一種超遠距離熱源探測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超遠距離熱源探測器，包括紅外熱像單元、主控處理單元、圖像存儲單元和圖像數(shù)據(jù)顯示單元，其中紅外熱像單元，用于獲取紅外熱像數(shù)據(jù)，并將所獲取的紅外熱像數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號通過低壓差分信號LVDS接口輸出；主控處理單元，用于完成圖像數(shù)據(jù)的實時采集、處理，并對整個探測器進行操控；圖像存儲單元，用于對圖像進行實時記錄存儲，以進行回放和分析使用；圖像數(shù)據(jù)顯示單元，用于顯示處理后的紅外視頻信號和數(shù)據(jù)分析處理結果，以實現(xiàn)遠距離、大面積立體空間的監(jiān)測。
【專利說明】一種超遠距離熱源探測器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紅外熱像應用領域，特別涉及一種利用紅外熱像技術實現(xiàn)超遠距離熱源探測器。
【背景技術】
[0002]紅外熱像技術由于其卓越的紅外成像和測溫功能，使得在工業(yè)、民用領域得到越來越廣泛的應用。紅外成像是利用紅外線將物體表面的溫度分布轉換成人眼可見的圖像，并以不同顏色顯示物體表面溫度分布，從而實現(xiàn)對被監(jiān)測物體的實時動態(tài)可視監(jiān)視。由于自然界中的一切物體都輻射紅外線，因此利用被監(jiān)測對象本身和背景之間的紅外線差值可以得到不同的紅外線圖像。
[0003]在紅外成像的過程中，通常有紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描探測器，紅外探測器接收被監(jiān)測對象的紅外輻射，并通過光敏元件將所接收到的被監(jiān)測對象的紅外輻射能量轉換為紅外輻射能量分布圖，光機掃描探測器掃描紅外能量分布圖，紅外探測器再將掃描結果轉換為電信號，通過監(jiān)視屏幕播放。
[0004]現(xiàn)有的紅外成像技術，由于接收到的紅外線的強弱與距離被監(jiān)測物體的遠近有關，距離越近接收到的紅外線能量越強，因此成像效果也越逼真，而被監(jiān)測物體位于較遠距離時，被檢測物體產生的紅外能量在傳輸?shù)倪^程中有損耗，距離越遠接收到的最終紅外能量越少，內此會對最終成像產生影響，最終可能形成模糊或者失真的圖像，這樣給監(jiān)測帶來了困難。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供一種超遠距離熱源探測器，可以實現(xiàn)遠距離監(jiān)測，并且在監(jiān)測屏幕端形成清晰的圖像，是常規(guī)的探測器不可能做到的。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種超遠距離熱源探測器，該探測器包括紅外熱像單元、主控處理單元、圖像存儲單元和圖像數(shù)據(jù)顯示單元，其中
[0007]紅外熱像單元，用于獲取紅外熱像數(shù)據(jù)，并將所獲取的紅外熱像數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號通過低壓差分信號LVDS接口輸出；
[0008]主控處理單元，用于完成圖像數(shù)據(jù)的實時采集、處理，并對整個探測器進行操控；
[0009]圖像存儲單元，用于對圖像進行實時記錄存儲，以進行回放和分析使用；
[0010]圖像數(shù)據(jù)顯示單元，用于顯示處理后的紅外視頻信號和數(shù)據(jù)分析處理結果。
[0011]該探測器還包括LVDS數(shù)字圖像分配卡，其通過紅外熱像單元的LVDS接口接收來自紅外熱像單元的數(shù)字信號，并將接收到的數(shù)字信號分別傳輸給圖像存儲單元和主控處理單元
