支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器及相机制造技术

本发明专利技术提供了一种支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器及相机。本发明专利技术的探测器，包括：红外相机控制器、支持异速像移补偿功能中波红外探测器、中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、支持异速像移补偿功能长波红外探测器、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、中波红外长波红外分光棱镜、中波红外长波红外共口径光学模块、中波红外镜头、长波红外镜头。本发明专利技术的支持异速像移补偿功能的中、长波红外及可见光航空相机，在不额外增加系统硬件设备的前提下，可实现航空异速像移补偿，且能够降低成像系统质量、体积、功耗、成本，该相机可以在中波红外波段、长波红外波段短波红外波段分别成像，并且具备异速像移补偿功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器及相机


[0001]本专利技术涉及航天航空
，尤其涉及一种支持异速像移补偿可见光、中、长波红外探测器及相机。

技术介绍

[0002]在侦察过程中，侦察机为躲避敌方雷达的监视，需要做高速低空飞行。低空高速飞行大大提高飞机自身的战场生存能力和纵深侦察监视能力，但这时航空成像的靶面上会出现严重像移，导致航空成像模糊，像移的存在极大的影响了相机成像质量，使航摄图像的分辨率明显下降。当存在像移时拍摄到的目标轮廓不清晰，目标和周围背景间存在着或大或小的过渡区，它随像移的增大而扩大，当过渡区到达一定程度时就会导致相邻两目标的成像互相交叠甚至不能分辨。飞机在前向飞行中，由于飞机自身的姿态调整(如侧身飞行)或航空相机镜头俯仰角度的调整，使得航空相机处于图1所示的斜视工作状态。在靶面上的示意图如图2所示，它的特点是靶面上像素点的像移方向相同，但不同像素区域的像移量大小不同，这种像移被称为异速像移。航空相机进行斜视工作具有重要的技战术意义，所以异速像移在航空像移中占有重要位置。
[0003]高空远距离航空相机作为一种获取目标遥感图像的重要航空光电系统。因其作用距离远，成像分辨率高等优势，已在航空遥感领域得到广泛应用。相比于地基光电经纬仪、车载及舰载光电测量系统等，高空远距离航空相机摆脱了地形等干扰因素，可实现大范围的成像测量，并可实时向指挥中心提供目标的图像及地理位置等信息，以帮助指挥系统进行决策。随着光学系统、光电探测器、光电传感器及伺服控制等领域的发展，高空远距离航空相机的功能越来越多，其应用范围也变得越来越广。
[0004]工作在红外波段的相机由于作用距离远、抗干扰性好、穿透云雾的能力强等优点，在军事上具有极其重要的应用价值
[0005]CA
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295是一款采用大面阵CCD的可见/红外双波段航空相机，可在中高空采用步进凝视(分幅式)的方式对感兴趣的目标区域进行成像；DB
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110是一款可在高、中、低空三种不同高度条件下工作的双波段(可见和红外)航空相机，具有广域搜索、立体成像及点目标捕获等功能；全球鹰无人机搭载的EO/IR载荷是一款集广域侦察、区域搜索、立体成像和点目标跟踪于一体的航空相机。
[0006]我国在航空光电领域起步相对较晚，因此，无论是在航空光电设备的研发上，还是在航空光电成像测量系统整体的制造技术上，相较于国外仍有差距。
[0007]随着科技发展和光学成像技术的日益成熟，高分辨率、实时传输型红外相机也逐步形成装备体系，从总体看，在航空相机领域当前国外发达国家正在由可见光向红外及可见光/红外方向发展但是目前的航空相机仅仅支持双谱段或单谱段功能，而且不支持异速像移补偿功能，并且不具备异速像移补偿功能，严重制约当航空相机的发展。

