可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器的製作方法
2024-02-13 13:32:15
專利名稱：可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集光學、視頻技術、電子技術和機械設計於一體的可攜式巖層視頻 監視監測圖像傳感器。
背景技術：
六十年代末，美國貝爾實驗室W'S.波涅爾、G E 史密斯等人在研究磁泡時，發現了 電荷通過半導體勢阱發生轉移的現象，同時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、信號處理、數字存儲等領域得到了廣泛的應用，已成為現代電 子學和現代測試技術中最活躍，最富有成果的新興領域之一。它和計算機配合，構成精密的 光學圖像數據採集和處理系統，日益成為光電儀器和設備向小型化、高可靠性、多功能性和 自動化方向發展的關鍵元器件之一。因此，CCD應用技術是光、機、電和計算機相結合的高 新技術。它應用範圍很廣、應用方法也很多。CCD在尺寸測量、定位檢測、光學測量、顯微 鏡自動調焦、天文星體觀測及數字圖像處理等方面都有廣泛的應用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種集光學、視頻技術、電子技術和機械設計於一體的可攜式 巖層視頻監視監測圖像傳感器。
可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器主要由CCD、 LED光源和鏡頭三部分構成，使用時， 可以安裝2個成90度的CCD視覺圖像傳感器，側視的CCD負責監視錨杆鑽孔壁的"近景"圖 像，直視的CCD負責監視錨杆鑽孔的"遠景"圖像。通過切換開關控制，實現CCD圖像傳感 器的切換。
在CCD圖像傳感器中，我們採用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
本課題做實驗所使用的CCD傳感器的TVL =480，根據前述要求，有效象素控制在31X104 象素的數量級內就可以了，我們所採集的圖像為752X582^43X104象素，
因此在本文設計的CCD圖像傳感器系統中選用冷光源照明。考慮CCD圖像傳感器的視場 範圍內需要光照均勻而且要有一定的發光強度，在視覺圖像傳感器上選用發光二極體作為光 源，因為發光二極體的發光方式為電子躍遷輻射複合發光，輸入電能轉換為光能的效率很高， 所以光源的能耗很低，並且一般二極體的壽命可達106小時。本文將4 12個LED發光二極 管均勻安裝到環狀凹曲面上，組成光照均勻的環形光源。
因為CCD圖像傳感器需要對邊緣準確的定位，對精度要求較高，所以本文選用測量顯微 物鏡的光學結構用於側視。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 鏡頭不僅要消色差，而且還要校正場曲和象散，因此在視覺圖像傳感器中選用平場消色差顯 微物鏡的光學結構。光路採用我國顯微物鏡系列標準中的平場消色差物鏡的光學結構，將其 機械機構改為與CCD配合的螺旋式接口光學鏡頭。根據顯微物鏡系列標準，該光學鏡頭的數 值孔徑為0.10。
本實用新型的優點是
1. 反應靈敏；
2. 體積小巧，使用簡單；
3. 結構簡單，製造方便；
4. 多功能性和自動化
本實用新型的具體結構由以下附圖給出 附圖1是可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器的剖視圖。 附圖2是可攜式巖層視頻監視監測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
具體實施方式本實用新型還將結合以上附圖做進一步詳述-
可攜式巖層視頻監視監測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),並且由CCD固定架(1)固定，使用時，安裝2個成90度的CCD視覺圖像傳感器， 側視的CCD負責監視錨杆鑽孔壁的"近景"圖像，直視的CCD負責監視錨杆鑽孔的"遠景" 圖像，通過切換開關控制，實現CCD圖像傳感器的切換。
在CCD圖像傳感器(2)中，採用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
CCD傳感器(2)的TVL =480，有效象素數量為31X 104象素。
LED光源(3)採用冷光源，考慮CCD圖像傳感器的視場範圍內需要光照均勻而且要有一 定的發光強度，在CCD圖像傳感器(2)上選用發光二極體作為光源，將4 12個LED發光二 極管均勻安裝到環狀凹曲面上，組成光照均勻的環形光源。
在CCD圖像傳感器(2)中選用平場消色差顯微物鏡的光學結構，光路採用我國顯微物鏡 系列標準中的平場消色差物鏡的光學結構，其機械機構為與CCD圖像傳感器(2)配合的螺旋 式接口光學鏡頭(4)，根據顯微物鏡系列標準，該光學鏡頭的數值孔徑為0. 10。
權利要求1.一種可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器，其特徵是在圖像傳感器CCD(2)頭部安裝LED光源(3)和鏡頭(4)，並且由CCD固定架(1)固定，安裝2個成90度的CCD視覺圖像傳感器，側視的CCD負責監視錨杆鑽孔壁的「近景」圖像，直視的CCD負責監視錨杆鑽孔的「遠景」圖像，通過切換開關控制，實現CCD圖像傳感器的切換。
2. 根據權利要求1所述的可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器，其特徵是在CCD圖像傳感 器(2)中，採用面陣型FITCCD作為圖像傳感器。
3. 根據權利要求1所述的可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器，其特徵是CCD傳感器(2) 的TVL =480，有效象素數量為31X104象素。
4. 根據權利要求l所述的可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器，其特徵是光源(3)採用冷 光源，在CCD圖像傳感器(2)上選用發光二極體作為光源，將4 12個LED發光二極體均勻 安裝到環狀凹曲面上，組成光照均勻的環形光源。
5. 根據權利要求1所述的可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器，其特徵是在CCD圖像傳感 器(2)中選用平場消色差顯微物鏡的光學結構，光路採用我國顯微物鏡系列標準中的平場消 色差物鏡的光學結構，其機械機構為與CCD圖像傳感器(2)配合的螺旋式接口光學鏡頭(4), 根據顯微物鏡系列標準，該光學鏡頭的數值孔徑為0. 10。
專利摘要可攜式巖層視頻監視監測圖像傳感器應用於巖石圖像監測，在圖像傳感器CCD(2)頭部安裝LED光源(3)和鏡頭(4)，並且由CCD固定架(1)固定，使用時，安裝2個成90度的CCD視覺圖像傳感器，側視的CCD負責監視錨杆鑽孔壁的「近景」圖像，直視的CCD負責監視錨杆鑽孔的「遠景」圖像，通過切換開關控制，實現CCD圖像傳感器的切換。
文檔編號H04N5/335GK201196623SQ20072004160
公開日2009年2月18日 申請日期2007年11月24日 優先權日2007年11月24日
發明者袁小平, 燁 陳 申請人:中國礦業大學