本發(fā)明涉及光學(xué)鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

隨著非制冷探測(cè)器技術(shù)的成熟，長波紅外非制冷光學(xué)系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。一般的熱成像鏡頭的成像質(zhì)量除了由調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation Transfer Function，MTF)等設(shè)計(jì)指標(biāo)決定之外，還有一項(xiàng)重要的決定因素就是雜光輻射。

所謂雜光輻射，是指在光學(xué)系統(tǒng)中，除了目標(biāo)光線外，擴(kuò)散于探測(cè)器表面的其他非目標(biāo)光線能量以及經(jīng)過非正常光路到達(dá)探測(cè)器的目標(biāo)光線能量。雜光輻射會(huì)導(dǎo)致像面上的輻照度不均勻，像面上的物體和背景的對(duì)比度和信噪比降低，從而造成熱成像系統(tǒng)的靈敏度下降。而軸外響應(yīng)是雜光輻射中的一種，其主要指目標(biāo)光線之外經(jīng)過非正常光路到達(dá)探測(cè)器的目標(biāo)光線能量。

在可見光領(lǐng)域，鏡頭的軸外響應(yīng)的檢測(cè)手段和抑制方法較多也較為成熟。但是在熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)的檢測(cè)方面卻缺乏成熟的檢測(cè)方法和檢測(cè)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法的技術(shù)方案，旨在實(shí)現(xiàn)熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)測(cè)試，提高軸外響應(yīng)的測(cè)量精度。

上述技術(shù)方案具體包括：

一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置，其中，包括按序排列的紅外光源、透光通孔、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、標(biāo)準(zhǔn)衰減片、紅外探測(cè)器以及控制裝置；

所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡設(shè)置在一第一調(diào)整架上；

所述紅外探測(cè)器固定設(shè)置在一第二調(diào)整架上，所述第二調(diào)整架固定設(shè)置在一位置控制器上；

所述控制裝置分別連接所述紅外探測(cè)器和所述位置控制器；

所述控制裝置用于控制所述紅外探測(cè)器成像，并將所述紅外探測(cè)器的成像圖像顯示在所述控制裝置的顯示屏上；以及

所述控制裝置還用于控制所述位置控制器的旋轉(zhuǎn)位置，從而通過所述位置控制器和所述第二調(diào)整架控制所述紅外探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)位置；

所述檢測(cè)裝置具有一可調(diào)整的第一工作狀態(tài)，于所述第一工作狀態(tài)下：

將所述熱成像鏡頭設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片與所述紅外探測(cè)器之間，并將所述熱成像鏡頭與所述紅外探測(cè)器連接；

所述紅外光源、所述透光通孔、所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片、所述熱成像鏡頭和所述紅外探測(cè)器的中心同高且同軸；

所述熱成像鏡頭和所述紅外探測(cè)器之間成一相對(duì)位置，以使所述紅外探測(cè)器對(duì)所述透光通孔成清晰像；

于所述第一工作狀態(tài)下，所述控制裝置還用于測(cè)量所述透光通孔的中心位置的能量，并計(jì)為第一能量值；

所述檢測(cè)裝置還具有一可調(diào)整的第二工作狀態(tài)，于所述第二工作狀態(tài)下：

將所述熱成像鏡頭設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片與所述紅外探測(cè)器之間，并將所述熱成像鏡頭與所述紅外探測(cè)器連接；

所述紅外光源、所述透光通孔、所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、所述熱成像鏡頭和所述紅外探測(cè)器的中心同高且同軸，所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片被移去；

所述控制裝置控制所述位置控制器，以將所述紅外探測(cè)器旋轉(zhuǎn)至一預(yù)設(shè)位置，于所述預(yù)設(shè)位置上，所述透光通孔在所述紅外探測(cè)器上形成的像移出至所述紅外探測(cè)器的邊緣；

于所述第二工作狀態(tài)下，所述控制裝置還用于測(cè)量所述紅外探測(cè)器內(nèi)數(shù)值最高的能量，并計(jì)為第二能量值；

所述控制裝置依照所述第一能量值、所述第二能量值以及所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片的衰減率處理得到所述熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)值。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述控制裝置依照下述公式處理得到所述軸外響應(yīng)值：