技术实现思路

[0008]基于此，本专利技术提出了一种支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器及相机，以解决或部分解决现有技术中存在的问题。
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，包括：
[0010]红外相机控制器，其分别与支持异速像移补偿功能中波红外探测器、中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、支持异速像移补偿功能长波红外探测器、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块电连接；所述中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块与所述支持异速像移补偿功能中波红外探测器电连接；所述长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块与所述支持异速像移补偿功能长波红外探测器电连接；
[0011]中波红外长波红外分光棱镜，其与中波红外长波红外共口径光学模块电连接；
[0012]中波红外镜头，其分别与支持异速像移补偿功能中波红外探测器、中波红外长波红外共口径光学模块电连接；
[0013]长波红外镜头，其分别与支持异速像移补偿功能长波红外探测器、中波红外长波红外共口径光学模块电连接；
[0014]其中，所述中波红外长波红外分光棱镜用于将长波与中波两个波段分开改变中波红外与长波红外的光路；
[0015]中波红外长波红外共口径光学模块用于在中波红外、长波红外两个波段光路中同时接收目标信息，使两个波段焦距相同，实现两个波段同时观测、同步跟踪、同步测量；
[0016]所述中波红外镜头、长波红外镜头用于采集中波红外光信号、长波红外光信号；
[0017]所述红外相机控制器用于确定中波红外、长波红外的任务参数，并向分别中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块发送中波红外异速像移补偿时序控制与驱动指令、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动指令，控制支持异速像移补偿功能中波红外探测器、支持异速像移补偿功能长波红外探测器用于对中波红外光信号、长波红外光信号进行异速像移补偿，得到中波红外图像信号、长波红外图像信号。
[0018]优选的是，所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，还包括：
[0019]可见光探测器控制单元，其分别与可见光异速像移补偿时序控制与驱动模块、支持异速像移补偿功能可见光探测器电连接；
[0020]可见光镜头，其与所述支持异速像移补偿功能可见光探测器电连接；
[0021]所述可见光镜头用于采集可见光信号；
[0022]所述可见光探测器控制单元用于确定可见光的任务参数，并向可见光异速像移补偿时序控制与驱动模块发送异速像移补偿时序控制与驱动指令，控制支持异速像移补偿功能可见光探测器用于对可见光信号进行异速像移补偿，得到可见光图像信号。
[0023]优选的是，所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，所述支持异速像移补偿功能的可见光探测器包括：
[0024]多组可见光线阵TDICCD单元；
[0025]多个可见光时序控制模块，其与所述可见光线阵TDICCD单元对应，所述可见光时序控制模块用于控制所述可见光线阵TDICCD单元电荷转移速度；
[0026]多个可见光移位寄存模块，其与所述可见光线阵TDICCD单元对应，所述可见光移位寄存模块用于将曝光后可见光线阵TDICCD单元中包含可见光景物信息的电荷读出至可见光移位寄存模块；
[0027]所述支持异速像移补偿功能的长波红外探测器包括：
[0028]多组长波红外线阵TDICCD单元；
[0029]多个长波红外电荷速度控制模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外电荷速度控制模块用于控制长波红外线阵TDICCD单元电荷转移速度；
[0030]多个长波红外读出电路模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外读出电路模块用于将曝光后长波红外线阵TDICCD单元中包含长波红外景物信息的电荷读出；
[0031]多个长波红外移位寄存模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外移位寄存模块用于将长波红外读出电路模块读出的电荷进行收集、输出；
