一种紧凑型红外光学系统及非均匀性校正方法

技术领域

本发明属于光学精密仪器技术领域，特别是涉及一种紧凑型红外光学系统及非均匀性校正方法。

背景技术

在红外光电探测系统中，由于现有制造工艺水平和材料的限制，各个探测单元的响应特性不完全一致，会以固定图案噪声的形式叠加在图像上，这种噪声即为红外焦平面阵列的非均匀性，它严重影响了红外系统的成像质量，使目标图像很难从背景中分辨出来，这就限制了红外焦平面阵列的性能，也限制其在军事和民用方面的应用。

目前，国内外针对红外光学系统的校正方法主要针对空间上的均匀性问题，一般均采用对红外探测器进行黑体温度标定，即在红外探测器出厂之前通过标准黑体试验对红外探测器进行定标，从而得出红外焦平面每个像元各自的响应曲线及相关参数。而针对红外探测器在时间上的非均匀性问题的相关技术比较欠缺，特别是在红外探测器随时在过程中进行在线校正技术，目前研究相对较少。现有能够进行非均匀性校正的装置往往体积较大，校正方式复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种紧凑型红外光学系统及非均匀性校正方法，以解决现有结构无法实现红外光学系统非均匀性在线校正的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种紧凑型红外光学系统，它包括红外变焦镜头、红外探测器和非均匀性校正机构，所述红外变焦镜头与非均匀性校正机构为一体化结构，所述非均匀性校正机构设置在红外变焦镜头内部，所述红外变焦镜头与红外探测器相连，所述非均匀性校正机构包括驱动齿轮、过渡齿轮、齿轮盘、开合式叶片和连杆，所述驱动齿轮、过渡齿轮和齿轮盘均安装在安装底板上，所述驱动齿轮与过渡齿轮相互啮合，所述过渡齿轮与齿轮盘相互啮合，所述开合式叶片数量为多个，多个开合式叶片均与安装底板转动连接，所述连杆的一端与齿轮盘转动连接，所述连杆的另一端与开合式叶片转动连接，所述驱动齿轮与驱动装置相连。

更进一步的，所述开合式叶片的数量为5个。

更进一步的，所述驱动装置为电机，所述电机输出端与驱动齿轮相连，所述电机通过电机支架与红外变焦镜头相连。

更进一步的，所述连杆与齿轮盘的连接处及连杆与开合式叶片的连接处设置有卡簧。

更进一步的，所述安装底板的内侧设置有第一圆柱轴，所述开合式叶片上设置有第一圆孔，所述第一圆柱轴与第一圆孔转动配合相连。

更进一步的，所述安装底板的外侧设置有第二圆柱轴，所述齿轮盘上开设有槽口，所述第二圆柱轴与槽口滑动配合相连。

更进一步的，所述开合式叶片上设置有第三圆柱轴，所述连杆上设置有第二圆孔，所述第三圆柱轴与第二圆孔转动配合相连。

更进一步的，所述齿轮盘前端设置有齿轮盘端盖，所述齿轮盘端盖与安装底板相连。

更进一步的，所述驱动齿轮和过渡齿轮前端设置有齿轮盖，所述齿轮盖通过螺钉与安装底板相连。

本发明还提供了一种基于紧凑型红外光学系统的非均匀性校正方法，具体为：在红外光学系统工作过程中，开合式叶片处于打开状态，当需要进行在线非均匀性校正时，驱动装置带动驱动齿轮，经过过渡齿轮和齿轮盘的传递带动开合式叶片闭合，非均匀性校正机构利用开合式叶片切断光路传输后对红外探测器进行图像的非均匀校正。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过驱动装置带动开合式叶片打开或关闭，利用开合式叶片切断光路传输后进行图像校正。本发明在红外光学系统工作过程中，不需要利用黑体等额外设备进行非均匀校正。同时，本发明提出的非均匀性校正机构结构紧凑，与红外变焦镜头一体化设计，集成度高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的一种紧凑型红外光学系统结构示意图；