其中，

F表示所述軸外響應(yīng)值；

a表示所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片的衰減率；

E₀表示所述第一能量值；

E₁表示所述第二能量值。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述第一調(diào)整架為四維可調(diào)的調(diào)整架。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述第二調(diào)整架為三維可調(diào)的調(diào)整架。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片為中性衰減片。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述紅外探測(cè)器為凝視焦平面探測(cè)器。

優(yōu)選的，該檢測(cè)裝置，其中，所述紅外探測(cè)器為工作波段為8-12μm的長波非制冷探測(cè)器。

一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)方法，其中提供一檢測(cè)裝置，包括按序排列的紅外光源、透光通孔、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、標(biāo)準(zhǔn)衰減片、熱成像鏡頭、紅外探測(cè)器以及控制裝置；

所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡設(shè)置在一第一調(diào)整架上；

所述熱成像鏡頭與所述紅外探測(cè)器連接，所述紅外探測(cè)器固定設(shè)置在一第二調(diào)整架上，所述第二調(diào)整架固定設(shè)置在一位置控制器上；

所述控制裝置分別連接所述紅外探測(cè)器和所述位置控制器；

所述控制裝置用于控制所述紅外探測(cè)器成像，并將所述紅外探測(cè)器的成像圖像顯示在所述控制裝置的顯示屏上；以及

所述控制裝置還用于控制所述位置控制器的旋轉(zhuǎn)位置，從而通過所述位置控制器和所述第二調(diào)整架控制所述紅外探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)位置；

所述透光通孔為一圓形孔；

所述檢測(cè)方法包括：

步驟S1，將所述熱成像鏡頭設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片與所述紅外探測(cè)器之間，并將所述熱成像鏡頭與所述紅外探測(cè)器連接；

步驟S2，將所述紅外光源、所述透光通孔、所述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片、所述熱成像鏡頭和所述紅外探測(cè)器調(diào)整為中心同高且同軸；

步驟S3，將所述熱成像鏡頭和所述紅外探測(cè)器之間調(diào)整至形成一相對(duì)位置，以使紅外探測(cè)器對(duì)透光通孔成清晰像；

步驟S4，測(cè)量得到所述透光通孔的中心位置的能量，并計(jì)為第一能量值；

步驟S5，去除所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片；

步驟S6，通過所述控制裝置控制所述位置控制器的方式將所述紅外探測(cè)器旋轉(zhuǎn)至一預(yù)設(shè)位置，以使所述透光通孔在所述紅外探測(cè)器上形成的像移出至所述紅外探測(cè)器的邊緣；

步驟S7，測(cè)量得到所述紅外探測(cè)器內(nèi)數(shù)值最高的能量，并計(jì)為第二能量值；

步驟S8，根據(jù)所述第一能量值、所述第二能量值和所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片的衰減率處理得到所述熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)值。

優(yōu)選的，該檢測(cè)方法，其中，所述步驟S8中，依照下述公式處理得到所述軸外響應(yīng)值：

其中，

F表示所述軸外響應(yīng)值；

a表示所述標(biāo)準(zhǔn)衰減片的衰減率；

E₀表示所述第一能量值；

E₁表示所述第二能量值。

上述技術(shù)方案的有益效果是：

1)提供一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)測(cè)試，提高軸外響應(yīng)的測(cè)量精度，并且測(cè)量裝置搭建簡單、測(cè)量速度較快。

2)提供一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)方法，能夠支持上述檢測(cè)裝置正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種熱成像鏡頭軸外響應(yīng)的檢測(cè)裝置的技術(shù)方案。該檢測(cè)裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：

按序排列的紅外光源1、透光通孔2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3、標(biāo)準(zhǔn)衰減片4、紅外探測(cè)器6以及控制裝置8；

上述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3設(shè)置在一第一調(diào)整架(圖中未示出)上；

