[发明专利]一种基于液晶的单镜头局部选通成像探测器

说明书

技术领域

本发明属于光电子探测技术领域，涉及一种局部选通成像探测器，具体涉及一种基于液晶的单镜头局部选通成像探测器。

背景技术

目前，大多数探测器都要求能够在复杂多变的环境条件下，具有较大的动态探测范围和较宽的环境照度适应能力。例如，军用微光夜视仪，在工作过程中会遇到各种复杂的光照条件，进入感光元件CCD(charge coupledevice)的光通量不断发生变化，当目标或背景照度超过探测器的阈值时，荧光屏就无法分辨出探测物体的图像细节，严重影响到使用者的视觉观察效果。探测器的探测范围和成像能力都与进入CCD的光通量有密切的关系，因此，CCD光通量的合理控制是提高探测范围和成像质量的有效手段。

为了提高探测器的探测上限，实现强光选通探测，通常采用在探测器中加入光圈、滤频片或变密度板等光学器件对光通量进行削弱。近几年，也有在光学系统中加入电子快门的探测器，如利用选通电源通过脉冲调制进行自动光强控制来保护强光条件下工作的像增强器。上述这些探测器均为整体选通控制，对某个局部区域过强的光无法进行控制。

专利申请《一种基于液晶板自动控制光强实现局部选通的探测器》(申请号200810151198.8，公开日2009.02.18，公开号101368846A)，公开了一种实现局部选通的探测器，对液晶板各像素点的光强透过率进行控制，实现光强自动控制局部选通，使得成像系统在10⁵lx高光强照度下，能正常工作和清晰成像，扩大了探测器的动态使用范围，但该探测器采用双镜头，在探测成像过程中由于视差和像差的影响，造成图像畸变失真，而且结构复杂，效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于液晶的单镜头局部选通成像探测器，不仅实现了光强的自动控制局部选通，在10⁵lx高光强照度下清晰成像，而且避免了视差和像差的影响，产生不畸变失真的图像，同时，具有结构简单、效率较高的特点。

本发明所采用的技术方案，一种基于液晶的单镜头局部选通成像探测器，包括底座，底座的一端固接有卡口，卡口的上表面设置有翻盖，底座的另一端固接有显示屏，显示屏的上表面固接有风扇，底座、卡口、翻盖、风扇和显示屏构成一个中空的壳体，该壳体外、卡口的一端安装有镜头，该壳体内、底座的上表面固接有支架，支架上、沿镜头到显示屏的方向依次设置有HTPS液晶片、光纤光锥、CCD感光元件和CCD板机，HTPS液晶片、光纤光锥和CCD感光元件同轴设置，支架与显示屏之间、沿镜头到显示屏的方向依次设置有电源模块、图像处理模块和液晶驱动模块，液晶驱动模块通过HTPS液晶片信号线与HTPS液晶片相连接。

本发明的特征还在于，

HTPS液晶片选用高温多晶硅薄膜晶体管液晶显示片HTPS TFT-LCD，该液晶显示片通过光纤光锥与CCD感光元件耦合成一个整体。

图像处理模块的结构包括：图像处理计算单元分别与VGA显示器、VGA编码器、片上存储器和Avalon总线相连接，片上存储器至少为两个，Avalon总线通过视频解码器与CCD板机相连接，VGA显示器与VGA编码器相连接。

图像处理计算单元采用Cyclone II EP2C20F484C7芯片。

视频解码器采用ADV7187视频解码芯片。

本发明成像探测器具有如下优点：

1.采用HTPS液晶片对目标景物的光强进行局部透光控制，在强光条件下保护了感光器件及显示屏，构成一种更有实用价值的成像探测器。

2.单镜头系统结构有效地解决了双镜头以及其他成像系统由于视差和像差所带来的图像畸变，并把CCD感光元件作为实时取景单元，使得成像探测器轻便、高效和小型化。

3.光锥耦合的方式大大提高了有效光的利用率，并且满足了单镜头成系统对成像和感光器件之间像素逐点一一对应的苛刻要求。

附图说明

图1是本发明探测器一种实施例的结构示意图；

图2是本发明探测器中液晶板的透过率与灰度色阶的关系曲线图；

图3是本发明探测器中控制电路的动作流程图；

图4是本发明探测器中图像处理模块的结构示意图；

图5是本发明图像处理模块拟合的图像处理曲线图；

图6是本发明探测器中液晶驱动模块的设计原理图。