图2为本发明所述的红外变焦镜头内部结构示意图；

图3为本发明所述的非均匀性校正机构立体结构示意图一；

图4为本发明所述的非均匀性校正机构立体结构示意图二；

图5为本发明所述的非均匀性校正机构立体结构示意图三；

图6为本发明所述的非均匀性校正机构爆炸结构示意图一；

图7为本发明所述的非均匀性校正机构爆炸结构示意图二。

图中：

1-安装底板，2-驱动齿轮，3-过渡齿轮，4-齿轮盘，5-齿轮盘端盖，6-齿轮盖，7-螺钉，8-电机，9-电机支架，10-开合式叶片，11-连杆，12-卡簧，13-红外变焦镜头，14-红外探测器，15-非均匀性校正机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1-7说明本实施方式，一种紧凑型红外光学系统，它包括红外变焦镜头13、红外探测器14和非均匀性校正机构15，所述红外变焦镜头13与非均匀性校正机构15为一体化结构，所述非均匀性校正机构15设置在红外变焦镜头13内部，所述红外变焦镜头13与红外探测器14相连，所述非均匀性校正机构15包括驱动齿轮2、过渡齿轮3、齿轮盘4、开合式叶片10和连杆11，所述驱动齿轮2、过渡齿轮3和齿轮盘4均安装在安装底板1上，所述驱动齿轮2与过渡齿轮3相互啮合，所述过渡齿轮3与齿轮盘4相互啮合，所述开合式叶片10数量为多个，多个开合式叶片10均与安装底板1转动连接，所述连杆11的一端与齿轮盘4转动连接，所述连杆11的另一端与开合式叶片10转动连接，所述驱动齿轮2与驱动装置相连。

所述红外变焦镜头13与非均匀性校正机构15为一体化结构设计，非均匀性校正机构15集成在红外变焦镜头13内部，非均匀性校正机构15通过驱动装置带动驱动齿轮2转动，通过驱动齿轮2与过渡齿轮3的啮合带动过渡齿轮3旋转，过渡齿轮3通过与齿轮盘4的啮合带动齿轮盘4旋转，通过齿轮盘4上连接的连杆11带动多个开合式叶片10围绕其与齿轮盘4的连接点进行转动，实现多个开合式叶片10的展开与闭合， 非均匀性校正机构15利用开合式叶片10切断光路传输后对红外探测器14进行图像的非均匀校正。可实现对红外探测器14的在线校正，非均匀性校正机构15结构紧凑，与红外变焦镜头13一体化设计，集成度高。

优选的，本实施例所述开合式叶片10的数量为5个，连杆11的数量与开合式叶片10的数量相同。所述驱动装置为电机8，所述电机8输出端与驱动齿轮2相连，所述电机8通过电机支架9与红外变焦镜头13相连，使用电机8作为驱动装置带动驱动齿轮2旋转。所述连杆11与齿轮盘4的连接处及连杆11与开合式叶片10的连接处设置有卡簧12，通过卡簧提供预紧力。所述安装底板1的内侧设置有第一圆柱轴，所述开合式叶片10上设置有第一圆孔，所述第一圆柱轴与第一圆孔转动配合相连，所述安装底板1的外侧设置有第二圆柱轴，所述齿轮盘4上开设有槽口，所述第二圆柱轴与槽口滑动配合相连，用于限制齿轮盘的转动路径。所述开合式叶片10上设置有第三圆柱轴，所述连杆11上设置有第二圆孔，所述第三圆柱轴与第二圆孔转动配合相连。所述齿轮盘4前端设置有齿轮盘端盖5，所述齿轮盘端盖5与安装底板1相连。所述驱动齿轮2和过渡齿轮3前端设置有齿轮盖6，所述齿轮盖6通过螺钉7与安装底板1相连。

本实施例为基于上述实施例所述紧凑型红外光学系统的非均匀性校正方法，具体为：在红外光学系统工作过程中，开合式叶片10处于打开状态，当需要进行在线非均匀性校正时，驱动装置带动驱动齿轮2，经过过渡齿轮3和齿轮盘4的传递带动开合式叶片10闭合，非均匀性校正机构15利用开合式叶片10切断光路传输后对红外探测器14进行图像的非均匀校正。

以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。