Преобразователь изображения

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ , содержащий оптико-механическую систему с одномерным сканированием , модулятор потока излучения, пироэлектрический элемент с электродами и схему формирования сигнала, отличающийся тем, что, с.целью повышения разрещающей способности и упрощения конструкции, электроды пироэлектрического элеменЙГ s 52;:;. №SJ«; 0r ; : та выполнены сплошными и преобразователь дополнительно содержит дискретную линию тепловой задержки, выполненную в виде ступенчатого клина, плоская грань которого примыкаетк электроду пироэлектрического элемента , обращенного к потоку излучения, а на ступенчатую грань клина нанесено поглощающее покрытие, причем толщина ступенек клина определяется формулой e -p 7j6Ff О ( где Е( - толщина V -ступеньки клина; «е - коэффициент температуропро водности материала клина; О) Q время задержки сигнала между соседними элементами линии тепловой задержки. . 2. Устройство по п. If отлич а ю щ е G с я тем, что, с целью повышения качества изображения, дополнительно содержит -корректирукяиий оптический фильтр, выполненный в виде пластины , число градаций ослаб,де№ ОО ния которой соответствует количеству элементов линии задешски. СО 00

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(511 1 У 5 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ff0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHO5/IY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ок (21) 3480201/18-25 (22) 04.08.82 (46) 23.01,84. Бюл. Р 3 (72) A.Л,Агинский, О,В.Елфимов, Л.С.Кременчугский, В.Ф.Косоротов и И.И.Степочкин (71) Ордена .Трудового Красного Зна-. мени институт физики АН Украинской

ССР и Специальное конструкторское технологическое бюро физического приборостроения с опытным производством

Института физики AH Украинской CCP (53) 535 ° 231.6:537.226/227(088.8) (56) 1. Патент Франции М 2.411 397, кл G 01 7 5/26, опублик, 1979.

2, Криксунов Л.З. Приборы ночного вчдения. Киев, Техника, 1975, с, 124 (прототип) . (54) (57) 1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий оптико-механическую систему с одномерным сканированием, модулятор потока излучения, пироэлектрический элемент с электродами и схему формирования сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения разрещающей способности и упрощення конструкции, электроды пироэлектрического элемента выполнены сплошными и преобразователь дополнительно содержит дискретную линию тепловой задержки, выполненную в виде ступенчатого клина, плоская грань которого примыкает к электроду пироэлектрического элемен- та, обращенного к потоку излучения, а на ступенчатую грань клина нанесено поглощающее покрытие, причем толщина ступенек клина определяется формулой где 81(— толщина 1с -ступеньки клинау коэффициент температуропро водности материала клина1

1 — время задержки сигнала меж ду соседними элементами линии тепловой задержки.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изображения, дополнительно содержит корректирующий оптический фильтр, выполненный в виде пластины, число градаций ослабления которой соответствует количеству элементов линии задержки.

1068733

75

Ф

Изобретение относится к технике визуализации электромагнитных полей и может быть использовано для наблюдения объектов по тепловому излучению.

Известно устройство, содержащее пироэлектрическое приемное устройство и схему формирования изображения.

Приемное устройство выполнено в виде матричного пироэлемента вместе с интегральной схемой для обработки, и пространственно-Временного преобразования сигналов (1).

Однако устройство отличается недостаточной разрешающей способностью преобразователя, ограничиваемой технологической и конструктивной сложностью съема сигнала с матрицы.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь изображения, содержащий оптико-механическую систему с одномерным сканированием, модулятор потока излучения, пироэлектрическпй элемент с электродами и схему формирования сигнала. Преобразбватель содержит многоэлементную линейку приемников излучения на основе триглицинсульфата, каждый элемент линейки связан со своим согласующим каскадом и ключом в схеме выборки.

Развертка всех строк осуществляется зеркалом при одновременном освещении всех элементов. Механическое сканирование одномерное вдоль оси, перпендикулярной оси линейки. Преобразованне параллельного ввода в последо" вательную развертку по кадру выполняется схемой выборки, которая синхронизирована с механическим модулятором, установленным перед многоэлементным приемником (2).

