該技術(shù)屬于紅外顯像領(lǐng)域，具體涉及一種隨機(jī)掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置。

背景技術(shù)：

紅外陰極射線顯像裝置(IR-CRT)是一種紅外輻射場景產(chǎn)生器，它可將計算機(jī)產(chǎn)生的圖像信號轉(zhuǎn)換為真實的紅外輻射，為紅外成像(或探測)裝置的測試提供紅外輻射場景，常在紅外目標(biāo)模擬器中承擔(dān)紅外輻射源的功能。

介紹紅外陰極射線顯像管相關(guān)情況的文獻(xiàn)有《紅外與激光工程》雜志2008年第37卷增刊文章《IR-CRT與微鏡型紅外場景產(chǎn)生器應(yīng)用特性分析》以及2006年第35卷增刊文章《動態(tài)紅外圖像生成技術(shù)綜述》。其工作原理與可見光陰極射線管(CRT)類似，均是利用電子束轟擊熒光材料發(fā)光產(chǎn)生圖像，不同的是紅外陰極射線顯像管采用了特別的熒光材料，可產(chǎn)生紅外圖像。通過偏轉(zhuǎn)部件控制電子束不斷從左到右、從上到下逐行逐點(diǎn)地掃描到屏上，可完成一幅完整圖像的生成。這種逐行逐點(diǎn)地掃描的方式叫光柵掃描。由于掃描點(diǎn)多，光柵掃描方式限制了紅外陰極射線顯像管顯像的幀頻，很難實現(xiàn)100Hz以上的顯示幀頻。此外，光柵掃描時間固定，圖像顯示幀頻難以調(diào)整，限制了其適用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隨機(jī)掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置，當(dāng)圖像中亮點(diǎn)數(shù)較少時，可顯著提高圖像的幀頻，圖像顯示幀頻可高達(dá)200Hz以上。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種隨機(jī)掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置，包括電子槍、磁偏轉(zhuǎn)控制裝置、紅外靶板和紅外熱像儀；電子槍產(chǎn)生聚焦電子束，由磁偏轉(zhuǎn)控制裝置接收待顯示的圖像信息，并控制電子束進(jìn)行掃描轟擊紅外靶板的指定位置，并由紅外熱像儀采集，完成紅外顯像。

還包括安裝在紅外靶板上的冷卻裝置。

所述控制電子束進(jìn)行掃描的掃描方式為隨機(jī)掃描，即電子束只掃描亮像素對應(yīng)的位置；圖像顯示的幀頻為完成一幅圖像掃描顯示的時間的倒數(shù)。

紅外靶板上涂有紅外熒光材料。

還包括紅外窗口，位于紅外靶板的輸出端后。

還包括外殼，所述顯像裝置的部件均放置于外殼內(nèi)，并進(jìn)行抽真空處理。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：通過改進(jìn)電子束掃描成像的方法，即將現(xiàn)有的光柵掃描方式改進(jìn)為隨機(jī)掃描，達(dá)到減少掃描時間，提高顯示幀頻的目的。具體優(yōu)點(diǎn)有：

1)本實用新型使用隨機(jī)掃描方式，由于減少了掃描點(diǎn)，可提高圖像的刷新幀頻。需要掃描點(diǎn)越少，幀頻可以提高越高。當(dāng)圖像中亮點(diǎn)數(shù)比例小于50％時，幀頻可提高一倍。

2)由于圖像掃描點(diǎn)數(shù)不是固定值，圖像的幀頻可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，可適用于不同幀頻的紅外成像裝置，降低了圖像匹配的難度，提高了使用的靈活性。

3)由于圖像的中心位置由掃描路徑?jīng)Q定，而本實用新型的隨機(jī)掃描方式具有路徑不固定的特點(diǎn)，因此具有圖像顯示的中心位置可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的功能。這樣可以補(bǔ)償因結(jié)構(gòu)偏差和安裝誤差引起的圖像中心偏移問題，避免使用其他調(diào)整機(jī)構(gòu)。

附圖說明

圖1為紅外陰極射線顯像管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為隨機(jī)掃描與光柵掃描方式對比圖。

