[發明專利]便攜式激光光斑記錄儀

在審

• 申請號: 202011453969.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112911095A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王大為;席文強;郭磊;張青;向康;徐傳立;黃雄;田棟
• 申請（專利權）人: 湖北久之洋紅外系統股份有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N5/33;G01V8/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種激光光斑記錄儀，包括近紅外鏡頭、分光棱鏡、CMOS板機、主控制模塊、圖像處理模塊和圖像顯示器；所述分光棱鏡具有不同波段的光學透過率；CMOS板機包括兩個CMOS傳感器，其中第一CMOS傳感器為低照度CMOS，第二CMOS傳感器為全高清CMOS；外部環境光通過近紅外鏡頭進入分光棱鏡，分光棱鏡將背景光與1064nm激光光斑分別成像于兩個CMOS傳感器上，分別形成激光光斑和背景圖像，圖像處理模塊通過圖像融合技術得到光斑探測圖像，并通過圖像顯示器顯示融合后的圖像。本發明可有效提高1064nm光斑成像的效果，可以實現在強環境光下遠距離探測1064nm激光光斑。

技術領域

本發明涉及手持光電偵察設備領域，尤其涉及一種激光光斑記錄儀。

背景技術

1064nm脈沖激光是一種最為常用的軍用激光波段之一，一般用于激光測距、激光目標指示、激光引偏、激光致盲、激光武器等領域。而1064nm激光是一種人眼不可見的近紅外激光，因此，對1064nm激光的觀測需要借助近紅外傳感器成像。觀測1064nm激光光斑一般使用硅基CMOS、CCD傳感器、感光相紙、近紅外熒光卡等設備，而對于遠距離1064nm激光光斑觀測一般使用Si、InGaAs、HgCdTe等面陣成像傳感器。這些探測方式的主要優缺點如下：

(1)感光相紙、近紅外熒光卡等：成本低廉、使用方便、探測范圍廣，但這些探測方式只適用于實驗室環境進行近距離探測，只能作為相關研究人員的一種輔助觀測手段；

(2)Si基CMOS、CCD傳感器：成本相對低廉、圖像分辨率高、成像效果優異，但1064nm已經處于傳感器響應波段的邊緣，傳感器對1064nm激光的量子效率一般低于5％。這使得探測器對環境光的響應明顯高出對光斑的響應，進而嚴重影響光斑探測的信噪比。InGaAs近紅外面陣傳感器：對1064nm激光有較高的響應,具備一定的夜視能力，可以較為容易地濾除環境光對光斑探測的影響，同時還具備一定的夜視能力。但InGaAs面陣傳感器成本較高，分辨率較低，成像效果也遠不如傳統的CMOS、CCD傳感器。HgCdTe制冷型中紅外傳感器：對1064nm激光有響應，同時具備較強的夜視能力，但其成本較高，圖像分辨率較低，對鏡頭要求較高。

除了1064nm波段對光斑觀測帶來了一定難度，脈沖1064nm激光極低的占空比也給光斑觀測帶來了不小的技術難度。一般軍用1064nm脈沖激光的脈寬不大于20ns，頻率不高于100Hz，其占空比僅為10-6量級，這使得傳感器快門不易捕捉到激光脈沖，同時傳感器曝光時間內絕大部分響應的是環境光，使得光斑成像的對比度較低。

為了提高光斑成像的對比度，可采用脈沖同步的方法保證傳感器每次曝光都能接收到光斑，同時降低曝光時間，提高信噪比。但作為獨立使用光斑觀測設備，難以實現與激光器的同步。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種可以實現在強環境光下遠距離探測1064nm激光光斑的便捷式激光光斑記錄儀。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種激光光斑記錄儀，包括近紅外鏡頭、分光棱鏡、CMOS板機、主控制模塊、圖像處理模塊和圖像顯示器；所述分光棱鏡具有不同波段的光學透過率；CMOS板機包括兩個CMOS傳感器，其中第一CMOS傳感器為低照度CMOS，第二CMOS傳感器為全高清CMOS；

外部環境光通過近紅外鏡頭進入分光棱鏡，分光棱鏡將背景光與1064nm 激光分別成像于兩個CMOS傳感器上，分別形成激光光斑和背景圖像，圖像處理模塊通過圖像融合技術得到光斑探測圖像，并通過圖像顯示器顯示融合后的光斑圖像。

接上述技術方案，近紅外鏡頭為寬波段可調焦鏡頭，焦距為200mm，波段為450nm～1100nm，F數為3.5。