[发明专利]基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置及方法

权利要求书

1.基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置，其特征在于：它包括图像生成器（1）、视频处理电路（2）、步进电机控制器（3）、步进电机（4）、景象生成器（5）、滤光片（6）、渐变滤光片（7）、光学投影系统（8）和计算机（9）；

计算机（9）的目标图像输出端与图像生成器（1）的目标图像输入端连接；图像生成器（1）的红外视频信号输出端与视频处理电路（2）的红外视频信号输入端连接；视频处理电路（2）的驱动信号输出端与景象生成器（5）的驱动信号输入端连接；景象生成器（5）输出动态红外图像光信号垂直入射至滤光片（6）；经滤光片（6）透射的光信号入射至渐变滤光片（7）的渐变区；经渐变滤光片（7）透射的光信号入射至光学投影系统（8）的光信号接收端；光学投影系统（8）发射红外双色目标图像；

计算机（9）的控制指令输出端与步进电机控制器（3）的控制指令输入端连接；步进电机控制器（3）的控制信号输出端与步进电机（4）的控制信号输入端连接；渐变滤光片（7）为圆环形，步进电机（4）用于驱动该渐变滤光片（7）绕其中心轴线作顺时针旋转运动；

滤光片（6）的中心轴线穿过渐变滤光片（7）圆环部分的中心线。

2.根据权利要求1所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置，其特征在于：渐变滤光片以圆心为中心沿圆周均匀划分为m个扇形区域，m为偶数；通过圆心的水平直径将渐变滤光片分为上下两部分，上半部分的扇形区域顺时针方向透过率递减，下半部分的扇形区域顺时针方向递增。

3.根据权利要求1所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置，其特征在于：

渐变滤光片（6）透射两种不同波段的光波，分别为A波段和B波段；渐变滤光片（7）对A波段的红外光波全部透射，对B波段的红外光波部分透射。

4.根据权利要求1所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置，其特征在于：景象生成器采用电阻阵列或数字微镜元件DMD。

5.根据权利要求1所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置，其特征在于：景象生成器使A波段的红外光波的能量与B波段的红外光波的能量都为E。

6.利用权利要求1所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置实现红外双色景象模拟的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

首先，计算机（9）控制图像生成器（1）产生与目标图像对应的红外视频信号，该红外视频信号经视频处理电路（2）处理之后转化为景象生成器（5）的驱动信号，经驱动信号驱动的景象生成器（5）输出全波段的动态红外图像光波信号给滤光片（6）；滤光片（6）对接收到的全波段的动态红外图像光波信号进行滤波，获得能量为E的A波段的红外光波和能量为E的B波段的红外光波；

同时，计算机（9）控制步进电机控制器（3）使得步进电机（4）驱动渐变滤光片（7）旋转，所述渐变滤光片（7）的转速v的范围是：20转/秒≤v≤100转/秒；所述渐变滤光片（7）的转动方向为顺时针旋转；

然后，渐变滤光片（7）对接收到的A波段的红外光波全部透射，并对接收到的B波段的红外光波部分透射，获得能量为N%E的B波段的红外光波；N为自然数，且N≤100；

最后，光学投影系统（8）接收能量为E的A波段的红外光波和能量为N%E的B波段的红外光波，并输出由能量为E的A波段的红外光波和能量为N%E的B波段的红外光波形成的红外双色目标图像。

7.根据权利要求6所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置实现红外双色目标模拟的方法，其特征在于：全波段的动态红外图像光波信号中的每一波段的光波能量不相等。

8.根据权利要求6所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置实现红外双色目标模拟的方法，其特征在于：所述的A波段的红外光波的波段为1-2μm、3-5μm或8-12μm中的任意波段；B波段的红外光波的波段为1-2μm、3-5μm或8-12μm中的任意波段。

9.根据权利要求6所述的基于渐变滤光片的红外双色景象模拟装置实现红外双色景象模拟的方法，其特征在于：所述能量为N%E的B波段的红外光波中的N%为A波段的红外光波与B波段的红外光波的能量比，其获取方式为：

将温度值、A波段的红外光波的波段值和B波段的红外光波的波段值代入普朗克公式，经过计算得出A波段的红外光波和B波段的红外光波的能量比。