阅读说明：本技术 一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置 (Infrared sighting telescope nonuniformity correction shutter device ) 是由 刘旭东 吴玉堂 王国力 梁思远 刘建芬 刘亚梅 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置,包括从像侧到靶面依次排列的压盖、背景校正片和压铸底座；背景校正片由电磁阀驱动。本发明采用电磁阀驱动方式,性能稳定,功耗小,寿命长,适用于户外打猎、手持热像、边防警戒等环境变化范围较大的场合,相比于步进电机驱动,能有效避免电机失步的问题,增加了整体装置的寿命；能实时根据外部环境进行非均匀性校正,比无挡片校正调取内部存储值更准确；成像幅面大,可用于640机芯,满足大部分探测器的靶面需求；进一步,背景校正片不同于常见的冲压、喷玻璃丸或喷漆工艺,采用真空镀的发黑工艺,背景更纯,同时能完整覆盖探测靶面,能有效减少杂散光的影响；底座为压铸铝,具有强的抗振动、抗冲击性能。(The invention discloses a shutter device for correcting heterogeneity of an infrared sighting telescope, which comprises a gland, a background correction sheet and a die-casting base, wherein the gland, the background correction sheet and the die-casting base are sequentially arranged from an image side to a target surface; the background correction sheet is driven by an electromagnetic valve. The invention adopts the electromagnetic valve driving mode, has stable performance, small power consumption and long service life, is suitable for occasions with larger environment change range such as outdoor hunting, handheld thermal imagery, side defence warning and the like, can effectively avoid the problem of motor step loss compared with the driving of a stepping motor, and prolongs the service life of the whole device; the non-uniformity correction can be carried out in real time according to the external environment, and the method is more accurate than the method for adjusting and obtaining the internal storage value without the blocking piece; the imaging breadth is large, and the imaging device can be used for 640 movement and meets the target surface requirements of most detectors; furthermore, the background correction sheet is different from common stamping, glass pill spraying or paint spraying processes, a blackening process of vacuum plating is adopted, the background is purer, meanwhile, the detection target surface can be completely covered, and the influence of stray light can be effectively reduced; the base is die-cast aluminum and has strong vibration resistance and shock resistance.)

一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置

技术领域

本发明涉及一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置，属于红外瞄准镜非均匀性校正领 域。

背景技术

在红外成像过程中，随着探测器的温度上升及光通量的变化，红外探测器的焦平面阵 列像元会响应不一致，导致呈现的图像会不清晰，图像背景噪声明显，为保证探测器能够 定时定标，就需要采用相应的非均匀性校正技术。

在现在的瞄准镜市场上，探测器均使用无挡片校正，通过机芯内部的算法定时检测探 测器的实时温度，再调用内部已经存储的标定样板进行等同校正，但在复杂的使用环境下， 此非均匀性校正无法模拟正确的外部环境。同时红外校正模组运用在强振动、强冲击性的 光学系统上，需要具有低噪音，低功耗性能，在红外瞄准光学系统上能够充当黑色背景， 进行红外探测器的非均匀性校正。在瞄准镜使用环境比较恶劣的情况下，现有的校正装置 在集成上抗冲击能力差，容易产生大噪音、暴露自身位置，因此，有必要进行强冲击、低 噪音的校正装置的开发。

发明内容

本发明提供一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置，是一种适用于红外瞄准镜机芯的 非均匀性校正的快门装置，给出了一种功耗小、稳定性高、抗冲击能力强的瞄准镜背景校 正解决方案。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置，包括从像侧到靶面依次排列的压盖、背景校 正片和压铸底座；背景校正片由电磁阀驱动。

背景校正片充当黑色背景板，提供非均匀性校正的一帧取样；电磁阀为背景校正片提 供驱动；压铸底座为抗冲击支撑部件。

本发明适用于具有强振动、强冲击的瞄准镜光学系统背景校正，给出了一种在瞄准镜 上使用的光学探测器的校正装置，适用于户外打猎、手持热像、边防警戒等环境变化范围 较大的场合。相比于步进电机驱动，能有效避免电机失步的问题，另外增加了整体装置的 寿命，提高了抗震能力，减少了噪音；特别是在瞄准系统中，解决了无挡片校正时的外部 环境的干扰导致温控不准的发生。

上述电磁阀安装在压铸底座中，为保证产品低功耗运转，在电磁阀尾部加装偏振板。 在产品进行非均匀性校正，背景校正片回归初始位置后，可以切断电源，保证校正装置不 产生功耗。