上述紅外探測(cè)器6固定設(shè)置在一第二調(diào)整架(圖中未示出)上，該第二調(diào)整架固定設(shè)置在一位置控制器7上；

上述控制裝置8分別連接紅外探測(cè)器6和位置控制器7；

則上述實(shí)施例中，上述控制裝置8用于控制紅外探測(cè)器6成像，并將紅外探測(cè)器6的成像圖像顯示在控制裝置8的顯示屏上；以及

上述控制裝置8還用于控制位置控制器7的旋轉(zhuǎn)位置，從而通過位置控制器7和第二調(diào)整架控制紅外探測(cè)器6的旋轉(zhuǎn)位置。

則上述實(shí)施例中，上述檢測(cè)裝置具有一可調(diào)整的第一工作狀態(tài)，于第一工作狀態(tài)下：

1)將熱成像鏡頭5設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)衰減片4和紅外探測(cè)器6之間，并且連接紅外探測(cè)器6；

2)上述紅外光源1、透光通孔2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3、標(biāo)準(zhǔn)衰減片4、熱成像鏡頭5和紅外探測(cè)器6的中心同高且同軸；

3)上述熱成像鏡頭5和紅外探測(cè)器6之間成一相對(duì)位置，以使紅外探測(cè)器6對(duì)透光通孔2成清晰像；

上述實(shí)施例中，上述熱成像鏡頭5為現(xiàn)有的熱成像鏡頭，其結(jié)構(gòu)和組成方式在此不再贅述。

上述熱成像鏡頭5可以作為被測(cè)對(duì)象與上述檢測(cè)裝置進(jìn)行區(qū)分，只在對(duì)熱成像鏡頭進(jìn)行軸外響應(yīng)檢測(cè)的過程將該熱成像鏡頭與檢測(cè)裝置組合使用。圖1中示出的是檢測(cè)裝置的工作狀態(tài)(即檢測(cè)狀態(tài))，因此在圖1中熱成像鏡頭5已經(jīng)被設(shè)置在分光鏡4和全反射鏡頭6之間。

上述實(shí)施例中，上述紅外光源1可以為一高溫的面源黑體，該黑體的溫度最高不超過1000℃。采用高溫黑體作為紅外光源1能夠利用黑體的溫度穩(wěn)定性保證檢測(cè)裝置的檢測(cè)穩(wěn)定性。

上述實(shí)施例中，上述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3可以為一紅外望遠(yuǎn)鏡頭，采用紅外望遠(yuǎn)鏡頭作為準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3能夠降低整個(gè)檢測(cè)裝置的制造成本。

則于上述第一工作狀態(tài)下，上述控制裝置8還用于測(cè)量透光通孔2的中心位置的能量，并計(jì)為第一能量值。具體地，上述控制裝置8為一控制計(jì)算機(jī)，其可以通過測(cè)量軟件來對(duì)透光通孔2的中心位置的能量進(jìn)行測(cè)量。采用計(jì)算機(jī)內(nèi)部的測(cè)量軟件對(duì)透光通孔2的中心位置進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

上述透光通孔2的形狀可以為圓形，也可以為橢圓形或者其他能夠透光的形狀，在此不再贅述。

上述第一工作狀態(tài)具體如圖1所示。

上述實(shí)施例中，檢測(cè)裝置還具有一可調(diào)整的第二工作狀態(tài)，于該第二工作狀態(tài)下：

1)上述紅外光源1、透光通孔2、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3、熱成像鏡頭5和紅外探測(cè)器6的中心同高且同軸，且上述標(biāo)準(zhǔn)衰減片4被移去；

2)上述控制裝置8控制位置控制器7，以將紅外探測(cè)器6旋轉(zhuǎn)至一預(yù)設(shè)位置，于該預(yù)設(shè)位置上，透光通孔2在紅外探測(cè)器6上形成的像移出至紅外探測(cè)器6的邊緣；

于該第二工作狀態(tài)下，控制裝置8還用于測(cè)量紅外探測(cè)器6內(nèi)數(shù)值最高的能量，并計(jì)為第二能量值。與上文中類似地，控制裝置8采用測(cè)量軟件測(cè)量的方式獲得上述第二能量值。

上述第二工作狀態(tài)并未在圖中示出。

則上述實(shí)施例中，上述控制裝置8依照第一能量值、第二能量值以及標(biāo)準(zhǔn)衰減片4的衰減率處理得到熱成像鏡頭5的軸外響應(yīng)值。

具體地，上述實(shí)施例中，上述檢測(cè)裝置的第一工作狀態(tài)可以如圖1中所示。在將上述檢測(cè)裝置調(diào)整到第一工作狀態(tài)時(shí)，控制裝置可以通過測(cè)量軟件測(cè)量到上述透光通孔2的中心位置的能量值并計(jì)為第一能量值。

