光敏管线阵阴影狭缝摄影装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种利用光敏管线性阵列对高速飞行体进行阴影狭缝摄影的装置，其图像传感头对飞行体阴影的轮廓直接进行信息压缩，所以，拍摄速度高，并能减轻后续信息记录和处理的负担，可以实时得到拍摄结果。其特征在于：由线性光敏管阵列、模拟开关阵列、电阻阵列、两个恒流源、Ａ／Ｄ变换器和计算机构成。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种狭缝阴影摄影装置。对高速飞行物体的姿态摄影，其现有技术有转镜式胶片摄影技术、鼓轮式胶片摄影技术、狭缝式胶片摄影技术和CCD(Charge Conpled Device)高速摄影技术。前两种方法都使用胶片作为感光材料，拍摄测量不能实时。另外其设备主要是光学机械系统，结构比较复杂，使用操作比较繁琐。采用CCD进行拍摄，可以较快地得到拍摄结果，摆脱了复杂的机械装置，但由于CCD内的电荷包需要串行移出，因此，拍摄速度受到一定限制。本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，包括使用胶片作感光材料拍摄测量不能实时，且结构复杂操作繁琐，而CCD的拍摄速度又受到限制，因而提供一种狭缝摄影装置。对高速飞行物体的阴影图像拍摄时，图像的灰度只有两个，即黑和白，或0和1。所以图像的信息可以通过传感头进行大幅度压缩。本专利技术从这个思路出发，设计了利用光敏管线阵进行阴影图像拍摄和信息压缩的传感头，其输出为两个模拟电压信号，分别与飞行体的上、下边缘对应。通过两个高速A/D转换器，可将这两个电压信号采样和数字化，输入计算机。经简单的分析处理，可直接得到飞行体外部轮廓，从而得到飞行体姿态、飞行速度等参数。与现有的方法相比，本专利技术有下列优点(1)图像敏感器件直接对阴影图像进行信息压缩，其输出的两个电压信号可通过A/D转换直接存入计算机内存或磁盘。(2)信息压缩过程由硬件并行完成，因而拍摄速度高。(3)所需信息存储空间小，后续软件处理简单，能实时得到结果。(4)图像敏感元件的结构比线阵CCD简单，外围电路也少，制造成本低。下面结合附图和实施例作进一步说明附图说明图1是本专利技术的原理图框2是本专利技术的一个实施例的电路3是本专利技术的一个拍摄结果4是图像探头的一种结构图如图1所示，本装置由单元1、2、3组成。单元1是图像探头，是本专利技术的核心，共由光敏管线性阵列4、模拟开关阵列5、电阻阵列6、恒流源7、8构成。单元2是一个高速A/D转换器。单元3是一台普通计算机。恒流源7、8产生两个对称的电流1，都流入电阻阵列6，其电阻阵列的节点受模拟开关阵列5控制，使节点短路到地或悬空；模拟开关阵列5由光敏管阵列4来控制其导通或截至。当没有飞行物体时，光敏管阵列4被均匀照明，所有的光敏管都产生光电流，使所有模拟开关都关断。输出信号V01和V02取自电阻阵列6的两端。当某些模拟开关闭合后，V01和V02将处于较低的电压。比如，当飞行物体的阴影投射到光敏管Pi，…，Pj上，对应的模拟开关Si，…，Sj将闭合，对应的节点被短路到地。这样，输出V01和V02成为V01＝IRiV02＝IR(N-1-j)式中，i＜j，且i，j＝0，1，2，…N-1。以上两式是系统传递函数。显然，V01是i的线性函数，V02是j的线性函数。但V01和V02不是连续函数，因为i和j是离散的。从上述公式可得到阴影的边缘位置i和ji＝V01/iRj＝N-1-V02/IR上两式说明，根据输出V01和V02可得到边缘位置i和j。当飞行体掠过光敏管阵列时，将产生两个随时间变化的信号V01(t)和V02(t)，通过A/D转换器和计算机可以重建飞行体轮廓图像。图2是一个利用结型场效应管作为模拟开关的实施例子。被照射的光敏二极管将产生大约20微安的电流(照度为10mW/cm3)，电流流过200千欧姆的电阻产生负电压使结型场效应管截至。图中的齐纳二极管用来限制最高输出电压。图3是对一个飞行物体拍摄的结果。线阵光敏二极管元数为38元。图4是单元1图像探头的具体结构，从图中可以看到该图像探头为一电路板，在电路板上有一罩板Z，在罩板Z下面或后面装有光敏管线性阵列4，并在罩板Z上具有狭缝F，狭缝与光敏管线阵的敏感面对应，在该电路板上还装有模拟开关阵列5、电阻阵列6和恒流源7、8。需要说明的是图4所示的图像探头结构只是具体实施方案中的一种，凡是具有狭缝F的罩或板，在该罩或板后面具有光敏管线性阵列，并连接有模拟开关阵列5、电阻阵列6和恒充电源7、8的各种布置方式的图像探头结构均应属于本专利技术的保护范围。权利要求1.一种光敏管线阵阴影狭缝摄影装置，由图像探头、高速A/D转换器和一台普通计算机组成，其特征在于所说的图像探头包括线性光敏阵列(4)、模拟开关阵列(5)、电阻阵列(6)，其中线性光敏管阵列(4)上面装有罩板(Z)，并在罩板(Z)上具有狭缝(F)，光敏管阵列(4)、模拟开关阵列(5)、电阻阵列(6)的两个端点即图像探头的信号输出端接到高速A/D转换器和一台普通计算机。2.根据权利要求1所述的光敏管线阵阴影狭缝摄影装置，其特征在于所说的图像探头还包括有两个恒流源(7)、(8)，其电流从电阻阵列(6)的两个端点流入。3.根据权利要求1所述的光敏管线阵阴影狭缝摄影装置，其特征在于电阻阵列(6)由多个电阻串联，它们之间的节点受模拟开关控制使节点短路或悬空。全文摘要本专利技术提供了一种利用光敏管线性阵列对高速飞行体进行阴影狭缝摄影的装置，其图像传感头对飞行体阴影的轮廓直接进行信息压缩，所以，拍摄速度高，并能减轻后续信息记录和处理的负担，可以实时得到拍摄结果。其特征在于由线性光敏管阵列、模拟开关阵列、电阻阵列、两个恒流源、A/D变换器和计算机构成。文档编号G03B39/06GK1156847SQ9611427公开日1997年8月13日 申请日期1996年12月25日 优先权日1996年12月25日专利技术者陈安世, 肖红兵, 祖静 申请人:陈安世本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光敏管线阵阴影狭缝摄影装置，由图像探头、高速Ａ／Ｄ转换器和一台普通计算机组成，其特征在于：所说的图像探头包括线性光敏阵列（４）、模拟开关阵列（５）、电阻阵列（６），其中线性光敏管阵列（４）上面装有罩板（Ｚ），并在罩板（Ｚ）上具有狭缝（Ｆ），光敏管阵列（４）、模拟开关阵列（５）、电阻阵列（６）的两个端点即图像探头的信号输出端接到高速Ａ／Ｄ转换器和一台普通计算机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安世，肖红兵，祖静，
申请(专利权)人：陈安世，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]