为了缩小体积，同时确保校正效果，压铸底座上设有储槽，储槽包括长方形的第一储 槽和设置在第一储槽长度方向一侧中央的第二储槽，第一储槽和第二储槽组成凸字形结 构；电磁阀设置在第二储槽内，背景校正片滑动连接在第一储槽内、并可沿第一储槽长度 方向滑动，电磁阀和背景校正片通过连杆连接，电磁阀驱动连杆带动背景校正片沿第一储 槽长度方向滑动；压盖压合在压铸底座上、并将储槽全部遮盖；压盖上设有第一窗口，压铸底座上、第一储槽的底部设有第二窗口，背景校正片上设有第三窗口，第一窗口和第二窗口同心设置；在电磁阀的驱动下，当背景校正片运行至第一储槽长度方向一端的最大位移时，第一窗口、第二窗口和第三窗口同心设置，当背景校正片运行至第一储槽长度方向另一端的最大位移时，背景校正片未开窗口部分将第一窗口和第二窗口完全遮挡。

为了缩小体积，同时确保校正效果，作为一种优选的实现方案，电磁阀包括:螺线管 基座、螺线管、永磁体基座、永磁体、PCB板和端子线；螺线管基座设在第二储槽内；螺 线管位于螺线管基座内；永磁体基座位于螺线管内，永磁***于永磁体基座内，连杆一端 连接永磁体基座、一端连接背景校正片；螺线管电极引线连接PCB板、并由端子线引出至 校正装置整体结构件外。

为降低步进电机可能会出现的丢步及使用寿命等问题，本发明采用螺线管通电后产生 磁场带动螺线管内部的永磁体进行偏转，螺线管的通电正负级数不一样，产生的磁场偏转 方向不一样。

在系统探测器进行PFA(焦平面)非均匀性校正的状况下，电磁阀接通5V电源，螺线管产生磁场，与内部的永磁体发生作用力，产生偏转，带动连杆和校正背景板产生往返运动。

上述采用螺线管通电产生磁场的变化的方式驱动内部的永磁体，永磁体的磁场方向是 固定的，而螺线管通过接通电源的正负极可以改变磁场的方向，不同磁场的相互作用，产 生吸引和排斥的效果，达到切换背景校正片的效果。

上述电磁方式驱动，相对步进电机驱动，能有效避免电机失步的问题，另外增加了整 体装置的寿命。特别是在瞄准系统中，解决了无挡片校正时的外部环境的干扰导致温控不 准的发生。

为了保证校正片滑动的通畅性，同时方便制备，作为一种优选的实现方案，背景校正 片上设有与其运动方向相互垂直的长条状滑动槽，连杆上与背景校正片的连接处设有凸轮 销，凸轮销滑动连接在长条状滑动槽内、并可沿长条状滑动槽的长度方向滑动。

为了在背景校正片运动中起到限位和消音等作用，压铸底座内背景校正片运动方向的 两侧均设有缓冲垫。

在背景校正片切换过程中，在两侧加入了硅胶缓冲垫，一个作用是消音，另外一个作 用是给校正片做机械限位，校正片在敞开或闭合状态下，都能和FPA的靶面相对应，做到最大的通光或最大的遮覆效果。

进一步优选，缓冲垫为采用硬度50°的硅橡胶压铸制成，为保证红外瞄准镜在进行非 均匀性校正的过程中不能产生太大的噪音，容易暴露自身位置，所以需要减噪处理，在校 正片快速切换的过程中，对两侧边缘的冲撞力大，金属和金属的碰撞声会比较大，加入硅 胶缓冲垫进行缓冲，能够有效的减少噪声的产生。

上述端子线优选为常用的PH1.25端子线。红外瞄准镜的非均匀性校正装置的供电电 压为4.5V-5V，额定电流为140mA，实现低功耗性能，采用较小的端子线能满足集成产品的驱动要求。

背景校正片采用0.08mm厚的不锈钢薄片，两侧高度光滑，采用蚀刻加工，保证整体面型不会改变，另外采用真空镀黑工艺，保证黑色背景纯正并反射率不强具有消光效果。

在非均匀性校正装置内，需要保证校正背景片能够正常滑动，校正背景片为0.08mm， 很容易存在平行度不够或表面粗糙度不够的情况，同时压铸件在压铸过程中由于冲压特 性，冲压出来的坯料是有很大变形量的，这时候需要将压铸底座上和背景校正片接触面加 工的越光滑越好，压铸底座需要经过抛光处理后，滑动面还需要进行机加工精铣一次，使 滑动面的粗糙度达到0.8μm以下。

