• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 7
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩都是输: 一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统.pdf

    关 键 词:
    一种 光纤 制冷 红外 平面 成像 系统
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201110089409.1

    申请日:

    2011.04.11

    公开号:

    CN102252762A

    公开日:

    2011.11.23

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 发明专利申请公开后的视为撤回IPC(主分类):G01J5/20申请公开日:20111123|||实质审查的生效IPC(主分类):G01J 5/20申请日:20110411|||公开
    IPC分类号: G01J5/20; G01J5/08 主分类号: G01J5/20
    申请人: 北京理工大学
    发明人: 赵跃进; 褚旭红; 董立泉; 刘小华; 于晓梅; 武红; 惠梅; 龚诚; 贾倩
    地址: 100081 北京市海淀区中关村南大街5号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110089409.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.04.08|||2012.08.08|||2011.11.23

    法律状态类型:

    发明专利申请公开后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,包括红外成像光路1和2、照明光路3、4和5,光学读出光路6,光纤参比光路7和8,图像采集及处理系统9。1将外界目标成像于2,使2产生相应变化;3发出的光经4准直后被5分成两束:一束射向2,被2空间调制后由6聚焦成像于9,另一束被7聚焦并穿过8后成像于9。9对6和8的信号处理后输出红外热图像。本发明的核心在于在非制冷红外焦平面阵列成像系统光路中增加光纤参比光路,使9同时接收红外图像信号和光源波动信号;9利用光源波动信号对红外图像信号进行修正,从而消除光源波动、光源老化、光源电源纹波对系统成像质量的影响,提高系统工作可靠性。

    权利要求书

    1.一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,包括红外成像光路、
    照明光路、光学读出光路、光纤参比光路,图像采集与处理系统,其特征在于
    光纤参比光路对照明光源的波动进行监控,并将光源波动信息提供给图像采集
    及处理装置,在图像处理时,利用该监控信息对红外图像进行修正,从而消除
    光源波动、光源老化、光源电源纹波对系统成像质量的影响,提高成像系统工
    作可靠性。
    2.根据权利要求1所述的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,其
    特征在于红外成像光路包含红外成像镜头和红外焦平面阵列,照明光路包含光
    源、准直镜组、分光组件,光学读出光路包含成像镜头组和滤波器,光纤参比
    光路包含聚光镜组和光纤。
    3.根据权利要求1所述的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,
    其特征在于所述照明光束被分成两束后,一束射向红外焦平面阵列,经带有外
    界红外图像的红外焦平面阵列调制以后,再通过光学读出光路,成像于图像采
    集与处理系统;另一束被聚光镜组聚焦进入光纤参比光路,成像于图像采集与
    处理系统。
    4.根据权利要求3所述的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,其特
    征在于图像采集和处理装置中的CCD分区采集红外图像信号和光纤监控的光源
    波动信号。
    5.根据权利要求3和4所述的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,
    其特征在于图像采集和处理装置利用光纤监控的光源波动信号,对红外图像信
    号进行修正,以消除光源波动、光源老化、光源电源纹波对系统成像质量的影
    响,提高成像系统工作可靠性。

    说明书

    一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统

    技术领域

    本发明涉及一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,尤其
    是一种利用光纤参比光路监控光源波动信号,用以修正红外图像的非制冷红外
    焦平面阵列成像系统。

    背景技术

    红外热成像技术越来越受到各行各业的重视。为克服传统的红外热成像系
    统成本、体积、重量、功耗等问题的影响,近年来,基于MOEMS技术的光读
    出式微悬臂梁焦平面阵列(focal?plane?array,FPA)热成像系统,受到了广大研究机
    构的重视。

