способ и устройство формирования инфракрасного изображения

Формула изобретения

1. Способ формирования инфракрасного изображения, включающий размещение информационного сигнала в блоке памяти и формирование видеосигнала на носителе изображения при параллельном сканировании блока памяти и носителя изображения, отличающийся тем, что видеосигнал периодически удаляют с носителя изображения путем его охлаждения, при этом на каждом периоде формируют измененный видеосигнал.

2. Устройство формирования инфракрасного изображения, содержащее блок сканирования, блок памяти, блок формирования видеосигнала, блок носителя изображения, причем второй выход блока сканирования соединен с первым входом блока памяти, выход блока памяти соединен со вторым входом блока формирования видеосигнала, носитель изображения выполнен в виде набора излучающих элементов, отличающееся тем, что в устройство введен блок охлаждения, выход которого связан с третьим входом блока носителя изображения, а первый и шестой выходы блока сканирования связаны соответственно с третьим и первым входом блока формирования видеосигнала, четвертый и пятый выходы блока сканирования соединены соответственно с первым и вторым входом блока носителя изображения, третий выход блока сканирования соединен со вторым входом блока памяти, выход блока формирования видеосигнала соединен с первым входом блока сканирования, причем в блок носителя изображения встроен узел отражения, выполненный в виде пластины с отверстиями и излучающими элементами, причем излучающие элементы размещены на пластине с отверстиями по рядам и столбцам в виде матрицы, причем отверстия в пластине размещены позади излучающих элементов, а выводы излучающих элементов объединены по строкам и столбцам и являются соответственно первым и вторым входом блока носителя изображения, третий вход блока носителя изображения выполнен в виде механического крепления для установки блока охлаждения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстия в пластине имеют непараллельные стенки, расширяющиеся в сторону излучения.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок охлаждения выполнен в виде вентилятора с узлом для механического крепления, причем выходом блока охлаждения является раструб вентилятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области средств формирования инфракрасного изображения, в частности на экране, и может быть использовано при тестировании приборов, чувствительных к инфракрасному излучению объектов

Известен способ формирования изображения и устройство для его осуществления по заявке на изобретение RU 97101061 А, кл. G 03 G 13/00. Способ реализуется путем сканирования поверхности отображающего экрана, причем сканирование производят по составляющим изображение блокам, а составляющие блоки точки изображения формируют при помощи по крайней мере одного дополнительного экрана (источника излучения). Устройство для формирования изображения включает отображающий экран, источник излучения и систему развертки луча, причем источник излучения выполнен в виде дополнительного экрана, а система развертки является системой блочной развертки.

К недостаткам известного способа и устройства можно отнести невозможность создания четкого и контрастного изображения в дальнем инфракрасном диапазоне вследствие высокого последействия носителя изображения (отображающего экрана) в указанной области частот электромагнитного излучения, а также наличие помех в инфракрасном диапазоне создаваемых источником излучения при формировании изображения, и следовательно невозможность отобразить в инфракрасном диапазоне объект с заданными ракурсом и параметрами пространственного положения и движения.

Наиболее близким из известных способов и устройств по технической сущности заявляемому (прототипом) являются способ формирования изображения и устройство для его осуществления по патенту RU 2131171, МПК⁵ C1 H 04 N 5/00, причем способ включает подачу на блок памяти информационного сигнала, размещение информационного сигнала в блоке памяти и формирование видеосигнала на носителе изображения при его сканировании, причем после размещения информационного сигнала в блоке памяти на блок памяти подают управляющий сигнал от сканирующего блока и передают выведенный массив информационного сигнала на блок формирования видеосигнала, связанный с носителем изображения, выполненным в виде излучающих элементов, причем в процессе передачи выведенного массива на блок памяти подают дополнительный информационный сигнал, записываемый в ранее считанные ячейки блока памяти, а устройство реализующее способ содержит блок памяти, блок сканирования, соединенный прямой связью с блоком формирования видеосигнала, носитель изображения, причем блок памяти соединен с блоком сканирования, а блок формирования видеосигнала соединен с носителем изображения, причем блок сканирования соединен с блоком памяти обратной связью, причем носитель изображения выполнен в виде набора излучающих элементов.

К недостаткам известного способа и устройства можно отнести невозможность создания динамического изображения в дальнем инфракрасном диапазоне вследствие того, что отсутствует техническое решение, позволяющее понизить последействие носителя изображения именно в указанной области частот электромагнитного излучения.

Задачей изобретения является повышение качества изображения в дальнем инфракрасном диапазоне спектра за счет снижения последействия носителя изображения.

Поставленная задача достигается использованием способа формирования инфракрасного изображения, включающего размещение информационного сигнала в блоке памяти и формирование видеосигнала на носителе изображения при параллельном сканировании бока памяти и носителя изображения, причем видеосигнал удаляют с носителя изображения путем его охлаждения.