隨后，將檢測(cè)裝置調(diào)整為第二工作狀態(tài)，具體為在第一工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上拿掉標(biāo)準(zhǔn)衰減片4，并通過控制裝置8控制位置控制器7，以旋轉(zhuǎn)紅外探測(cè)器6，直至紅外探測(cè)器6上形成的像移出至紅外探測(cè)器6的邊緣為止(此時(shí)紅外探測(cè)器6所處的位置即為上述預(yù)設(shè)位置)。在該第二工作狀態(tài)下，控制裝置8同樣通過測(cè)量軟件測(cè)量到上述紅外探測(cè)器6中內(nèi)數(shù)值最高的能量并計(jì)為第二能量值。

最后，上述控制裝置根據(jù)上述第一能量值、第二能量值以及標(biāo)準(zhǔn)衰減片4的衰減率計(jì)算得到上述熱成像鏡頭5的軸外響應(yīng)值。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述第一調(diào)整架為上下左右前后俯仰偏轉(zhuǎn)四維可調(diào)的調(diào)整架。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述第二調(diào)整架為上下左右前后三維精密可調(diào)的調(diào)整架。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述位置控制器7為旋轉(zhuǎn)角度可任意設(shè)定的位置控制器。換言之，控制裝置8可以通過將位置控制器7旋轉(zhuǎn)至任意角度來實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外探測(cè)器6的旋轉(zhuǎn)控制。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述紅外光源1為最高溫度為1000℃的高溫黑體。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡3為紅外望遠(yuǎn)鏡頭。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述標(biāo)準(zhǔn)衰減片4的工作波段為8-12μm，其透過率為0.1％。進(jìn)一步地，上述標(biāo)準(zhǔn)衰減片4為一中性衰減片。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述熱成像鏡頭5的工作波段同樣為8-12μm。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述紅外探測(cè)器6為凝視焦平面探測(cè)器，進(jìn)一步地為工作在8-12μm的長波非制冷探測(cè)器。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，在放入上述熱成像鏡頭5之前，將紅外光源1的高溫黑體溫度設(shè)定為900℃。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述控制裝置8根據(jù)下述公式最終處理得到熱成像鏡頭5的軸外響應(yīng)值：

其中，

F表示軸外響應(yīng)值；

a表示標(biāo)準(zhǔn)衰減片4的衰減率；

E₀表示第一能量值；

E₁表示第二能量值。

本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，基于上文中所述的檢測(cè)裝置，在圖2中給出整個(gè)檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，具體如下：

步驟S1，將熱成像鏡頭設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)衰減片與紅外探測(cè)器之間，并將熱成像鏡頭與紅外探測(cè)器連接；

步驟S2，將紅外光源、透光通孔、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、標(biāo)準(zhǔn)衰減片、熱成像鏡頭和紅外探測(cè)器調(diào)整為中心同高且同軸；

步驟S3，將熱成像鏡頭和紅外探測(cè)器之間調(diào)整至形成一相對(duì)位置，以使紅外探測(cè)器對(duì)透光通孔成清晰像；

步驟S4，測(cè)量得到透光通孔的中心位置的能量，并計(jì)為第一能量值；

步驟S5，去除標(biāo)準(zhǔn)衰減片；

步驟S6，通過控制裝置控制位置控制器的方式將紅外探測(cè)器旋轉(zhuǎn)至一預(yù)設(shè)位置，以使透光通孔在紅外探測(cè)器上形成的像移出至紅外探測(cè)器的邊緣；

步驟S7，測(cè)量得到紅外探測(cè)器內(nèi)數(shù)值最高的能量，并計(jì)為第二能量值；

步驟S8，根據(jù)第一能量值、第二能量值和標(biāo)準(zhǔn)衰減片的衰減率處理得到熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)值。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，上述步驟S8中，依照上文中所述的公式(1)處理得到熱成像鏡頭的軸外響應(yīng)值。

上述實(shí)施例中，上述檢測(cè)裝置的其他結(jié)構(gòu)和設(shè)置均參照上文中所述，在此不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。