專利名稱：多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)紅外熱像儀，特別是多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀。
背景技術(shù)：
參照?qǐng)D3，文獻(xiàn)“申請(qǐng)?zhí)枮?9125191. 1的中國發(fā)明專利”公開了一種紅外多光譜掃 描熱象儀，包括聚焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)、雙色鏡、探測(cè)器等，其中掃描鏡為一平面鏡，其法線與轉(zhuǎn)軸有 一夾角，在掃描鏡的光路上設(shè)有一聚焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)，在聚焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)之后的光軸上設(shè)有參考 黑體盤和雙色鏡，雙色鏡將光束分成三個(gè)波段兩個(gè)通道，并且分別經(jīng)透鏡聚焦在熱紅外探 測(cè)器和可見/近紅外探測(cè)器上。該熱象儀為折反系統(tǒng)，采用雙色鏡將光束分成兩個(gè)通道，實(shí) 現(xiàn)多波段成像，但是分光效率和傳輸率均較低，效率只有83. 3%，并且無法人為選擇成像子 波段和全波段。一般來說，紅外濾光片設(shè)計(jì)性能良好傳輸率均較高，濾光片數(shù)目越多紅外波段可 更為精細(xì)的劃分，可達(dá)數(shù)十個(gè)。單純追求波段數(shù)增加，不但需要增加濾光片的數(shù)量，加大紅 外濾光片設(shè)計(jì)難度，帶來儀器高成本；而且在較窄波段內(nèi)進(jìn)行紅外成像，子波段數(shù)接收到的 輻射低，使得各個(gè)波段的圖像信噪比低，信息量大，難以處理，更為糟糕的是這種成像設(shè)計(jì) 方式忽視了全波段所提供的充分信息，很大程度上造成信息的損失，難以達(dá)到更高的探測(cè) 精度。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)紅外多光譜掃描熱象儀分光效率低、傳輸率低的不足，本實(shí)用 新型提供一種多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀，通過旋轉(zhuǎn)嵌入紅外帶通濾光片的轉(zhuǎn)輪，使得紅外輻射 分別經(jīng)過多個(gè)紅外帶通濾光片實(shí)現(xiàn)多波段遠(yuǎn)紅外成像功能，可以提高分光效率和傳輸率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀，包括 計(jì)算機(jī)、圖像采集系統(tǒng)，其特點(diǎn)是還包括濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)、紅外熱像儀和控制器系統(tǒng)，濾光 片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)固定于紅外熱像儀的鏡頭與焦平面之間，濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪上的8 9微米 濾光片、9 10微米濾光片、10 11微米濾光片、11 12微米濾光片位于鏡頭與焦平面的 光路上，控制器系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)輪控制傳輸線與濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)電連接，控制器系統(tǒng)通過控制 線路與計(jì)算機(jī)電連接，紅外熱像儀通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與圖像采集系統(tǒng)電連接。本實(shí)用新型的有益效果是由于通過旋轉(zhuǎn)嵌入紅外帶通濾光片的轉(zhuǎn)輪，使得紅外 輻射分別經(jīng)過多個(gè)紅外帶通濾光片實(shí)現(xiàn)多波段遠(yuǎn)紅外成像功能，通過4個(gè)紅外濾光片進(jìn)行 紅外多波段均勻成像，并結(jié)合全波段8 14微米成像方式，可近乎同時(shí)獲得四個(gè)子波段和 一個(gè)全波段紅外圖像，成像質(zhì)量高，提高了分光效率和傳輸率，效率由現(xiàn)有技術(shù)的83. 3%提 高到90%以上。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀紅外濾光片分光多波段成像系統(tǒng)示意圖。
3[0010]圖2是圖1中濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)示意圖。圖3是背景技術(shù)紅外多光譜掃描熱象儀示意圖。圖中，1-濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)；2-紅外熱像儀；3-控制器系統(tǒng)；4-計(jì)算機(jī)；5-圖像數(shù)據(jù) 傳輸線；6-轉(zhuǎn)輪中軸線；7-轉(zhuǎn)輪控制傳輸線；8-控制線路；9-光路；11-8 9微米濾光片； 12-9 10微米濾光片；13-10 11微米濾光片；14-11 12微米濾光片；15-光路阻擋板; 16-無介質(zhì)通道；17-直流電機(jī)；18-皮帶；31-脈沖開關(guān)；102-采集卡；103-機(jī)箱顯示器數(shù) 據(jù)線；104-顯示器。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 2。本實(shí)用新型包括濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)1、一臺(tái)8-14微米紅外熱像儀2、 濾光片轉(zhuǎn)輪控制器系統(tǒng)3、計(jì)算機(jī)4和圖像采集系統(tǒng)。由濾光片轉(zhuǎn)輪控制系統(tǒng)3控制濾光片 轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)1轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)以采集不同波段的紅外圖像，實(shí)現(xiàn)紅外多波段成像。