    基于MOEMS技术的光读出式微悬臂梁焦平面阵列(focal?plane?array,FPA)
    热成像系统,是实现红外光——热机械变形——照射可见光的反射光强变化
    ——还原图像的过程。系统采用焦平面阵列器件FPA作为红外图像传感器,焦
    平面阵列器件是一种微悬臂梁结构,微悬臂梁由两种热膨胀系数相差较大的材
    料构成,当微悬臂梁吸收红外辐射后,梁的温度上升,双材料层之间会很快达
    到热平衡,热平衡后,由于两种材料的热膨胀系数差别较大,它们之间的应力
    将使梁产生弯曲,弯曲量与微悬臂梁吸收的热量成正比。所以,外界的温度场
    会导致微悬臂梁阵列产生相应的变形。微悬臂梁变形量的检测主要有电读出和
    光读出两种方式:前者是通过检测微悬臂梁弯曲处的电容或电阻等电学参数的
    变化情况,来获得悬臂梁的形变量,该方法外围设备比较简单,但是要在FPA
    上额外构造复杂电路,加大了FPA的制造难度,并且电路本身的热量会在一定
    程度上影响红外图像的质量;另一种叫做光读出,在每一个微悬臂梁上,都有
    小反射镜,用可见光照射微悬臂梁阵列,微悬臂梁阵列的反射镜会将可见光反
    射,当每个微悬臂梁的变形量不同时,每个微悬臂梁携带的反射镜对照射的可
    见光的反射效果也会不同,通过检测反射光的变化量可获得悬臂梁的变形量,
    再还原为红外图像。该方法需要配置的外围设备比电读出复杂,但不需要在FPA
    上构造读出电路,避免了读出电路产生的热量对成像质量的影响。

    就目前国内外技术资料来看,光读出远远未达到预期的成像效果。研究光
    读出FPA红外成像系统光路的成像原理可以看出,影响系统稳定性、可靠性、
    灵敏度的因素很多,其原因有两个方面,一方面是工艺、器件性能的制约,另
    一方面是系统整体设计水平。进一步提高光读出非制冷红外焦平面阵列成像系
    统性能,是的重要研究方向。

    发明内容

    本发明的目的是针对提高光读出非制冷红外焦平面阵列成像系统工作稳定
    性、可靠性和灵敏度的问题,提供一种含光纤参比光路的、可以有效消除光源
    电源纹波、光源老化对系统成像质量的影响,提高系统工作稳定性、可靠性和
    灵敏度的技术。

    本发明的目的是由以下技术方案来实现:

    ①本发明的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面阵列成像系统,包括红外
    成像光路、照明光路、光学读出光路、光纤参比光路、图像采集及处理装置。
    红外成像光路包含红外成像镜头和红外焦平面阵列传感器,为成像提供红外图
    像;照明光路包含光源、准直镜头组和分束镜组,为成像系统提供可见照明成
    像光束和光纤参比照明光束;光学读出光路包含若干成像镜头组和滤波器,用
    于对被红外成像光路空间调制以后的可见照明成像光束进行滤波、聚焦成像,
    图像成像在图像采集与处理系统9的CCD靶面上;光纤参比光路用以提供光源
    能量变化的参比信号;图像采集和处理装置对信号处理后输出红外图像。

    ②该系统的成像特点是:红外成像镜头将外界目标聚焦成像在红外焦平面
    阵列器件,红外焦平面阵列器件接收红外成像光线,并且其阵列像元产生相应
    的变化;从光源发出的光,被扩束、准直以后,再被分成两束,一束射向红外
    成像光路并被空间调制以后进入光学读出光路,成像于图像采集与处理系统9
    的CCD表面,另一束经过聚焦进入光纤,从光纤出射以后射到图像采集与处理
    系统9的CCD表面。图像采集与处理系统9的CCD不同的区域分别接收光纤
    参比信号和光学读出光路输出的信号。

    ③该系统在图像处理过程中,用光纤参比信号对红外图像信号不断地进行
    修正,从而达到光源电源纹波、光源老化对系统成像质量的影响,提高系统工
    作稳定性、可靠性和灵敏度的目的。

    有益效果

    采用本发明可以实现对红外图像的修正,扣除光源电源纹波、光源老化、
    对系统成像质量的影响,提高系统工作稳定性、可靠性和灵敏度。较之早前的
    非制冷红外焦平面成像系统,在同等条件下,其成像性能得到提高,并且对使
    用环境要求、系统器件要求也相应降低。

    附图说明

    图1是一般的光读出非制冷红外焦平面成像系统示意图;

    图2是本发明的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统示意图;

    其中,附图标记说明如下:图中1.红外成像镜头组;2.红外焦平面阵列;
    3.光源;4.准直镜头组;5.分光镜组;6.光学读出光路;7.聚焦镜组;8.光
    纤;9.图像采集和处理装置。

    具体实施方式

    下面将详细描述本发明的具体实施例。

    1.系统组成

    本发明的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,由红外成像光路、
    照明光路、光学读出光路、光纤参比光路和图像采集与处理装置组成,具体如
    图2所示:

    红外成像光路由红外成像镜头组1和红外焦平面阵列2组成,红外镜头将
    外界热图像聚焦成像于7上,7的像元阵列产生规律的变化;

    照明光路包含光源3、光源准直镜头组4和分光镜组5组成,照明光路为整
    个系统提供可见、非干涉、平行的照明成像光束;

    光学读出光路6包含若干成像镜头和滤波器,用于对被红外焦平面阵列3
    调制以后的可见照明成像光束聚焦成像于图像采集与处理系统9的CCD表面;

    光纤参比光路包含聚焦镜组7和光纤8,用于对可见照明光束聚焦,传递到
    图像采集与处理系统9的CCD表面;

    图像采集和处理装置9,对光学读出光路输出的信号按照一定的规律处理,
    并输出红外热图像。

    2.成像过程

    本发明的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,其成像过程如图2
    所示:

    外界目标的红外热图像通过红外镜头1进入本发明的含光纤参比光路的非
    制冷双光束光读出非制冷红外焦平面成像系统,成像于焦平面阵列2上(箭头
    I所示),焦平面阵列2由于吸收了热,像元阵列的反射镜在悬臂梁的带动下会
    发生偏转。

    光源3发出的发散光,被准直镜头组4扩束、准直以后,进入分束镜组5
    (箭头II所示),从分束镜组出射的光被分成两束:一束射入红外成像光路(箭
    头III所示),被焦平面阵列2调制以后的照明成像光束,进入光学读出光路6(箭
    头IV所示),光学读出光路将其成像于信息采集与处理装置9的CCD靶面上;
    另一束经聚焦镜组7会聚以后进入光纤8(箭头V所示),从光纤8出射的光束
    射入信息采集与处理装置9的CCD靶面。CCD靶面不同区域分别接收经过外界
    热象调制的照明成像光束,和来自光纤的参比光束。

    3.用背景和系统噪声信号修正红外图像

    本发明的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,用光纤参比光路
    的信号修正红外图像如下:

    (1)红外图像的获取

    附图1所示的光读出非制冷红外焦平面成像系统的红外图像采集过程为:

    首先系统对参考物成像,默认此时外界环境对焦平面阵列2的像元无影响,则
    图像采集和处理装置9各像元获得一个能量E0;然后系统对外界红外物体成像,
    外界图像由红外镜头组1成像于焦平面阵列2上,使焦平面阵列2的像元产生
    相应的角度偏转,导致图像采集和处理装置9的各像元获得的能量Ei与E0产生
    差异,二者的差即红外热图像,即:

    红外热图像Ei0=E0-Ei?????????...........................(1)

    其中:E0=E·η1·η2·η0???...........................(2)

    Ei=E·η1·η2·η??????????...........................(3)

    E为光源2的发光强度,η1为光源准直镜头组4的光传递效率,η2为读出光
    路6的光传递效率,η0为焦平面阵列2的光传递效率,η为系统对红外物体成像
    以后焦平面阵列2的光传递效率;

    实质上,式(2)和式(3)中的E会随光源老化、光源电源纹波而变化,

    从而导致式(1)的计算结果失真。

    (2)光纤参比光路的信号修正红外图像

    图2所示的含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统,在图1的基础
    上增加了一个分束镜组5,从照明成像光束中截取一定比例的光能量,监控光源
    发射能量的变化。图像采集和处理装置9分区域接收红外图像Es和光纤参比光
    路的信号Eg,如果按照:

    E i 0 = E gt E go E 0 - E i . . . ( 4 ) ]]>

    计算的结果输出红外图像,则可以在很大程度上克服由于E随时间变化引
    起的图像失真的困难,也就是说本成像系统能够较好的扣除光源电源纹波、光
    源老化对系统成像质量的影响,提高系统工作稳定性、可靠性和灵敏度。

    关于本文
    本文标题:一种含光纤参比光路的非制冷红外焦平面成像系统.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5878498.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 体彩5码遗漏 pc蛋蛋28官方手机下载 彩世界安全下载 竞彩2串1稳赚改良计划如何计算中奖 梯子游戏计划 有玩天津时时平台 重庆时时漏洞在哪 pk10计划群微信 快乐时时走势图开奖 pk10冠亚和单双对刷 趣彩分分彩稳赚公式 计划软件那个最好 双色球保本的玩法 中国福利彩票p62 福利彩票电子投注 重庆时时五星基本走势