[0012]所述主控處理單元還包括LVDS數(shù)字圖像采集卡、數(shù)據(jù)處理單元和操控單元，其中數(shù)據(jù)處理單元讀取圖像存儲單元中的數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進行處理，將處理結果發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)顯示單元；其中，所述數(shù)據(jù)處理單元將所述數(shù)字信號轉換成紅外視頻信號；所述主控處理單元包含的操作單元用于對整個探測器的操控，所屬主控處理單元使用數(shù)字圖像采集卡，中間不再經過A / D和D / A轉換，以保證輸入數(shù)據(jù)的無損性；
[0013]所述圖像存儲單元記錄數(shù)據(jù)時不對原始數(shù)據(jù)進行任何壓縮處理，采用原始數(shù)據(jù)位方式進行存儲，每像素占用2字節(jié)，記錄14位數(shù)據(jù)以保證圖像數(shù)據(jù)采集無損；圖像按照幀方式順序存儲，并記錄每幀圖像的時間信息以保證圖像重放時嚴格按照記錄的順序和速率進行；
[0014]所述圖像數(shù)據(jù)顯示單元接收經過處理的紅外視頻信號，并在顯示屏上顯示所述紅外視頻信號；所述圖像數(shù)據(jù)顯示單元還具有切換功能，能在黑白和偽彩兩種顯示模式之間切換。
[0015]所述紅外熱像單元包括鏡頭單元、光機單元、調焦單元和密封單元，其中
[0016]所述鏡頭單元采用二次成像結構，設定其焦距為400mm、視場角度為±0.88°，并在鏡頭單元的第一像面位置安裝光欄，降低像面雜光照度；并采用雜散光分析軟件實時跟蹤分析采集到的紅外熱像數(shù)據(jù)，對其中的雜散光部分進行控制，再經CODE V光學設計軟件進行優(yōu)化，實現(xiàn)場曲小于0.1mm,畸變小于I % ；
[0017]所述光機單元的透鏡使用鍍有多層減反膜的透鏡，且單面透過率大于99%，并使用多個機械消雜光光欄來消除探測器的雜光，以達到雜光系數(shù)5%以內；
[0018]所述調焦單元采用CXD圖像判讀方式自動調焦，其中CXD的離焦誤差被設置為探測器的半倍焦深，用以在目標距離改變或環(huán)境溫度變化時通過調整目標像面位置得到清晰的紅外熱像圖像；
[0019]所述密封單元包括在鏡頭的最外層玻璃與外界接觸面上鍍憎水膜，在最外層玻璃與殼體接觸面前端做封膠倒槽，在最外層玻璃與課題接觸面的中部在殼體上圓周位置加工O型圈密封槽，并在密封好的的光機艙內充入氮氣使得光機艙內氣壓稍高于室外以保持一定的正壓及防霉。
[0020]該探測器中的紅外熱像單元采用波段為3.7 μ m?4.8 μ m、F數(shù)為2、像元數(shù)為320X256以及像元為30 μ m的中波制冷探測器，并采用雜散光分析軟件進行設計和檢驗，用于接收被測物體的紅外輻射；所述紅外熱像單元采用了二次成像結構，并在探測器的第一像面位置安裝光欄，降低像面雜光照度，并入瞳位置位于第一透鏡附件，使體積小型化；其中所述紅外熱像單元還包括輸入單元，用于輸入命令和相應數(shù)據(jù)，該輸入單元可以是按鍵輸入、觸摸屏幕輸入或語音輸入。
[0021 ] 所述探測器具有電源過欠壓保護、過流保護、反接保護、延時開機保護的功能。
[0022]所述圖像數(shù)據(jù)顯示單元還具有指定點灰度值顯示、黑熱/白熱極性翻轉顯示、顯示鼠標制定點位置坐標、增強對小目標的探測和圖像增強功能；該探測器采用標準PAL制視頻輸出，并且能夠固定在轉臺/平臺上，由電源提供保證紅外熱像單元工作的穩(wěn)壓直流電源。
[0023]所述探測器的LVDS數(shù)字圖像采集卡采用Meteor II系列，其主要性能如下:
[0024](I)可采集RS-422 / LVDS數(shù)字面陣/線陣視頻信號；
[0025](2) PCI或PC / 104-Plus格式視頻采集卡；
[0026](3)采集數(shù)字面陣/線陣信號，包括多抽頭配置；
[0027](4) 32-bit 寬 RS-422 或 LVDS 接 口 ；[0028](5)采樣率 RS-422 下達到 25MHz，LVDS 下達到 40MHz ；