具體實施方式

本實用新型紅外陰極射線顯像管主要包括五個部件：電子槍1、紅外靶板3、紅外窗口4、外殼6、冷卻裝置7、磁偏轉(zhuǎn)控制裝置8和紅外熱像儀9，內(nèi)部為真空狀態(tài)。電子槍1產(chǎn)生聚焦電子束2轟擊紅外靶板3，輸出的紅外輻射圖像5必需透過紅外窗口4往外輻射。外殼6有結(jié)構(gòu)支撐、真空保持、內(nèi)導(dǎo)電的作用。紅外輻射圖像5對紅外靶板3的溫度穩(wěn)定性和均勻性要求較高，需要冷卻裝置7降低紅外靶板3的溫度并保持溫度溫度，以抑制雜散紅外輻射、減低圖像本地輻射、提高圖像質(zhì)量。

聚焦電子束2的強(qiáng)度控制輸出的紅外輻射圖像5中像素點(diǎn)的灰度。聚焦電子束2通過磁偏轉(zhuǎn)控制裝置8控制電子轟擊紅外靶板3的指定位置，完成紅外顯像；紅外靶板3上涂有紅外熒光材料，電子轟擊后會發(fā)射紅外光，產(chǎn)生的紅外光有一定的余暉時間，在熒光材料余暉時間內(nèi)電子掃描轟擊其他位置形成一幅完整的紅外圖像，該圖像由紅外熱像儀9觀測到。聚焦電子束2的強(qiáng)度由輸入的圖像信號亮點(diǎn)灰度大小決定，聚焦電子束2的偏轉(zhuǎn)大小由輸入的圖像信號中亮度坐標(biāo)位置決定，這樣完成了由輸入的計算機(jī)圖像信號到真實紅外輻射圖像的對應(yīng)轉(zhuǎn)換。

圖像顯示的幀頻為完成所有像素點(diǎn)掃描的時間的倒數(shù)，掃描時間越短，圖像幀頻越高。掃描時間主要包括電子束轟擊時間和掃描移動時間。掃描移動過程中，為避免把移動軌跡顯示出來，電子束需要做消影處理，把電子束強(qiáng)度調(diào)整為0。

隨機(jī)掃描與光柵掃描方式對比圖如圖2所示。圖2(a)為待顯示的計算機(jī)圖像，可以看到圖中有亮像素和暗像素兩種。對于光柵掃描，如圖2(b)所示，電子束將由左向右，由上到下依次掃過靶板面所有像素位置，掃描完成后指向左上方的初始位置，因此需要掃描的像素數(shù)固定，在每個像素位置進(jìn)行轟擊成像的時間也固定，即使該像素為暗像素，即灰度為0，電子束依然在該位置停留相應(yīng)的轟擊時間，只是把電子束強(qiáng)度調(diào)整為0。對于隨機(jī)掃描，電子束只掃描亮像素對應(yīng)的位置，亮像素個數(shù)越少，需要掃描的位置就越少，電子轟擊的時間也相應(yīng)縮短。圖像顯示幀頻可以根據(jù)顯示圖像內(nèi)容情況調(diào)整，以適應(yīng)不同幀頻的紅外探測器，實現(xiàn)圖像匹配。

假設(shè)采用光柵掃描方式完成單幅圖像顯示的時間為t，對應(yīng)的圖像顯示頻率為f₀，f₀＝1/t。為避免隨機(jī)掃描圖像顯示幀頻持續(xù)變化，可以將圖像幀頻設(shè)為幾種常用狀態(tài)，比如2f₀和4f₀。當(dāng)圖像信號中亮像素的數(shù)量占總像素的比例小于二分之一大于四分之一時，使用幀頻為2f₀的狀態(tài)，掃描完成所有亮像素后回到初始位置(圖2(c)中左上角)需等待時間到t/2才開始下幅圖像的掃描；當(dāng)圖像信號中亮像素的數(shù)量占總像素的比例小于四分之一時，使用幀頻為4f₀的狀態(tài)，完成單幅圖的掃描后等待時間到t/4才開始下幅圖像的掃描。

本實用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。