Реализующее способ устройство формирования инфракрасного изображения содержит блок сканирования, блок памяти, блок формирования видеосигнала, блок носителя изображения, причем второй выход блока сканирования соединен с первым входом блока памяти, выход блока памяти соединен со вторым входом блока формирования видеосигнала, носитель изображения выполнен в виде набора излучающих элементов, причем в устройство введен блок охлаждения, выход которого связан с третьим входом блока носителя изображения, а первый и шестой выходы блока сканирования связаны соответственно с третьим и первым входом блока формирования видеосигнала, четвертый и пятый выходы блока сканирования соединены соответственно с первым и вторым входом блока носителя изображения, третий выход блока сканирования соединен со вторым входом блока памяти, выход блока формирования видеосигнала соединен с первым входом блока сканирования, причем в блок носителя изображения встроен узел отражения, выполненный в виде пластины с отверстиями и излучающими элементами, причем излучающие элементы размещены на пластине с отверстиями по рядам и столбцам в виде матрицы, причем отверстия в пластине размещены позади излучающих элементов, а выводы излучающих элементов объединены по строкам и столбцам и являются соответственно первым и вторым входом блока носителя изображения, третий вход блока носителя изображения выполнен в виде механического крепления для установки блока охлаждения, причем отверстия в пластине имеют непараллельные стенки, расширяющиеся в сторону излучения, причем блок охлаждения выполнен в виде вентилятора с узлом для механического крепления, причем выходом блока охлаждения является раструб вентилятора.

Сущность изобретения поясняется:

фиг.1, на которой приведена структура процесса формирования изображения, совпадающая со структурой устройства, реализующего процесс,

фиг.2, на которой приведена структурная схема блока сканирования,

фиг.3, на которой приведена структурная схема блока формирования видеосигнала,

фиг.4, на которой приведена схема конструкции блока носителя изображения,

фиг.5, на которой приведена схема электрических соединений блока носителя изображения,

фиг.6, на которой приведена схема конструкции блока охлаждения.

В структурную схему устройства формирования инфракрасного изображения, приведенную на фиг.1, входят: блок 1 сканирования, блок 2 памяти, блок 3 формирования видеосигнала, блок 4 носителя изображения, блок 5 охлаждения, причем первый вход блока 1 сканирования связан с первым выходом блока 3 формирования видеосигнала, первый вход блока 3 формирования видеосигнала связан с первым выходом блока 1 сканирования, второй и третий выходы блока 1 сканирования связаны соответственно с первым и вторым входом блока 2 памяти, выход блока 2 памяти связан со вторым входом блока 3 формирования видеосигнала, четвертый и пятый выходы блока 1 сканирования связаны с входами блока 4 носителя изображения первым и вторым соответственно, шестой выход блока 1 сканирования связан с третьим входом блока 3 формирования видеосигнала, третий вход блока 4 носителя изображения связан с выходом блока 5 охлаждения.

В структурную схему блока 1 сканирования, приведенную на фиг.2, входят: тактовый генератор 6, выходом которого образован шестой выход блока 1 сканирования и вход делителя 7 частоты, выходом делителя 7 частоты образован первый выход блока 1 сканирования и вход синхронизации счетчика 8 строк, информационным выходом счетчика 8 строк образован второй выход блока 1 сканирования, а выход переполнения счетчика 8 строк связан со входом синхронизации счетчика 9 столбцов, информационным выходом счетчика 9 столбцов образован третий выход блока 1 сканирования, причем информационный выход счетчика 8 строк связан также с входом дешифратора 10 строк, выходом которого образован четвертый выход блока 1 сканирования, причем информационный выход счетчика 9 столбцов связан с входом дешифратора 11 столбцов, выходы дешифратора 11 столбцов коммутируются с первыми входами элементов И-НЕ блока 12 элементов И-НЕ, вторые входы которых объединены и связаны с первым входом блока 1 сканирования, выходами элементов И-НЕ блока 12 элементов И-НЕ образован пятый выход блока 1 сканирования.

В структурную схему блока 3 формирования видеосигнала, приведенную на фиг.3, входят: счетчик 13, информационным входом которого образован второй вход блока 3 формирования видеосигнала, входом синхронизации счетчика 13 образован третий вход блока 3 формирования видеосигнала, а входом стробирования записи данных, объединенным с входом установки триггера 14, образован первый вход блока 3 формирования видеосигнала, причем выход переполнения счетчика 13 связан с входом сброса триггера 14, выходом которого образован первый выход блока 3 формирования видеосигнала.

На фиг.4 приведена схема конструкции блока 4 носителя изображения, содержащая: излучающие элементы 16 расположенные перед отражающим элементом 15 и закрепленные посредством пайки на пластине 21 с отверстиями 22, размер которых соответствует размеру отверстий 18 в пластине 17, причем отверстия 18 в пластине 17 имеют непараллельные стенки, расширяющиеся в сторону излучающих элементов и образующие отражающий элемент 15, на перфорированной пластине 17 предусмотрен узел крепления в виде четырех отверстий для болтов 19, причем расстояние между пластинами 17 и 21 образуется с помощью втулок 20.

