專利名稱：具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種激光成像儀，特別的是具有強(qiáng)光保護(hù)功能六氟化硫激光照
射成像儀。
背景技術(shù)：
目前根據(jù)美國(guó)專利4555627原理設(shè)計(jì)制造的用于檢測(cè)氣體的激光成像儀在不斷
的推廣應(yīng)用之中。專利4555627所提出的這些類型的專利通常具備用于產(chǎn)生和發(fā)射激光的
激光器，和用于接收激光的傳感器，該專利提到的激光器通常是中波紅外激光器或者是長(zhǎng)
波紅外激光器，接收激光的傳感器通常是指對(duì)應(yīng)的中波或者長(zhǎng)波紅外傳感器。 這類儀器中包含強(qiáng)光源(紅外激光器)和敏感易損的傳感器(紅外傳感器)。如
果紅外激光器發(fā)出的激光經(jīng)過強(qiáng)反射后被紅外傳感器所接收，就可能造成紅外傳感器敏感
元損壞，成像的情況是該敏感元的響應(yīng)表現(xiàn)為不正常或者完全失效，形成壞點(diǎn)。如果大面積
強(qiáng)光反射就會(huì)造成大面積壞點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致紅外傳感器完全損壞。這種造成的損壞在大多數(shù)情
況下是不可恢復(fù)的，是不可逆的，這樣會(huì)造成儀器失效。 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公告的申請(qǐng)?zhí)枮?0010181238. 9的專利提到一種具有安全關(guān)斷 裝置的激光保護(hù)裝置，提到一種用于材料加工的激光保護(hù)方法，采用單獨(dú)加裝傳感器的方 法來進(jìn)行。這種類型保護(hù)方法并不適合激光成像儀，成像儀器是便攜式儀器不適合另外加 裝傳感器，工作方式和要保護(hù)的對(duì)象也不同，即不可能對(duì)單個(gè)敏感元進(jìn)行保護(hù)，也不可能對(duì) 每個(gè)敏感元附加另外的傳感器。 美國(guó)專利6671152提出一種保護(hù)光電倍增管的方法，該保護(hù)方法通過在器件內(nèi)部 植入溫度傳感器和保護(hù)電路來完成，這種保護(hù)需要同傳感器的探測(cè)器生產(chǎn)廠家共同完成， 并且不適合激光成像系統(tǒng)中的紅外器件的保護(hù)。 還有一種利用圖像處理的方法進(jìn)行保護(hù)，該原理是檢測(cè)圖像看是否存在圖像的過 亮點(diǎn)，也就是飽和點(diǎn)，如果存在過亮點(diǎn)對(duì)傳感器采取保護(hù)措施，如關(guān)閉激光，遮擋傳感器。因 激光分布存在不均勻性，利用該原理保護(hù)如果存在使傳感器飽和度強(qiáng)反射會(huì)導(dǎo)致傳感器不 能工作，也就是容易過度保護(hù)，進(jìn)一步影響操作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，以使出射激光產(chǎn) 生周期性變化，從而使接收出射激光的紅外敏感元避免長(zhǎng)時(shí)間處于飽和狀態(tài)而導(dǎo)致溫度過 高的熱損壞。 本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，包括激光器、 紅外線接收鏡頭、紅外傳感器，激光器的激光通道中設(shè)置有激光發(fā)散裝置由設(shè)置在擺動(dòng)電 機(jī)軸上的反射鏡或者由設(shè)置在電機(jī)軸上、其截面形狀為正多邊形的柱體、且其每個(gè)側(cè)面上 均設(shè)有反射鏡的轉(zhuǎn)鼓組成(對(duì)正八邊形的柱體而言，有8個(gè)側(cè)面以及上、下底面。其余類 推)。[0009] 上述擺動(dòng)電機(jī)的擺動(dòng)頻率與所述紅外傳感器的成像幀頻保持同步，擺動(dòng)電機(jī)的擺 動(dòng)頻率是紅外傳感器的成像幀頻的整數(shù)倍。(整數(shù)倍指1、2、3…n倍，下同)。 上述轉(zhuǎn)鼓為其截面形狀為正八邊形的柱體。 上述轉(zhuǎn)鼓的電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述紅外傳感器的成像幀頻保持同步，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速是
