[发明专利]一种超远距离热源探测器

权利要求书

1.一种超远距离热源探测器，该探测器包括红外热像单元、主控处理单元、图像存储单元和图像数据显示单元，其中

红外热像单元，用于获取红外热像数据，并将所获取的红外热像数据转换为数字信号通过低压差分信号LVDS接口输出；

主控处理单元，用于完成图像数据的实时采集、处理，并对整个探测器进行操控；

图像存储单元，用于对图像进行实时记录存储，以进行回放和分析使用；

图像数据显示单元，用于显示处理后的红外视频信号和数据分析处理结果。

2.如权利要求1所述的探测器，该探测器还包括LVDS数字图像分配卡，其接收经由红外热像单元的LVDS接口发送来的数字信号，并将接收到的数字信号分别传输给图像存储单元和主控处理单元；

所述主控处理单元还包括LVDS数字图像采集卡、数据处理单元和操控单元，其中数据处理单元读取图像存储单元中的数字信号，并对数字信号进行处理，将处理结果发送给图像数据显示单元；其中，所述数据处理单元将所述数字信号转换成红外视频信号；所述主控处理单元包含的操作单元用于对整个探测器的操控，所属主控处理单元使用数字图像采集卡，中间不再经过A／D和D／A转换，以保证输入数据的无损性；

所述图像存储单元记录数据时不对原始数据进行任何压缩处理，采用原始数据位方式进行存储，每像素占用2字节，记录14位数据以保证图像数据采集无损；图像按照帧方式顺序存储，并记录每帧图像的时间信息以保证图像重放时严格按照记录的顺序和速率进行；

所述图像数据显示单元接收经过处理的红外视频信号，并在显示屏上显示所述红外视频信号；所述图像数据显示单元还具有切换功能，能在黑白和伪彩两种显示模式之间切换。

3.如权利要求2所述的探测器，所述红外热像单元包括镜头单元、光机单元、调焦单元和密封单元，其中

所述镜头单元采用二次成像结构，设定其焦距为400mm、视场角度为±0.88°，并在镜头单元的第一像面位置安装光栏，降低像面杂光照度；并采用杂散光分析软件实时跟踪分析采集到的红外热像数据，对其中的杂散光部分进行控制，再经CODE V光学设计软件进行优化，实现场曲小于0.1mm，畸变小于1％；

所述光机单元的透镜使用镀有多层减反膜的透镜，且单面透过率大于99％，并使用多个机械消杂光光栏来消除探测器的杂光，以达到杂光系数5％以内；

所述调焦单元采用CCD图像判读方式自动调焦，其中CCD的离焦误差被设置为探测器的半倍焦深，用以在目标距离改变或环境温度变化时通过调整目标像面位置得到清晰的红外热像图像；

所述密封单元包括在镜头的最外层玻璃与外界接触面上镀憎水膜，在最外层玻璃与壳体接触面前端做封胶倒槽，在最外层玻璃与壳体触面的中部在壳体上圆周位置加工O型圈密封槽，并在密封好的的光机舱内充入氮气使得光机舱内气压稍高于室外以保持一定的正压及防霉。

4.如权利要求3所述的探测器，其中，该探测器中的红外热像单元采用波段为3.7μm～4.8μm、F数为2、像元数为320×256以及像元为30μm的中波制冷探测器，并采用杂散光分析软件进行设计和检验，用于接收被测物体的红外辐射；所述红外热像单元采用了二次成像结构，并在探测器的第一像面位置安装光栏，降低像面杂光照度，并入瞳位置位于第一透镜附件，使体积小型化；其中所述红外热像单元还包括输入单元，用于输入命令和相应数据，该输入单元可以是按键输入、触摸屏幕输入或语音输入。

5.如权利要求4所述的探测器，该探测器具有电源过欠压保护、过流保护、反接保护、延时开机保护的功能。

6.如权利要求2所述的探测器，所述图像数据显示单元还具有指定点灰度值显示、黑热/白热极性翻转显示、显示鼠标制定点位置坐标、增强对小目标的探测和图像增强功能；该探测器采用标准PAL制视频输出，并且能够固定在转台／平台上，由电源提供保证红外热像单元工作的稳压直流电源。

7.如权利要求2所述的探测器，其中的LVDS数字图像采集卡采用Meteor II系列，其主要性能如下：

(1)可采集RS-422／LVDS数字面阵／线阵视频信号；

(2)PCI或PC／104-Plus格式视频采集卡；

(3)采集数字面阵／线阵信号，包括多抽头配置；

(4)32-bit宽RS-422或LVDS接口；

(5)采样率RS-422下达到25MHz，LVDS下达到40MHz；

(6)可配置LUT(4个256x8-bit或2个4Kx16-bit)；

(7)触发输入，时钟输出；

(8)PCI总线主模式32-bit／33MHz；

(9)实时传输到探测器或显卡；

(10)扩展板上缓存，确保采集；

(11)支持packed or planar传输彩色或多路黑白数据流；

(12)RS-232串口；

(13)支持Microsoft Windows NT4.0，Windows2000和Windows XP和QNX。