На фиг.5 приведена схема электрических соединений блока носителя изображения, поясняющая методику коммутации излучающих элементов, выполненных в виде диодов, причем линиями 23, объединяющими элементы по строкам, образован первый вход блока 4 носителя изображения, а линиями 24, объединяющими элементы по столбцам, образован второй вход блока 4 носителя изображения.

На фиг.6 приведена схема конструкции блока охлаждения, содержащая: раструб 25 с узлом крепления и вентилятором 26, причем узел крепления выполнен в виде монтажных отверстий 27, причем узел крепления и вентилятор 26 расположены с противоположной стороны от излучающих, элементов 16 блока 4 носителя изображения.

Способ реализуется следующим образом. Информационный сигнал размещается в блоке 2 памяти, опрашиваемом блоком 1 сканирования совместно с носителем 4 изображения. Процесс сканирования определяется типом блока 2 памяти, в частности если блок 2 памяти представляет собой ячейки памяти, сгруппированные по столбцам и строкам, то сканирование производится путем последовательного сканирования столбцов, а внутри столбца производится путем последовательного сканирования ячеек. На основании считанного из блока 2 памяти информационного сигнала об интенсивности излучения в блоке 3 формирования видеосигнала формируется видеосигнал на соответствующем участке носителя изображения. Указанный процесс продолжается периодически. При этом на каждом периоде сигнал удаляется с носителя изображения путем его охлаждения при взаимодействии носителя 4 изображения с блоком 5 охлаждения. При смене информационного сигнала в блоке 2 памяти об интенсивности излучения при очередном цикле сканирования, на носителе 4 изображения формируется уже измененный сигнал за счет того, что предыдущий сигнал был удален с носителя 4 изображения путем его охлаждения.

Функционирование блока 1 сканирования происходит следующим образом. Тактовый генератор 6 создает сигнал, по которому синхронизируются процессы в системе, этот сигнал поступает на вход делителя 7 частоты, который делит частоту, руководствуясь соотношением, по которому на один период выходной частоты делителя 7 приходится количество тактов входной частоты делителя 7, необходимое для работы с каждым отдельным излучающим элементом. Выходной сигнал делителя 7 частоты идет на счетчик 8 строк. Выходной информационный сигнал счетчика 8 столбцов представляет собой половину номера активного в данном цикле излучающего элемента. Этот сигнал поступает на вход дешифратора 10 строк, выходной сигнал которого позволяет выделить строку матрицы излучающих элементов, в которой находится активный в данный момент излучающий элемент. Выходной сигнал переполнения счетчика 8 строк является входным сигналом синхронизации счетчика 9 столбцов, выходной информационный сигнал которого представляет собой вторую половину номера активного в данный момент излучающего элемента. Этот сигнал подается на дешифратор 11 столбцов, выходной сигнал которого позволяет выделить столбец матрицы элементов, в котором находится активный в данный момент излучающий элемент. Этот сигнал поступает на вход блока 12 элементов И-НЕ, количество которых соответствует количеству столбцов матрицы, а способ подключения позволяет управлять при помощи внешнего сигнала(первый вход блока сканирования) коммутацией выхода дешифратора 11 столбцов и пятого выхода блока 1 сканирования.

Функционирование блока 3 формирования видеосигнала обеспечивает подачу управляющего сигнала на блок 1 сканирования с целью управления коммутацией выхода дешифратора 11 столбцов с выходом 5 блока 1 сканирования. Временные параметры подключения формируются следующим образом, на блок 3 формирования видеосигнала поступает сигнал с выхода блока 2 памяти, несущий информацию о количестве тактов частоты, создаваемой тактовым генератором 6, в течение которых выходной управляющий сигнал является активным. Эта информация фиксируется в счетчике 13 по сигналу стробирования записи данных, по этому же сигналу происходит установка активного сигнала на выходе триггера 14, выход которого является выходом блока 3 формирования видеосигнала. Затем счетчик 13 начинает работу в режиме декремента по сигналу синхронизации, поступающему на третий вход блока 3 формирования видеосигнала. В момент достижения счетчиком нулевого состояния на его вход переполнения поступает импульс, по которому происходит сброс активного сигнала с выхода триггера 14.

Конструкция блока 4 носителя изображения обеспечивает выполнение следующего алгоритма функционирования. Излучающие элементы 16 нагреваются под действием сигналов с первого и второго входа блока 4 носителя изображения. Одновременно начинается действие сигнала с третьего входа блока 4 носителя изображения. Этот сигнал представляет собой воздушный поток, проходящий через отверстия 18 и 22 и отводящий частицы нагретой среды от излучающих элементов 36. Конструкция отверстий 18, а именно непараллельные стенки, расширяющиеся в сторону излучающих элементов, обеспечивает дополнительную фокусировку лучистой составляющей сигнала, создаваемого излучающими элементами 16. Наличие втулок 20 между пластинами 17 и 21 обеспечивает фиксированное расстояние между излучающими элементами 16 и отражающими элементами 15. Крепежные элементы 19 образуют третий вход блока 4 носителя изображения и позволяют закрепить на нем раструб 25 вентилятора 26, используя монтажные отверстия 27.