(tǒng)的更高等級的圖像融合等數(shù)據(jù)處理。

目前傳統(tǒng)的改進方式有：1)在光路合適的位置，加入一個1mm厚通過專門工藝處理的金屬快門片，通過快門片的熱輻射，在探測器得到一個均勻的本底；2)通過后期圖像算法處理，用兩點校正、多點校正等數(shù)據(jù)處理的方式，消除探測器響應(yīng)的不均勻性。

這些改進方式存在可靠性差、快門片的表面必須經(jīng)特殊工藝處理、后期圖像處理數(shù)據(jù)處理量比較大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種紅外熱像儀探測器的非均勻性校正補償件，在光路中快速打入一個透鏡，破壞光學(xué)系統(tǒng)的物像共軛關(guān)系，使經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的外部輻射，在像面上產(chǎn)生一個比較均勻的圖像，類似快門片產(chǎn)生均勻輻射，進行本底補償。本實用新型的優(yōu)點是，使用透鏡在光路的兩組物鏡組件之間位置插入，使外部景物的熱輻射經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)，在成像焦平面上散焦，產(chǎn)生均勻的系統(tǒng)外部輻射，進行非均勻性校正；消除了熱像儀內(nèi)部的其他熱輻射在快門片上的反射和自身熱輻射，造成成像補償本底的不均勻性。

實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的具體原理方案如下：

現(xiàn)有紅外熱像儀探測器光路為：光路通過第一物鏡組件、第二物鏡組件，成像在焦平面上。

紅外熱像儀探測器的非均勻性校正補償件，由透鏡組成，其特征在于：將透鏡插入現(xiàn)有紅外熱像儀探測器光路的第一物鏡組件、第二物鏡組件之間，并使成像光線在成像焦平面上散焦，形成均勻的補償本底。

所述透鏡為凸透鏡或凹透鏡。

本實用新型的原理簡單，在現(xiàn)有紅外熱像儀探測器正常的成像光路中插入一片透鏡，破壞光學(xué)成像系統(tǒng)的物像共軛關(guān)系，使進入光學(xué)系統(tǒng)的能量在成像焦平面上散焦，形成均勻的補償本底。在光學(xué)設(shè)計之初，進行分析插入透鏡的曲率、位置，仿真插入透鏡后成像焦平面上能量均勻分布，簡化后期的圖像處理算法，使熱像儀的各個部分對成像性能的影響更有可控性，往預(yù)期的目標(biāo)進行。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有紅外熱像儀探測器的正常成像光路圖。

圖2為使用本實用新型的紅外熱像儀探測器的補償光路圖。

具體實施方式

現(xiàn)有紅外熱像儀探測器光路為：光路通過第一物鏡組1、第二物鏡組件2，成像在焦平面3上，如圖1所示。

紅外熱像儀探測器的非均勻性校正補償件，由凸透鏡4組成，將凸透鏡4插入現(xiàn)有紅外熱像儀探測器光路的第一物鏡組件1、第二物鏡組件2之間，并使成像光線在成像焦平面3上散焦，形成均勻的補償本底，如圖2所示。

當(dāng)然也可將上述的凸透鏡4改為凹透鏡也行。

本實用新型的原理簡單，在現(xiàn)有紅外熱像儀探測器正常的成像光路中插入一片透鏡，破壞光學(xué)成像系統(tǒng)的物像共軛關(guān)系，使進入光學(xué)系統(tǒng)的能量在成像焦平面上散焦，形成均勻的補償本底。在光學(xué)設(shè)計之初，進行分析插入透鏡的曲率、位置，仿真插入透鏡后成像焦平面上能量均勻分布，簡化后期的圖像處理算法，使熱像儀的各個部分對成像性能的影響更有可控性，往預(yù)期的目標(biāo)進行。