Недостатком устройства является малая разрешающая способность преобразователя, ограниченная технологической сложностью съема сигнала с элементов линейки, так как поскольку количество выводов (электродов) линейки соответствует количеству элементов линейки, то габаритные раз меры выводов ограничивают количество чувствительных элементов и, соответственно, разрешающую способность преобразователя.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности и упрощение конструкции преобразователя. указанная цель достигается тем, что в преобразователе изображения, содержащем оптико-механическую систему с одномерным сканированием, модулятор потока излучения, пироэлектрический элемент с электродами и схему формирования сигнала, электроды пироэлектрического элемента выполнены сплошными и преобразователь дополнительно содержит дискретную линию тепловой задержки, выполненную в виде ступенчатого клина, плоская ,грань которого примыкает к электро- 65 ду пироэлектрического элемента, обращенного к потоку излучения, а на ступенчатую грань клина нанесено поглощающее покрытие, причем толщина ступенек клина определяется формулой

Р„«f(k-116_#_t где 2к - толщина к-ступеньки клина;

М вЂ” коэффициент темпера туропроводимости материала клинау время задержки сигнала между соседними элементами линии тепловой задержки.

Кроме того, с целью повышения качества изображения устройство дополнительно содержит корректирующий оптический фильтр, выполненный в виде пластины, число градаций ослабления которой соответствует количеству элементов линии задержки.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Преобразователь содержит оптикомеханическую систему 1 .с одномерным сканированием, пироэлектрический элемент 2 с электродами, модулятор

3 потока 4 излучения, дискретную линию 5 тепловой задержки, корректирующий оптический фильтр 6. Схема формирования сигнала состоит из согласукнцего каскада 7, датчика 8 строчных синхроимпульсов, формирователя

9 импульсов иэображения, блока 10 формирования полного сигнала, построителя 11 изображения.

Излучение попадает в оптико-механическую систему 1 с одномерным сканированием. В фокальной плоскости этой системы формируется иэображение наблюдаемой сцены, которое разворачивается (сканируется) в направлении оси, перпендикулярной линейному пироэлектрическому элементу с электродами 2. При прохождении через модулятор 3 излучение периодически прерывается.

На фиг. 2, а показаны импульсы потока излучения после модулятора.

В элементах корректирующего оптического фильтра б происходит ослабление потока излучения. Попадая в поглощающий слой (не показан), модулированный поток излучения преобразуется в тепловые импульсы, которые при прохождении по элементам дискретной линии тепловой задержки приобретают соответствующее временное запаздывание. На фиг, 2,б показан тепловой импульс на выходе первой линии задержки, а иа фиг. 2,в — последний. Благодаря раэличному ослаблению тепловых импульсов в элементах линии задержки, которое согласовано с ослабленИем соответствующих элементов корректирующего оптического

1.068733 фильтра, тепловые импульсы на выходе линии задержки имеют распределение соответствующее пространственному распределению потока излучения, который падает на корректирующий фильтр. В пироэлектрическом элементе тепловые импульсы преобразуются в электрические, которые последовательно подаются на согласующий каскад 7.

Электрический отклик приемника показан на фиг. 2,г. Он является суммой сигналов, возникающих в пироактивном элементе под действием последовательно поступающих от дискретной линии задержки тепловых импульсов .

После согласующего каскада сигнал подается на формирователь импульсов изображения, который путем вычитания из сигнала, приходящего в момент формирования К-ro элемента разложения, сигнала, приходящего в момент формирования (К-1) элемента, осуществляет выделение сигналов, соответствующих каждому элементу разложения, и производит их амплитудновременную коррекцию.

Сигналы на выходе формирователя импульсов изображения показаны на фиг. 2,д (Все построения на фиг. 2 для наглядности проведены в предложении равномерной засветки пироэле- мента) .

5 Из усилителя сигналы поступают в блок 10 формирования полного сигнала, в который также подаются строчные синхроимпу тьсы с датчика 8. и кадровые из оптиМо-механичесиой ð системы 1. В блоке 10 формируются гасящие импульсы обратного кода развертки построителя иэображения, После блока 10 формирования полный сигнал подается на построитель 11 изображения.

Выполнение преобразователя с дискретной линией тепловой задержки позволяет увеличить разрешающую способность преобразователя за счет увеличения числа элементов разложения, роль которых выполняют элементы линии задержки, кроме того такая конструкция приемника позволяет использовать для усиления сигналов один предусилитель и исключить ключи, количество которых равно числу чувствительных элементов в известном устройстве.

1068733

Uñ г

Фиг.2

Составитель Г.Плешков

Редактор О.Бугир Техред H.Метелева Корректор A.Òÿñêo

Заказ 11449/34 Тираж 827. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4