[0029](6)可配置 LUT (4 個 256x8_bit 或 2 個 4Kxl6_bit)；
[0030](7)觸發(fā)輸入，時鐘輸出；
[0031](8) PCI 總線主模式 32-bit / 33MHz ；
[0032](9)實時傳輸?shù)教綔y器或顯卡；
[0033](10)擴展板上緩存，確保采集；
[0034](11)支持packed or planar傳輸彩色或多路黑白數(shù)據(jù)流；
[0035](12)RS_232 串口；
[0036](13)支持 Microsoft Windows ΝΤ4.0, Windows2000 和 Windows XP 和 QNX。
[0037]本發(fā)明提供的超遠距離熱源探測器可實現(xiàn)遠距離、大面積立體空間的監(jiān)測，其具有監(jiān)測距離遠、面積大的、成像清晰的特點，是常規(guī)探測器做不到的，可廣泛地用到森林保護、邊防偵察、海洋勘探、城市交通管理、地貌測量等領域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]參照一下的附圖可以更好的理解本發(fā)明的很多方面。附圖中的部件不是成比例繪制的，而只是為了示出本發(fā)明的原理。
[0039]圖1是本發(fā)明實施例的超遠距離熱源探測器的結構的示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明實施例的探測器光路圖；
[0041]圖3是本發(fā)明實施例的探測器的MTF曲線的示意圖；
[0042]圖4是本發(fā)明實施例的中場曲和畸變曲線的示意圖；
[0043]圖5是本發(fā)明實施例的機械消雜光光欄不意圖；
[0044]圖6是本發(fā)明實施例的調焦結構圖。
【具體實施方式】
[0045]為了使本發(fā)明的實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明的實施例做進一步詳細地說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明僅用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。如圖1所示，一種紅外熱像監(jiān)測探測器，該探測器包括紅外熱像單元、主控處理單元、圖像存儲單元和圖像數(shù)據(jù)顯示單元。其中紅外熱像單元獲取紅外熱像數(shù)據(jù)，并將所獲取的紅外熱像數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號通過低壓差分信號LVDS接口輸出，紅外熱像單元的LVDS接口連接LVDS數(shù)字圖像分配卡。LVDS數(shù)字圖像分配卡接收來自紅外熱像單元的信號，并將信號分成兩路，一路傳輸給圖像存儲單元，一路傳輸給主控處理單元的LVDS數(shù)字圖像采集卡。主控處理單元，用于完成圖像數(shù)據(jù)的實時采集、處理，并對整個探測器進行操控，其包括LVDS數(shù)字圖像采集卡，串行通信、操控單元和數(shù)據(jù)處理單元；其中數(shù)據(jù)處理單元對圖像存儲單元中的數(shù)據(jù)進行分析處理，濾除雜光噪聲等，并將信號進行轉換，轉換為適合圖像數(shù)據(jù)顯示單元播放的視頻信號。其中由LVDS數(shù)字圖像采集卡接收來自LVDS數(shù)字圖像分配卡發(fā)送的數(shù)字信號，然后經由數(shù)據(jù)處理單元對該數(shù)字信號處理，將所述數(shù)字信號轉換成紅外視頻信號，并將處理結果發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)顯示單元，由操作單元用于對整個探測器的操控。圖像存儲單元，用于對圖像進行實時記錄存儲，以進行回放和分析使用，其允許數(shù)據(jù)處理單元對其進行讀取；圖像數(shù)據(jù)顯示單元，用于顯示處理后的紅外視頻信號和數(shù)據(jù)分析處理結果。