[0032]所述支持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，其特征在于，包括：红外相机控制器，其分别与支持异速像移补偿功能中波红外探测器、中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、支持异速像移补偿功能长波红外探测器、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块电连接；所述中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块与所述支持异速像移补偿功能中波红外探测器电连接；所述长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块与所述支持异速像移补偿功能长波红外探测器电连接；中波红外长波红外分光棱镜，其与中波红外长波红外共口径光学模块电连接；中波红外镜头，其分别与支持异速像移补偿功能中波红外探测器、中波红外长波红外共口径光学模块电连接；长波红外镜头，其分别与支持异速像移补偿功能长波红外探测器、中波红外长波红外共口径光学模块电连接；其中，所述中波红外长波红外分光棱镜用于将长波与中波两个波段分开改变中波红外与长波红外的光路；中波红外长波红外共口径光学模块用于在中波红外、长波红外两个波段光路中同时接收目标信息，使两个波段焦距相同，实现两个波段同时观测、同步跟踪、同步测量；所述中波红外镜头、长波红外镜头用于采集中波红外光信号、长波红外光信号；所述红外相机控制器用于确定中波红外、长波红外的任务参数，并向分别中波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动模块发送中波红外异速像移补偿时序控制与驱动指令、长波红外异速像移补偿时序控制与驱动指令，控制支持异速像移补偿功能中波红外探测器、支持异速像移补偿功能长波红外探测器用于对中波红外光信号、长波红外光信号进行异速像移补偿，得到中波红外图像信号、长波红外图像信号。2.如权利要求1所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，其特征在于，还包括：可见光探测器控制单元，其分别与可见光异速像移补偿时序控制与驱动模块、支持异速像移补偿功能可见光探测器电连接；可见光镜头，其与所述支持异速像移补偿功能可见光探测器电连接；所述可见光镜头用于采集可见光信号；所述可见光探测器控制单元用于确定可见光的任务参数，并向可见光异速像移补偿时序控制与驱动模块发送异速像移补偿时序控制与驱动指令，控制支持异速像移补偿功能可见光探测器用于对可见光信号进行异速像移补偿，得到可见光图像信号。3.如权利要求2所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，其特征在于，所述支持异速像移补偿功能的可见光探测器包括：多组可见光线阵TDICCD单元；多个可见光时序控制模块，其与所述可见光线阵TDICCD单元对应，所述可见光时序控制模块用于控制所述可见光线阵TDICCD单元电荷转移速度；多个可见光移位寄存模块，其与所述可见光线阵TDICCD单元对应，所述可见光移位寄存模块用于将曝光后可见光线阵TDICCD单元中包含可见光景物信息的电荷读出至可见光移位寄存模块；
所述支持异速像移补偿功能的长波红外探测器包括：多组长波红外线阵TDICCD单元；多个长波红外电荷速度控制模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外电荷速度控制模块用于控制长波红外线阵TDICCD单元电荷转移速度；多个长波红外读出电路模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外读出电路模块用于将曝光后长波红外线阵TDICCD单元中包含长波红外景物信息的电荷读出；多个长波红外移位寄存模块，其与所述长波红外线阵TDICCD单元对应，所述长波红外移位寄存模块用于将长波红外读出电路模块读出的电荷进行收集、输出；所述支持异速像移补偿功能的中波红外探测器包括：多组中波红外线阵TDICCD单元；多个中波红外电荷速度驱动模块，其与所述中波红外线阵TDICCD单元对应，所述中波红外电荷速度驱动模块用于控制中波红外线阵TDICCD单元电荷转移速度；多个中波红外读出电路模块，其与所述中波红外线阵TDICCD单元对应，所述中波红外读出电路模块用于将曝光后中波红外线阵TDICCD单元中包含中波红外景物信息的电荷读出；中波红外移位寄存模块，其用于将中波红外读出电路模块读出的电荷进行收集、输出。4.如权利要求2所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，其特征在于，还包括：中波红外驱动模块，其与所述支持异速像移补偿功能中波红外探测器电连接；长波红外驱动模块，其与所述支持异速像移补偿功能长波红外探测器电连接；所述中波红外驱动模块用于产生支持异速像移补偿功能中波红外探测器工作所需的水平驱动时序、垂直驱动时序；所述长波红外驱动模块用于产生支持异速像移补偿功能长波红外探测器工作所需的水平驱动时序、垂直驱动时序。5.如权利要求2所述的支持异速像移补偿的可见光、中、长波红外探测器，其特征在于，还包括：可见光驱动模块，其与所述支持异速像...

【专利技术属性】
技术研发人员：任航，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：