專利名稱：便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集光學(xué)、視頻技術(shù)、電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)于一體的便攜式巖層視頻 監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器。
背景技術(shù)：
六十年代末，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室W'S.波涅爾、G E 史密斯等人在研究磁泡時(shí)，發(fā)現(xiàn)了 電荷通過半導(dǎo)體勢(shì)阱發(fā)生轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，同時(shí)提出了電荷耦合這一新概念和一維CCD (Charge-Coupled Devices)器件模型o
目前，CCD在圖像傳感、信號(hào)處理、數(shù)字存儲(chǔ)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已成為現(xiàn)代電 子學(xué)和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)中最活躍，最富有成果的新興領(lǐng)域之一。它和計(jì)算機(jī)配合，構(gòu)成精密的 光學(xué)圖像數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，日益成為光電儀器和設(shè)備向小型化、高可靠性、多功能性和 自動(dòng)化方向發(fā)展的關(guān)鍵元器件之一。因此，CCD應(yīng)用技術(shù)是光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)相結(jié)合的高 新技術(shù)。它應(yīng)用范圍很廣、應(yīng)用方法也很多。CCD在尺寸測(cè)量、定位檢測(cè)、光學(xué)測(cè)量、顯微 鏡自動(dòng)調(diào)焦、天文星體觀測(cè)及數(shù)字圖像處理等方面都有廣泛的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種集光學(xué)、視頻技術(shù)、電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)于一體的便攜式 巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器。
便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器主要由CCD、 LED光源和鏡頭三部分構(gòu)成，使用時(shí)， 可以安裝2個(gè)成90度的CCD視覺圖像傳感器，側(cè)視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔壁的"近景"圖 像，直視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔的"遠(yuǎn)景"圖像。通過切換開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)CCD圖像傳感 器的切換。
在CCD圖像傳感器中，我們采用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
本課題做實(shí)驗(yàn)所使用的CCD傳感器的TVL =480，根據(jù)前述要求，有效象素控制在31X104 象素的數(shù)量級(jí)內(nèi)就可以了，我們所采集的圖像為752X582^43X104象素，
因此在本文設(shè)計(jì)的CCD圖像傳感器系統(tǒng)中選用冷光源照明?？紤]CCD圖像傳感器的視場(chǎng) 范圍內(nèi)需要光照均勻而且要有一定的發(fā)光強(qiáng)度，在視覺圖像傳感器上選用發(fā)光二極管作為光 源，因?yàn)榘l(fā)光二極管的發(fā)光方式為電子躍遷輻射復(fù)合發(fā)光，輸入電能轉(zhuǎn)換為光能的效率很高， 所以光源的能耗很低，并且一般二極管的壽命可達(dá)106小時(shí)。本文將4 12個(gè)LED發(fā)光二極 管均勻安裝到環(huán)狀凹曲面上，組成光照均勻的環(huán)形光源。
因?yàn)镃CD圖像傳感器需要對(duì)邊緣準(zhǔn)確的定位，對(duì)精度要求較高，所以本文選用測(cè)量顯微 物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)用于側(cè)視。另外CCD圖像傳感器要求在CCD的全部光敏面上成像清晰，光學(xué) 鏡頭不僅要消色差，而且還要校正場(chǎng)曲和象散，因此在視覺圖像傳感器中選用平場(chǎng)消色差顯 微物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)。光路采用我國顯微物鏡系列標(biāo)準(zhǔn)中的平場(chǎng)消色差物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)，將其 機(jī)械機(jī)構(gòu)改為與CCD配合的螺旋式接口光學(xué)鏡頭。根據(jù)顯微物鏡系列標(biāo)準(zhǔn)，該光學(xué)鏡頭的數(shù) 值孔徑為0.10。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1. 反應(yīng)靈敏；
2. 體積小巧，使用簡(jiǎn)單；
3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；
4. 多功能性和自動(dòng)化


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖給出 附圖1是便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器的剖視圖。 附圖2是便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器的俯視圖。 MCD固定架2""CCD圖像傳感器3—LED光源4一鏡頭
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型還將結(jié)合以上附圖做進(jìn)一步詳述-
便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器在圖像傳感器CCD (2)頭部安裝LED光源(3)和 鏡頭(4),并且由CCD固定架(1)固定，使用時(shí)，安裝2個(gè)成90度的CCD視覺圖像傳感器， 側(cè)視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔壁的"近景"圖像，直視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔的"遠(yuǎn)景" 圖像，通過切換開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)CCD圖像傳感器的切換。
在CCD圖像傳感器(2)中，采用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
CCD傳感器(2)的TVL =480，有效象素?cái)?shù)量為31X 104象素。
LED光源(3)采用冷光源，考慮CCD圖像傳感器的視場(chǎng)范圍內(nèi)需要光照均勻而且要有一 定的發(fā)光強(qiáng)度，在CCD圖像傳感器(2)上選用發(fā)光二極管作為光源，將4 12個(gè)LED發(fā)光二 極管均勻安裝到環(huán)狀凹曲面上，組成光照均勻的環(huán)形光源。
在CCD圖像傳感器(2)中選用平場(chǎng)消色差顯微物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)，光路采用我國顯微物鏡 系列標(biāo)準(zhǔn)中的平場(chǎng)消色差物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其機(jī)械機(jī)構(gòu)為與CCD圖像傳感器(2)配合的螺旋 式接口光學(xué)鏡頭(4)，根據(jù)顯微物鏡系列標(biāo)準(zhǔn)，該光學(xué)鏡頭的數(shù)值孔徑為0. 10。
權(quán)利要求1.一種便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器，其特征是在圖像傳感器CCD(2)頭部安裝LED光源(3)和鏡頭(4)，并且由CCD固定架(1)固定，安裝2個(gè)成90度的CCD視覺圖像傳感器，側(cè)視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔壁的“近景”圖像，直視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔的“遠(yuǎn)景”圖像，通過切換開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)CCD圖像傳感器的切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器，其特征是在CCD圖像傳感 器(2)中，采用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器，其特征是CCD傳感器(2) 的TVL =480，有效象素?cái)?shù)量為31X104象素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器，其特征是光源(3)采用冷 光源，在CCD圖像傳感器(2)上選用發(fā)光二極管作為光源，將4 12個(gè)LED發(fā)光二極管均勻 安裝到環(huán)狀凹曲面上，組成光照均勻的環(huán)形光源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器，其特征是在CCD圖像傳感 器(2)中選用平場(chǎng)消色差顯微物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)，光路采用我國顯微物鏡系列標(biāo)準(zhǔn)中的平場(chǎng)消 色差物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其機(jī)械機(jī)構(gòu)為與CCD圖像傳感器(2)配合的螺旋式接口光學(xué)鏡頭(4), 根據(jù)顯微物鏡系列標(biāo)準(zhǔn)，該光學(xué)鏡頭的數(shù)值孔徑為0. 10。
專利摘要便攜式巖層視頻監(jiān)視監(jiān)測(cè)圖像傳感器應(yīng)用于巖石圖像監(jiān)測(cè)，在圖像傳感器CCD(2)頭部安裝LED光源(3)和鏡頭(4)，并且由CCD固定架(1)固定，使用時(shí)，安裝2個(gè)成90度的CCD視覺圖像傳感器，側(cè)視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔壁的“近景”圖像，直視的CCD負(fù)責(zé)監(jiān)視錨桿鉆孔的“遠(yuǎn)景”圖像，通過切換開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)CCD圖像傳感器的切換。
文檔編號(hào)H04N5/335GK201196623SQ20072004160
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月24日
發(fā)明者袁小平, 燁 陳 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)