[0046]紅外熱像單元的機械部分使用UG、GATIA制圖，保證儀器精度的前提下，注重儀器的外在美觀性，操作方便性。由先進的生產制造設備進行加工，加工的產品器件及整機均需通過國家級檢測中心檢測，保證研發(fā)產品的質量。電子學部分擬采用Meteor II系列數(shù)字圖像采集卡，由高配置工控機進行控制，為使軟件具有通用性及更好的人機交互性，以便于操作，我們采用VC++6.0進行軟件的開發(fā)，軟件的使用環(huán)境為WINDOWS操作探測器。
[0047]該紅外熱像探測器的技術指標為:
[0048]波段:3.7μ m ?4.8μ m ;
[0049]視場:±0.88°;
[0050]焦距:400mm；
[0051]F 數(shù):2;
[0052]像元數(shù):320X 256;
[0053]像元30 μ m ;
[0054]標準PAL制視頻輸出；
[0055]LVDS數(shù)字接口輸出；
[0056]能夠固定在轉臺、平臺上，能夠抗沖擊能力:lg;
[0057]提供保證熱像儀工作的穩(wěn)壓直流電源；
[0058]電源過欠壓保護、過流保護、反接保護、延時開機保護。
[0059]主要功能和所達到的技術效果如下:
[0060]圖像顯示:
[0061]圖像實時顯示功能(至少兩種:黑白和偽彩)；
[0062]指定點灰度值顯示；
[0063]黑熱/白熱極性反轉顯示；
[0064]圖像增強功能，增強對小目標的探測能力；
[0065]顯示鼠標指定點位置坐標功能。
[0066]熱像儀操作:
[0067]圖像縮放功能；
[0068]電動調焦功能；
[0069]實時圖像降噪功能，降低圖像背景噪聲；
[0070]開機自動單點校正。
[0071]參數(shù)設置:
[0072]積分時間可設；
[0073]幀頻可設；
[0074]手動設置亮度和手動設置增益功能；
[0075]自動設置亮度和自設置增益功能。
[0076]數(shù)據(jù)輸出/讀入:
[0077]圖像記錄、保存、調入、輸出功能；
[0078]動態(tài)圖像的記錄、保存、重放、輸出功能；
[0079]圖像數(shù)據(jù)的無損采集功能。[0080]依據(jù)任務指標要求、紅外熱成像自身的特點，本探測器擬采用波段為3.7 μ m~
4.8 μ m、F數(shù)為2、像元數(shù)為320 X 256、像元30 μ m的中波制冷探測器，根據(jù)幾何光學的物像關系，經計算本探測器的光學探測器的焦距為400mm，視場角為±0.88°。
[0081]紅外成像探測器中，雜散光是影響成像性能的一個重要因素。為了更好地消除雜散光對探測器的影響，我們采用了二次成像結構，并在探測器的第一像面位置安裝光欄，從而有效地降低像面雜光照度。探測器的入瞳位置位于第一透鏡附件，實現(xiàn)探測器體積小型化。
[0082]鏡頭設計過程中，我們使用了專門研發(fā)的雜散光分析軟件，對設計進行實時跟蹤分析，對帶來雜散光部分進行改進控制，直至實現(xiàn)完善設計。鏡頭設計結果如圖2所示。
[0083]探測器的MTF曲線如圖3所示。在探測器截止頻率331p / mm處，MTF設計值都在0.5以上。經CODE V光學設計軟件的優(yōu)化，本探測器的場曲小于0.1mm ;畸變小于1%，完全能夠滿足技術指標的要求，如圖4所示。
[0084]光學探測器的透過率對作用距離是很重要的，雜光亦然。為此，透鏡要鍍多層減反膜，單面透過率大于99%，為了減小雜光，光學探測器的整體結構要進行消雜光處理，并盡可能放置消雜光光欄，雜光系數(shù)為5%左右。機械消雜光光欄如圖5所不。
[0085]如圖6所示調焦結構圖，調焦機構用于在目標距離改變或者環(huán)境溫度變化時，調整目標像面位置，保證紅外電視所看到的圖像清晰。CXD允許的離焦誤差是探測器的半倍焦深，這樣才能夠保證圖像清晰。探測器采用CCD圖像判讀方式自動調焦；調焦機構用直線運動精密定位機構，用導向桿導向，精密微動絲桿傳動:主要由精密絲桿付、餃鏈、電位計、直流電機等組成實現(xiàn)距離、溫度調焦。
