[发明专利]高动态红外场景生成装置及方法

说明书

本发明提供了一种高动态红外场景生成装置及方法，其特征在于，包括：激光光源、准直扩束匀光光学系统、第一微镜阵列及其调节装置、第一照明光学系统、合束镜、第二照明光学系统、黑体、第二微镜阵列及其调节装置和投影系统；激光光源发出的红外光线经过准直扩束匀光光学系统、第一微镜阵列及其调节装置、第一照明光学系统、合束镜后到达第二微镜阵列及其调节装置；黑体发出的红外光线经过第二照明光学系统、合束镜后到达第二微镜阵列及其调节装置；投影系统将经过第二微镜阵列及其调节装置的光束进行投影。本发明采用两种红外光源，通过合束镜进行合束，合束后由微镜阵列对目标和干扰的合光束进行灰度调制，进而实现了高动态红外场景的生成。

技术领域

本发明涉及半实物仿真、光电检测技术领域，具体地，涉及一种高动态红外场景生成装置及方法。

背景技术

随着计算机和光电技术的融合发展，红外技术已然成为飞行器探测方面的一个重要的发展方向。当下飞行器前端探测系统的工作动态范围越来越高，为了能够在飞行器地面试验中较为准确地模拟跨强亮度和弱亮度的大动态红外场景，对红外场景生成器的能量动态范围提出了更高的需求。场景的动态范围越大，越能够拥有更广的能量域，并且其在亮处和暗处的细节更细腻的表现使得模拟出来的红外场景以及红外目标有着更多的立体感、真实感和层次感。故高动态范围的红外场景模拟对于仿真更加真实复杂的环境有着很重要的作用。

然而，目前的红外探测系统的相关技术已经较为成熟，具有很高的动态范围，现有红外场景模拟器设备已不能提供足够的动态范围，故针对半实物仿真的高动态范围红外场景模拟技术的研究应运而生。

专利文献CN113029525A(申请号：CN202110289257.3)公开了一种红外场景模拟系统，包括第一红外光路、第二红外光路以及合束镜；第一红外光路包括第一黑体和第一DMD子系统，第一DMD子系统以第一黑体为红外光源生成2N级灰度的图像；第二DMD子系统以第二黑体作为红外光源生成2N级灰度的图像；合束镜用于将第一红外光路和第二红外光路进行合束，用于形成灰度叠加后的图像；调节第一黑体和第二黑体的温度，使所述温度小于第一预设值并且足以模拟红外场景中温度值为第二预设值的目标。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高动态红外场景生成装置及方法。

根据本发明提供的高动态红外场景生成装置，包括：激光光源、准直扩束匀光光学系统、第一微镜阵列及其调节装置、第一照明光学系统、合束镜、第二照明光学系统、黑体、第二微镜阵列及其调节装置和投影系统；

所述激光光源发出的红外光线在传播路径上依次经过准直扩束匀光光学系统、第一微镜阵列及其调节装置、第一照明光学系统、合束镜后到达第二微镜阵列及其调节装置；

黑体发出的红外光线在传播路径上经过第二照明光学系统、合束镜后到达第二微镜阵列及其调节装置；

所述投影系统将经过第二微镜阵列及其调节装置的光束进行投影。

优选的，所述合束镜包括表面镀膜的半反半透镜。

优选的，还包括第一全内反射棱镜和第二全内反射棱镜；

所述第一全内反射棱镜位于准直扩束匀光光学系统后，用于将整形匀光后的激光光束输入第一微镜阵列及其调节装置中；

所述第二全内反射棱镜位于合束镜后，用于将合束后的光束输入第二微镜阵列及其调节装置中。

优选的，所述第一微镜阵列及其调节装置和第二微镜阵列及其调节装置为二维微镜阵列，在二维微镜阵列中，单个微镜连接有偏转角度控制结构。

优选的，第一微镜阵列及其调节装置通过控制各个微镜的翻转状态，实现二值图像的显示，第二微镜阵列及其调节装置进行灰度调制，实现8bit图像的显示。

优选的，所述激光光源包括激光器出射和光纤输出形式。