压铸底座所用材质为ADC12压铸铝，具有高的可加工性和高耐腐蚀性。在红外瞄准镜产品中，集成性产品的抗冲击性、抗冲击性需要满足GJB369A《军用光学仪器通用规 范》，本产品的抗冲击性可达到300g，用金属性底座能够在高强度冲击过程中，保护校 正片运动内腔不会发生变形，避免滑片脱出或卡死。

压盖为塑料注塑模压盖，进一步优选，塑料注塑模压盖采用注塑性强、结构强度高的 ABS(丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物)材料进行注塑；ABS 是具有耐化学腐蚀、耐热，具有高弹性和韧性及热塑成型性的材料。在红外光学系统中， 在不影响整体性能的情况下，尽可能减少重量，同时我们要求的材质需要满足-40°～+80° 的低温到高温切换及高湿环境的使用要求。

本发明适用波段8-14um的长波响应机芯，靶面尺寸在(水平)10.88mm*(竖 直)8.16mm*(对角线)13.6mm以下。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明红外瞄准镜非均匀性校正快门装置，采用电磁阀驱动方式，性能稳定，功耗小， 寿命长，适用于户外打猎、手持热像、边防警戒等环境变化范围较大的场合，相比于步进 电机驱动，能有效避免电机失步的问题，另外增加了整体装置的寿命；能实时根据外部环 境进行非均匀性校正，比无挡片校正调取内部存储值更准确；成像幅面大，可用于640机芯，满足大部分探测器的靶面需求；进一步，背景校正片不同于常见的冲压、喷玻璃丸 或喷漆工艺，采用真空镀的发黑工艺，背景更纯，同时能完整覆盖探测靶面，能有效减少 杂散光的影响；底座为压铸铝，具有强的抗振动、抗冲击性能。

附图说明

图1为本发明红外瞄准镜非均匀性校正快门装置外部结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的仰视图；

图4为本发明红外瞄准镜非均匀性校正快门装置的背景校正片切换示意图(a为压盖，图b、c为打开压盖后观察到的两个切换状态)；

图5为本发明红外瞄准镜非均匀性校正快门装置的***图；

图6为通电螺线管内部磁场示意图；

图7为通电螺线管的外部磁场示意图；

图8为永磁体的外部磁场示意图；

图中，1为缓冲垫，2为压铸底座，3为压盖，4为偏振板，5为螺线管基座，6为螺 线管，7为永磁体基座，8为PH1.25端子，9为永磁体，10为PCB板，11为固定螺钉， 12为背景校正片，13为第一储槽，14为第二储槽，15为第一窗口，16为第二窗口，17 为第三窗口，18为连杆，19为长条状滑动槽。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容 不仅仅局限于下面的实施例。

一种红外瞄准镜非均匀性校正快门装置，包括从像侧到靶面依次排列的压盖、背景校 正片和压铸底座；背景校正片由电磁阀驱动；背景校正片充当黑色背景板，提供非均匀性 校正的一帧取样；电磁阀为背景校正片提供驱动；压铸底座为抗冲击支撑部件。

如图4所示，压铸底座上设有储槽，储槽包括长方形的第一储槽和设置在第一储槽长 度方向一侧中央的第二储槽，第一储槽和第二储槽组成凸字形结构；电磁阀设置在第二储 槽内，背景校正片滑动连接在第一储槽内、并可沿第一储槽长度方向滑动，电磁阀和背景 校正片通过连杆连接，电磁阀驱动连杆带动背景校正片沿第一储槽长度方向滑动；压盖压 合在压铸底座上、并将储槽全部遮盖；压盖上设有第一窗口，第一储槽的底部的压铸底座 上设有第二窗口，背景校正片上开设有第三窗口，第一窗口和第二窗口同心设置；在电磁 阀的驱动下，当背景校正片运行至第一储槽长度方向一端的最大位移时，第一窗口、第二 窗口和第三窗口同心设置，当背景校正片运行至第一储槽长度方向另一端的最大位移时， 背景校正片未开窗口部分将第一窗口和第二窗口完全遮挡；在系统探测器进行PFA非均 匀性校正的状况下，电磁阀接通5V电源，螺线管产生磁场，与内部的永磁体发生作用力，产生偏转，带动连杆和校正背景板产生往返运动。