[0086]探測器在采用CODE V光學設計軟件完成設計后，采用Lighttools軟件進行了軸上點和軸外點光學探測器鏡片間雜散光分析，在設定鏡面反射率1%，鏡筒99%吸收，冷光欄100 %匹配的情況下，仿真結果表明，無論軸上點還是軸外點的信號光能量相對于雜散光能量高達每平方毫米101?以上，遠高于雜散光能量，說明該套探測器幾乎完全抑制了雜散光的二次及以上反射。采用自編雜散光軟件對探測器進行進一步分析表明，探測器雜散光確實在1014量級對整個探測器影響非常小，能夠確保探測器高清晰成像。
[0087]鏡頭光機結構，其單元技術成熟，光機加工及裝調有很好的技術基礎，完全能夠滿足客戶的需求。
[0088]目前在光機零件三防方面有一定的技術、工藝基礎，且已在多種環(huán)境下有了很好的應用。因此只要采用已有的成功經驗，根據(jù)具體儀器采取相應方法即可。
[0089]密封對鏡頭來說其關鍵在于光機艙保護玻璃與殼體的密封。鏡頭的第一塊玻璃即是成像玻璃也是保護玻璃，它直接暴露在外部的光學部件，對其要求是即要有良好的密封，在不影響透過濾的條件下又要有一定的憎水性，同時要有易維修性，如果上述工作做不好，則外界腐蝕氣體很容易從這個部位進入光機內部，造成一些部件腐蝕，以致影響工作。這里采取的措施是組合密封方式，一步步隔離鏡頭與外部接觸，其中以端面靜密封為主。 [0090]保護玻璃與外界接觸面涂覆憎水膜；所述憎水膜通過涂覆透明樹脂組合物形成，厚度為5~50 μ m ;其中所述透明樹脂組合物是通過螺桿擠出機在225~230°C反應制備得到的，所述原料，按照重量份數(shù)，包括:32-35份的MD1、28-32份的1，4- 丁二醇、18-20份的甲基丙烯酸酯、12-15份的雙酚F環(huán)氧樹脂、8~10份的納米二氧化硅、2.5-3.5份的苯甲酸改性醇酸樹脂、0.5-0.8份的2，3-環(huán)氧丙基苯醚和0.5-0.8份的N-乙基嗎啉。所述憎水膜對水蒸氣透過率≤K^gnTMay—1，具有極佳的憎水性和阻水性。
[0091]保護玻璃與殼體接觸面前端做封膠倒槽；
[0092]保護玻璃與殼體接觸面的中部，在殼體上圓周加工O型圈密封槽；
[0093]要在密封好的光機艙內充入氮氣，使光機艙內氣壓稍高于室外，即保持一定的正壓又可防霉。
[0094]按照技術指標和功能要求，該紅外熱像處理軟件中集成了以下功能:
[0095]I)圖像顯示功能:可選圖像的灰度和偽彩顯示方式，指定點灰度值顯示，圖像增強處理。顯示鼠標指定點位置坐標等功能。
[0096]2)溫度測量功能:實現(xiàn)指定點測溫。
[0097]3)測量數(shù)據(jù)的多種顯示方式:以三維方式顯示當前圖像的溫度分布信息，使溫度測量更加直觀，并可對某點或區(qū)域溫度測量值以時間軸方式顯示，便于觀察溫度隨時間變化情況，另外設置了數(shù)據(jù)表顯示方式。
[0098]4)圖像數(shù)據(jù)讀入和處理:可以單幀或序列方式調入已存儲的圖像數(shù)據(jù)，并進行各種數(shù)據(jù)和測量處理，輸出處理結果。
[0099]5)紅外熱像控制功能:通過串口與紅外熱像單元通信，控制紅外熱像單元參數(shù)。
[0100]選用紅外熱像儀可由計算機通過串口進行各種參數(shù)設置，包括相機積分時間、輸出幀頻等?？稍O置紅外熱像儀工作在亮度和增益的自動/手動狀態(tài)，手動狀態(tài)下可隨時手動設置相機輸出視頻的亮度和增益；可通過相機控制軟件進行相機的非均勻校正處理。
[0101]數(shù)字圖像采集卡采用加拿大Matrox公司的Meteor II系列數(shù)字圖像采集卡。其主要性能如下:
[0102]可采集RS-422 / LVDS數(shù)字面陣/線陣視頻信號；
[0103]PCI或PC / 104-Plus格式視頻采集卡；
[0104]采集數(shù)字面陣/線陣信號，包括多抽頭配置；
[0105]32-bit 寬 RS-422 或 LVDS 接口 ；
[0106]采樣率RS-422 下達到 25MHz，LVDS 下達到 40MHz ；
