[發明專利]紅外焦平面陣列探測器單元、紅外成像系統及校正方法

有效

• 申請號: 201310179002.7
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103308184A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉海濤;姜利軍;劉翔;尹茂林;馬志剛
• 申請（專利權）人: 浙江大立科技股份有限公司
• 主分類號: G01J5/22
• 分類號: G01J5/22;G01J5/06
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 孫佳胤

1.一種含非均勻性校正功能的紅外焦平面陣列探測器單元，所述紅外焦平面陣列探測器單元包括由相同的熱敏電阻材料制成的像元和盲元，所述像元對入射紅外輻射響應，而所述盲元對入射紅外輻射無響應，所述像元與所述盲元串聯，并且與一積分放大器的反相輸入端電學連接，其特征在于，在所述盲元與像元電學連接的相對另一端電學連接一補償盲元，并且與所述盲元一樣對入射紅外輻射無響應；所述補償盲元用于補償所述盲元，使相對應的探測器單元的非均勻性得到補償校正。

2.根據權利要求1所述含非均勻性校正功能的紅外焦平面陣列探測器單元，其特征在于，所述補償盲元采用與像元、盲元相同的熱敏電阻材料制成。

3.根據權利要求1所述含非均勻性校正功能的紅外焦平面陣列探測器單元，其特征在于，所述補償盲元包括多個補償子盲元和相對應的多個選通開關，所述選通開關用于控制所述補償子盲元與所述盲元之間的斷開或導通，以對所述盲元的阻值進行補償校正。

4.根據權利要求3所述含非均勻性校正功能的紅外焦平面陣列探測器單元，其特征在于，所述補償盲元與盲元通過串聯方式連接。

5.根據權利要求3所述含非均勻性校正功能的紅外焦平面陣列探測器單元，其特征在于，所述補償盲元與盲元通過并聯方式連接。

6.一種紅外成像系統，具有非均勻性校正功能，其特征在于，包括：

一紅外鏡頭，用于接收紅外輻射，并且在一焦平面陣列上聚焦；

所述焦平面陣列包括多個權利要求1所述的紅外焦平面陣列探測器單元，所述焦平面陣列用于探測紅外輻射強度，生成相對應的電學信號數據并傳送至一控制處理模塊；

所述控制處理模塊與所述焦平面陣列連接，用于接收焦平面陣列所輸出的電學信號數據，對所述電學信號數據進行處理及校正，并且向所述焦平面陣列上傳校正數據；所述控制處理模塊進一步包括一讀取單元和一控制單元，所述讀取單元與所述積分放大器的輸出端連接，用于讀取焦平面陣列所輸出的電學信號數據；所述控制單元與所述補償盲元連接，用于控制所述補償盲元；

一圖像顯示裝置，與所述控制處理模塊連接，用于根據校正后的電學信號數據顯示紅外圖像。

7.根據權利要求6所述的紅外成像系統，其特征在于，所述控制單元進一步與多個選通開關電學連接。

8.根據權利要求6所述的紅外成像系統，其特征在于，在所述焦平面陣列中同一列像元共享同一個補償盲元。

9.根據權利要求6所述的紅外成像系統，其特征在于，所述控制處理模塊還包括焦平面陣列輸出數據保存單元、像元非均勻性計算單元、補償因子計算單元；其中所述焦平面陣列輸出數據保存單元與讀取單元連接，用于保存焦平面陣列所輸出的數據，所述像元非均勻性計算單元用于計算像元的非均勻性，所述補償因子計算單元與所述控制單元連接，用于根據所計算的非均勻性獲得相應的補償因子。

10.一種紅外成像系統的非均勻性校正方法，其特征在于，包括以下步驟：

a）采用權利要求6所述的紅外成像系統對均勻黑體輻射源成像；

b）采集焦平面陣列所輸出的多個電學信號數據；

c）將采集的多個電學信號數據存儲至控制處理模塊；

d）計算焦平面陣列所輸出的多個電學信號數據中的像元數據的非均勻性，并且獲取每一像元數據的補償因子；

e）將所述補償因子存儲至控制處理模塊；

f）當焦平面陣列工作時，每次輸出像元數據前調用已存儲的補償因子；

g）通過補償因子控制相應的補償盲元的選通開關，并在積分放大前對每一像元的輸出進行補償。

11.根據權利要求10所述的紅外成像系統的非均勻性校正方法，其特征在于，在步驟f）中所述補償因子采用串行實時輸入方式。

12.根據權利要求10所述的紅外成像系統的非均勻性校正方法，其特征在于，在步驟g）中進一步包括步驟：

在焦平面陣列第1行的像元積分放大時，對第2行的像元的補償因子進行輸入并在焦平面陣列內保存；當第1行的像元積分放大完成后，對第2行的像元的補償因子進行內部采樣，并用已采樣的第2行補償因子控制補償盲元來完成第2行的像元積分放大，在第2行的像元積分放大的同時對第3行的像元的補償因子進行輸入，以此類推。