如图5所示，电磁阀包括:螺线管基座、螺线管、永磁体基座、永磁体、PCB板和端 子线；螺线管基座设在第二储槽内；螺线管位于螺线管基座内；永磁体基座位于螺线管内， 永磁***于永磁体基座内，连杆一端连接永磁体基座、一端连接背景校正片；螺线管电极 引线连接PCB板、并由端子线引出至校正快门装置整体结构件外；为保证产品低功耗运转， 在电磁阀尾部加装偏振板(与电磁阀一同位于第二储槽内)，在产品进行非均匀性校正， 背景校正片回归初始位置后，可以切断电源，保证校正装置不产生功耗；如图4-5所示， 背景校正片上设有与其运动方向相互垂直的长条状滑动槽，连杆上与背景校正片的连接处 设有凸轮销，凸轮销滑动连接在长条状滑动槽内、并可沿长条状滑动槽的长度方向滑动； 为了在背景校正片运动中起到限位和消音等作用，压铸底座内背景校正片运动方向的两侧 均设有缓冲垫，在背景校正片切换过程中，在两侧加入了硅胶缓冲垫，一个作用是消音， 另外一个作用是给校正片做机械限位，校正片在敞开或闭合状态下，都能和FPA的靶面 相对应，做到最大的通光或最大的遮覆效果。

表1本例红外瞄准镜非均匀性校正快门装置的具体参数

表2为本例中各部件的材料表

附图标记	名称	材料
			1	缓冲垫	硅橡胶
2	压铸底座	ADC12
			3	压盖	ABS
4	偏振板	SUS304(含碳)
			5	螺线管基座	ABS
6	螺线管	Cu
			7	永磁体基座	ABS
8	PH1.25端子	塑料
			9	永磁体	钕铁硼
10	PCB板	覆铜板
			11	固定螺钉	SUS304
12	背景校正片	SUS304(真空镀)

缓冲垫为采用硬度50度的硅橡胶压铸制成，为保证红外瞄准镜在进行非均匀性校正 的过程中不能产生太大的噪音，容易暴露自身位置，所以需要减噪处理，在校正片快速切 换的过程中，对两侧边缘的冲撞力大，金属和金属的碰撞声会比较大，加入硅胶缓冲垫进 行缓冲，能够有效的减少噪声的产生。

上述端子线优选为常用的PH1.25端子线。红外瞄准镜的非均匀性校正装置的供电电 压为4.5V-5V，额定电流为140mA,实现低功耗性能，采用较小的端子线能满足集成产品的驱动要求。

背景校正片采用0.08mm厚的不锈钢薄片，两侧高度光滑，采用蚀刻加工，保证整体面型不会改变，另外采用真空镀黑工艺，保证黑色背景纯正并反射率不强具有消光效果。

在非均匀性校正装置内，需要保证校正背景片能够正常滑动，校正背景片为0.08mm， 很容易存在平行度不够或表面粗糙度不够的情况，同时压铸件在压铸过程中由于冲压特 性，冲压出来的坯料是有很大变形量的，这时候需要将压铸底座上和背景校正片接触面加 工的越光滑越好，压铸底座需要经过抛光处理后，滑动面还需要进行机加工精铣一次，使 滑动面的粗糙度达到0.8μm以下。

压铸底座所用材质为ADC12压铸铝，具有高的可加工性和高耐腐蚀性。在红外瞄准镜产品中，集成性产品的抗冲击性、抗冲击性需要满足GJB369A《军用光学仪器通用规 范》，本产品的抗冲击性可达到300g，用金属性底座能够在高强度冲击过程中，保护校 正片运动内腔不会发生变形，避免滑片脱出或卡死。

压盖为塑料注塑模压盖，进一步优选，塑料注塑模压盖采用注塑性强、结构强度高的 ABS(丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物)材料进行注塑；ABS 是具有耐化学腐蚀、耐热，具有高弹性和韧性及热塑成型性的材料。在红外光学系统中， 在不影响整体性能的情况下，尽可能减少重量，同时我们要求的材质需要满足-40°～+80° 的低温到高温切换及高湿环境的使用要求。

如图6-8所示，上述采用螺线管通电产生磁场的变化的方式驱动内部的永磁体，永磁 体的磁场方向是固定的，而螺线管通过接通电源的正负极可以改变磁场的方向，不同磁场 的相互作用，产生吸引和排斥的效果，达到切换背景校正片的效果。

上述电磁方式驱动，相对步进电机驱动，能有效避免电机失步的问题，另外增加了整 体装置的寿命，提高了抗震能力，减少了噪音。特别是在瞄准系统中，解决了无挡片校正时的外部环境的干扰导致温控不准的发生。

上述方案适用于具有强振动、强冲击的瞄准镜光学系统背景校正，给出了一种在瞄准 镜上使用的光学探测器的校正装置，适用于户外打猎、手持热像、边防警戒等环境变化范 围较大的场合。