[0107]可配置LUT(4 個 256x8_bit 或 2 個 4Kxl6_bit)；
[0108]觸發(fā)輸入，時鐘輸出；
[0109]PCI 總線主模式 32-bit / 33MHz ；
[0110]實時傳輸?shù)教綔y器或顯卡；
[0111]擴展板上緩存，確保采集；
[0112]支持packed or planar傳輸彩色或多路黑白數(shù)據(jù)流；
[0113]RS-232 串口；
[0114]支持Microsoft Windows ΝΤ4.0, Windows2000 和 Windows XP 和 QNX。
[0115]圖像數(shù)據(jù)顯示設備可根據(jù)需要采用大屏幕顯示設備，投影儀等，提高顯示效果。另外為了實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的無損采集，紅外熱像單元數(shù)字圖像輸出，通過數(shù)字圖像采集卡采集，中間不再經過A / D和D / A的轉換，因此可保證輸入數(shù)據(jù)的無損性。進行數(shù)據(jù)記錄時，不對原始數(shù)據(jù)進行任何壓縮處理，采用原始數(shù)據(jù)位方式進行存儲，每像素占用2字節(jié)，記錄14位數(shù)據(jù)，可保證圖像數(shù)據(jù)的無損采集。同時，圖像按照幀方式順序存儲，并記錄每幀圖像的時間信息，可保證圖像重放時嚴格按照記錄的順序和速率進行。專門設計圖像存儲控制軟件，完成圖像的記錄、調入、重放等功能。
[0116]本項目將結合用戶的指標要求、具體使用環(huán)境，采用先進的設計方法、加工工藝以及檢測手段，最終研發(fā)出結構緊湊，操作方便，性能優(yōu)良，持久耐用的中波紅外熱像儀。此技術可以成功作用到30KM以外的物體，形成清晰圖像，是常規(guī)的算法不可能做到的。尤其適用于遠距離觀察，林地防火、海防等場所。
[0117]對于本領域的普通技術人員而言，具體實施例只是結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種超遠距離熱源探測器，該探測器包括紅外熱像單元、主控處理單元、圖像存儲單元和圖像數(shù)據(jù)顯示單元，其中 紅外熱像單元，用于獲取紅外熱像數(shù)據(jù)，并將所獲取的紅外熱像數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字信號通過低壓差分信號LVDS接口輸出； 主控處理單元，用于完成圖像數(shù)據(jù)的實時采集、處理，并對整個探測器進行操控； 圖像存儲單元，用于對圖像進行實時記錄存儲，以進行回放和分析使用； 圖像數(shù)據(jù)顯示單元，用于顯示處理后的紅外視頻信號和數(shù)據(jù)分析處理結果。
2.如權利要求1所述的探測器，該探測器還包括LVDS數(shù)字圖像分配卡，其接收經由紅外熱像單元的LVDS接口發(fā)送來的數(shù)字信號，并將接收到的數(shù)字信號分別傳輸給圖像存儲單元和主控處理單元； 所述主控處理單元還包括LVDS數(shù)字圖像采集卡、數(shù)據(jù)處理單元和操控單元，其中數(shù)據(jù)處理單元讀取圖像存儲單元中的數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進行處理，將處理結果發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)顯示單元；其中，所述數(shù)據(jù)處理單元將所述數(shù)字信號轉換成紅外視頻信號；所述主控處理單元包含的操作單元用于對整個探測器的操控，所屬主控處理單元使用數(shù)字圖像采集卡，中間不再經過A / D和D / A轉換，以保證輸入數(shù)據(jù)的無損性；所述圖像存儲單元記錄數(shù)據(jù)時不對原始數(shù)據(jù)進行任何壓縮處理，采用原始數(shù)據(jù)位方式進行存儲，每像素占用2字節(jié)，記錄14位數(shù)據(jù)以保證圖像數(shù)據(jù)采集無損；圖像按照幀方式順序存儲，并記錄每幀圖像的時間信息以保證圖像重放時嚴格按照記錄的順序和速率進行；所述圖像數(shù)據(jù)顯示單元接收經過處理的紅外視頻信號，并在顯示屏上顯示所述紅外視頻信號；所述圖像數(shù)據(jù) 顯示單元還具有切換功能，能在黑白和偽彩兩種顯示模式之間切換。