濾光片轉(zhuǎn)輪系 統(tǒng)1固定于紅外多波段熱像儀2的鏡頭與焦平面之間，使得濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)1轉(zhuǎn)輪上的各 個(gè)通道11 16位于鏡頭與焦平面的光路9上，將濾光片轉(zhuǎn)輪驅(qū)動(dòng)控制器系統(tǒng)3通過轉(zhuǎn)輪 控制傳輸線7與濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)1電連接，濾光片轉(zhuǎn)輪驅(qū)動(dòng)控制器系統(tǒng)3通過控制線路8 與計(jì)算機(jī)4電連接，紅外多波段熱像儀2通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線5與圖像采集系統(tǒng)電連接，這 樣就完成了整個(gè)系統(tǒng)的連接工作。給控制器系統(tǒng)3通電，通過脈沖開關(guān)31或計(jì)算機(jī)4控制 控制器系統(tǒng)3工作驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)17工作，通過皮帶18帶動(dòng)濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)1轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，如 果8 9微米濾光片11位于光路9上，則可以通過該系統(tǒng)采集8 9微米的紅外圖像；如 果9 10微米濾光片12位于光路9上，則可以通過該系統(tǒng)采集9 10微米的紅外圖像； 如果10 11微米濾光片13位于光路9上，則可以通過該系統(tǒng)采集10 11微米的紅外圖 像；如果11 12微米濾光片14位于光路9上，則可以通過該系統(tǒng)采集11 12微米的紅 外圖像；如果無介質(zhì)通道16位于光路上，則可以通過該系統(tǒng)采集8 14微米的紅外圖像。 根據(jù)應(yīng)用需要選擇所需的波段進(jìn)行成像。通過4個(gè)紅外濾光片進(jìn)行紅外多波段均勻成像，并結(jié)合全波段8 14微米成像方 式，可近乎同時(shí)獲得四個(gè)子波段和一個(gè)全波段紅外圖像，成像質(zhì)量高，抗環(huán)境干擾性強(qiáng)，性 能達(dá)到軍用標(biāo)準(zhǔn)，窄帶濾光片波段范圍為1微米，溫度變化較小，模塊化較高，放棄對(duì)地面 目標(biāo)不敏感的12 14微米子波段成像，減少了濾光片數(shù)目，使得成本較低。該系統(tǒng)的特點(diǎn) 是a.紅外熱像儀焦距及成像角度方位可按照需要調(diào)節(jié)，能獲得大范圍遠(yuǎn)距離紅外圖像； b.紅外熱像儀通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)的采集卡直接相連，通過圖像采集軟件控制采集的紅外 圖像的亮度、格式等，可以獲得240 X 320和640X960大小的BMP、JPG、TIF等多種格式的圖 像，同時(shí)可進(jìn)行視頻格式采集；c.轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)可人為控制來選擇使用不同的濾光片，該濾光 片轉(zhuǎn)輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以進(jìn)行手動(dòng)和計(jì)算機(jī)控制，紅外圖像通過不同的濾光片“過濾”代替分光 棱鏡以獲得傳輸率較高的不同波段的圖像，效率可達(dá)90%以上，同時(shí)可以配合子波段采集 進(jìn)行全波段成像。本實(shí)用新型專利熱像儀屬于光、機(jī)、電一體化成像系統(tǒng)，可應(yīng)用于衛(wèi)星遙感、目標(biāo) 檢測(cè)和識(shí)別等領(lǐng)域。
權(quán)利要求一種多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀，包括計(jì)算機(jī)、圖像采集系統(tǒng)，其特征在于還包括濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)、紅外熱像儀和控制器系統(tǒng)，濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)固定于紅外熱像儀的鏡頭與焦平面之間，濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪上的8～9微米濾光片、9～10微米濾光片、10～11微米濾光片、11～12微米濾光片位于鏡頭與焦平面的光路上，控制器系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)輪控制傳輸線與濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)電連接，控制器系統(tǒng)通過控制線路與計(jì)算機(jī)電連接，紅外熱像儀通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與圖像采集系統(tǒng)電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多波段遠(yuǎn)紅外熱像儀，用于遠(yuǎn)距離大范圍遠(yuǎn)紅外多波段成像。其特是將濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)固定于紅外熱像儀的鏡頭與焦平面之間，濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪上的8～9微米濾光片、9～10微米濾光片、10～11微米濾光片、11～12微米濾光片位于鏡頭與焦平面的光路上，控制器系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)輪控制傳輸線與濾光片轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)電連接，控制器系統(tǒng)通過控制線路與計(jì)算機(jī)電連接，紅外熱像儀通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與圖像采集系統(tǒng)電連接。由于通過旋轉(zhuǎn)嵌入紅外帶通濾光片的轉(zhuǎn)輪，使得紅外輻射分別經(jīng)過多個(gè)紅外帶通濾光片實(shí)現(xiàn)多波段遠(yuǎn)紅外成像功能，效率由現(xiàn)有技術(shù)的83.3％提高到90％以上。
文檔編號(hào)G01J5/08GK201615790SQ200920035120
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者潘泉, 程詠梅, 趙永強(qiáng), 陳超, 高仕博 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)