红外探测器拼接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电系统精密机械技术领域，可应用于空间红外遥感相机、高精度微光相机等需要探测器尺寸较大的场合。
【背景技术】
[0002]随着红外成像技术的发展，空间红外遥感相机要求具有更大的视场范围，但是红外探测器受探测器基片材料的制造尺寸限制，对于面阵探测器来说，仅能生产640X512像元的探测器，对于线阵探测器来说，仅能生产Ik像元的探测器。如果需要更多像元的探测器，需要在探测器内部进行拼接，将几个基片拼接在一个冷阑内，实现探测器阵列数量的增加。但是这样的拼接方法受制冷系统的限制很大，仅能有限制的拼接几块基片，形成的探测器仍不能满足用户需求，因此需要有一种可行的办法，可以将几个探测器像面拼接在同一个平面内，以获得更大的，近乎与无限的探测器阵列长度。
[0003]通常，红外探测器感光面前有一块滤光片，可见光不可透过，使红外探测器不能够使用可见光探测器拼接的方法进行拼接。
[0004]目前使用的拼接技术，通常采用成像拼接方法:以一个探测器为基准，对目标成像，其它探测器对目标的其它部分成像。通过对目标的不同位置成像，使各探测器成的像可以拼接为一幅完整得图像，即认为拼接完成。这种方法可以实现多个探测器拼接，但是拼接精度无法控制，而且由于目标处于近距离，与实际使用时的远处目标在像面上的表现会有所不同。
【发明内容】
[0005]本发明为解决现有红外探测器拼接技术存在拼接精度低，导致拼接后的像面与实际使用时像面存在差别等问题，提供一种红外探测器拼接方法。
[0006]红外探测器拼接方法，该方法由以下步骤实现:
[0007]步骤一、将红外探测器安装一块接口板上，在所述接口板的横纵方向上分别安装带十字丝的立方镜，测量并记录两块立方镜上十字丝交叉点的三维间隔数据；
[0008]步骤二、将步骤一所述的探测器安装在可旋转的调整架上，所述探测器的光轴与调整架的旋转轴重合；并在所述探测器的前端依次设置可调狭缝及照明系统；
[0009]步骤三、调整狭缝宽度，使探测器一列像元成像，同时测量所述接口板上两个立方镜十字丝与水平面、铅垂面的夹角；旋转所述探测器，使探测器一行像元成像，同时测量所述接口板上两个立方镜十字丝与水平面、铅垂面的夹角；
[0010]步骤四、根据步骤三获得的两个夹角和在步骤一中获得的两个十字丝的间距，计算所述探测器像元的列和行与立方镜镜面夹角，根据获得的探测器像元的列和行与立方镜镜面夹角，获得探测器像元与立方镜十字丝的相对位置；
[0011]步骤五、重复步骤一至步骤四，获得多个探测器像元与立方镜十字丝的相对位置，调整各探测器位置，实现多个红外探测器的拼接。
[0012]本发明的有益效果:本发明将探测器阵列的行和列的方向和位置以一种可标记可测量的方式转化为外部基准，在拼接过程中以外部基准指导拼接操作。拼接过程数据全部可以获得，且拼接精度高，可作为拼接精度的检验数据。
【具体实施方式】
[0013]【具体实施方式】一、红外探测器拼接方法，该方法由以下步骤实现:
[0014]—、将红外探测器安装在一块接口板上，在接口板的横纵两个边缘安装两块有十字丝的立方镜；
[0015]二、测量两块立方镜十字丝交叉点的三维间隔，并记录；
[0016]三、将安装好立方镜的探测器组件安装在一个可以绕探测器光轴旋转的调整架上，调整探测器组件位置，使探测器光轴与旋转轴重合；
[0017]四、在探测器前端架设一个可调整宽度的平行狭缝；
[0018]五、狭缝前端架设照明系统，光线通过狭缝将探测器照亮；
[0019]六、通过探测器成像，获取通过狭缝的图像，旋转探测器，并调整狭缝宽度，使探测器仅有一列像元成像；
[0020]七、测量此时探测器组件上两个立方镜十字丝与水平面、铅垂面的夹角；
[0021]八、旋转探测器组件，是探测器仅有一行像元成像，测量此时探测器组件上两个立方镜十字丝与水平面、铅垂面的夹角；
[0022]九、通过以上两个夹角和两个十字丝的间距，可计算出探测器像元的列和行与立方镜镜面的夹角，进而获取探测器像元与立方镜十字丝的相对位置；
[0023]十、重复以上步骤一至步骤九，获取另外一台及更多探测器的像元位置；
[0024]本实施方式所述的调整架为六维调整架支撑红外探测器组件，将各探测器组件放置在确定位置处并固定在一起，即完成探测器阵列的拼接。
【主权项】
1.红外探测器拼接方法，其特征是，该方法由以下步骤实现: 步骤一、将红外探测器安装一块接口板上，在所述接口板的横纵方向上分别安装带十字丝的立方镜，测量并记录两块立方镜上十字丝交叉点的三维间隔数据； 步骤二、将步骤一所述的探测器安装在可旋转的调整架上，所述探测器的光轴与调整架的旋转轴重合；并在所述探测器的前端依次设置可调狭缝及照明系统； 步骤三、调整狭缝宽度，使探测器一列像元成像，同时测量所述接口板上两个立方镜十字丝与水平面、铅垂面的夹角；旋转所述探测器，使探测器一行像元成像，同时测量所述接口板上两个立方镜十字丝与水平面和铅垂面的夹角； 步骤四、根据步骤三获得的两个水平面夹角、两个铅垂面和在步骤一中获得的两个十字丝的交叉点的三维间隔数据，计算所述探测器像元的列和行与立方镜镜面夹角，根据获得的探测器像元的列和行与立方镜镜面夹角，获得探测器像元与立方镜十字丝的相对位置； 步骤五、重复步骤一至步骤四，获得多个探测器像元与立方镜十字丝的相对位置，调整各探测器位置，实现多个红外探测器的拼接。2.根据权利要求1所述的红外探测器拼接方法，其特征在于，所述可旋转的调整架为六维调整架。
【专利摘要】红外探测器拼接方法，涉及光电系统精密机械技术领域，解决现有红外探测器拼接技术存在拼接精度低，导致拼接后的像面与实际使用时像面存在差别等问题，将红外探测器安装一块接口板上，在接口板的横纵方向上安装带十字丝的立方镜，测量两块立方镜上十字丝交叉点的三维间隔数据；将探测器安装在调整架上，并在探测器的前端设置可调狭缝及照明系统；分别使探测器一列像元或一行像元成像，获的两个夹角和两个十字丝的间距，计算立方镜镜面夹角，进而获得探测器像元与立方镜十字丝的相对位置；实现多个红外探测器的拼接。在拼接过程中以外部基准指导拼接操作。拼接过程数据全部可以获得，且拼接精度高，可作为拼接精度的检验数据。
【IPC分类】G01J5/00
【公开号】CN105136309
【申请号】CN201510454233
【发明人】翟岩, 梅贵, 浦前帅
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月29日