3.如權利要求2所述的探測器，所述紅外熱像單元包括鏡頭單元、光機單元、調焦單元和密封單元，其中 所述鏡頭單元采用二次成像結構，設定其焦距為400mm、視場角度為±0.88°，并在鏡頭單元的第一像面位置安裝光欄，降低像面雜光照度；并采用雜散光分析軟件實時跟蹤分析采集到的紅外熱像數(shù)據(jù)，對其中的雜散光部分進行控制，再經CODE V光學設計軟件進行優(yōu)化，實現(xiàn)場曲小于0.1mm，畸變小于1% ； 所述光機單元的透鏡使用鍍有多層減反膜的透鏡，且單面透過率大于99%，并使用多個機械消雜光光欄來消除探測器的雜光，以達到雜光系數(shù)5%以內； 所述調焦單元采用CCD圖像判讀方式自動調焦，其中CCD的離焦誤差被設置為探測器的半倍焦深，用以在目標距離改變或環(huán)境溫度變化時通過調整目標像面位置得到清晰的紅外熱像圖像； 所述密封單元包括在鏡頭的最外層玻璃與外界接觸面上鍍憎水膜，在最外層玻璃與殼體接觸面前端做封膠倒槽，在最外層玻璃與殼體觸面的中部在殼體上圓周位置加工O型圈密封槽，并在密封好的的光機艙內充入氮氣使得光機艙內氣壓稍高于室外以保持一定的正壓及防霉。
4.如權利要求3所述的探測器，其中，該探測器中的紅外熱像單元采用波段為。3.7 μ m~4.8 μ m、F數(shù)為2、像元數(shù)為320 X 256以及像元為30 μ m的中波制冷探測器，并采用雜散光分析軟件進行設計和檢驗，用于接收被測物體的紅外輻射；所述紅外熱像單元采用了二次成像結構，并在探測器的第一像面位置安裝光欄，降低像面雜光照度，并入瞳位置位于第一透鏡附件，使體積小型化；其中所述紅外熱像單元還包括輸入單元，用于輸入命令和相應數(shù)據(jù)，該輸入單元可以是按鍵輸入、觸摸屏幕輸入或語音輸入。
5.如權利要求4所述的探測器，該探測器具有電源過欠壓保護、過流保護、反接保護、延時開機保護的功能。
6.如權利要求2所述的探測器，所述圖像數(shù)據(jù)顯示單元還具有指定點灰度值顯示、黑熱/白熱極性翻轉顯示、顯示鼠標制定點位置坐標、增強對小目標的探測和圖像增強功能；該探測器采用標準PAL制視頻輸出，并且能夠固定在轉臺/平臺上，由電源提供保證紅外熱像單元工作的穩(wěn)壓直流電源。
7.如權利要求2所述的探測器，其中的LVDS數(shù)字圖像采集卡采用MeteorII系列，其主要性能如下: (1)可采集RS-422/ LVDS數(shù)字面陣/線陣視頻信號； (2)PCI或PC / 104-Plus格式視頻采集卡； (3)采集數(shù)字面陣/線陣信號，包括多抽頭配置；
(4)32-bit 寬 RS-422 或 LVDS 接口 ； (5)采樣率RS-422下達到25MHz，LVDS下達到40MHz；
(6)可配置LUT (4 個 256x8-bit 或 2 個 4Kxl6_bit)； (7)觸發(fā)輸入,時鐘輸出；
(8)PCI 總線主模式 32-bit / 33MHz ； (9)實時傳輸?shù)教綔y器或顯卡； (10)擴展板上緩存，確保采集； (11)支持packedor planar傳輸彩色或多路黑白數(shù)據(jù)流；
(12)RS-232串口 ；
(13)支持Microsoft Windows ΝΤ4.0, Windows2000 和 Windows XP 和 QNX。
【文檔編號】G01J5/10GK103808414SQ201310508724
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權日:2013年10月25日
【發(fā)明者】齊小峰, 趙明 申請人:陜西晟輝投資有限公司