紅外傳感器的成像幀頻的整數(shù)倍。 本新型的有益效果是 本實(shí)用新型所提及的內(nèi)容經(jīng)過試驗(yàn)和試用表明，使用本實(shí)用新型提及的內(nèi)容能夠 有效的降低紅外探測(cè)器受強(qiáng)光照射損壞的概率。 本實(shí)用新型的有益效果將結(jié)合具體實(shí)施方式
加以進(jìn)一步闡述。
圖1是本新型的原理說明圖； 圖2是本新型的結(jié)構(gòu)圖； 圖3是圖2所示激光發(fā)散裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖； 圖4是圖2所示激光發(fā)散裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式圖1示出，對(duì)于激光成像系統(tǒng)而言，激光的輸出是發(fā)散的，激光器11發(fā)射激光束16 經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)13后激光束的發(fā)散角或者激光的光束發(fā)散變大。激光光束照射到目標(biāo)14后， 返回的激光12被紅外接收器(即紅外傳感器)接收后成像。如果目標(biāo)14強(qiáng)反射激光會(huì)導(dǎo) 致到達(dá)紅外接收器15的能量過大，從而會(huì)造成紅外接收器熱損傷。 圖2圖3示出，本實(shí)用新型包括激光器31、紅外線接收鏡頭34、紅外傳感器33，激 光器31的激光通道中設(shè)置有激光發(fā)散裝置由設(shè)置在擺動(dòng)電機(jī)321軸上的反射鏡323由設(shè) 置在電機(jī)軸上、其截面形狀為正多邊形的柱體、且其每個(gè)側(cè)面上均設(shè)有反射鏡的轉(zhuǎn)鼓63組 成。(正多邊形為正三邊形、正四邊形、正五邊形、…正八邊形…正n邊形)。 擺動(dòng)電機(jī)321的擺動(dòng)頻率與所述紅外傳感器33的成像幀頻保持同步，擺動(dòng)電機(jī)的 擺動(dòng)頻率是紅外傳感器的成像幀頻的整數(shù)倍。 一般地，可采用兩組擺動(dòng)電機(jī)，兩組擺動(dòng)電機(jī) 軸上的兩個(gè)反射鏡均與入射激光呈45度設(shè)置。 圖4示出，轉(zhuǎn)鼓63為其截面形狀為正八邊形的柱體。轉(zhuǎn)鼓63的電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所 述紅外傳感器33的成像幀頻保持同步，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速是紅外傳感器33的成像幀頻的整數(shù) 倍。 一般采用兩組轉(zhuǎn)鼓(含反射鏡)，兩組轉(zhuǎn)鼓的軸均與入射激光呈45度設(shè)置。 本新型中激光器31發(fā)出的激光光束經(jīng)激光發(fā)射裝置35后出射，激光發(fā)散裝置是 包括一個(gè)或者兩個(gè)擺動(dòng)光學(xué)機(jī)構(gòu)，經(jīng)過發(fā)散裝置后的出射激光36能量是符合周期性變化 的規(guī)則，該激光照射到待成像的物體32上后形成的反射或者散射光線37經(jīng)過紅外接收鏡 頭34被紅外傳感器33所接收，根據(jù)前面分析，紅外傳感器33敏感元所接收到激光能量是 符合周期性變化的。激光發(fā)射裝置可以由兩個(gè)擺動(dòng)電機(jī)321、322以及安裝在的電機(jī)軸上的 兩個(gè)反射鏡323、324來做成(圖3)。擺動(dòng)電機(jī)可以有音圈電機(jī)，壓電陶瓷電機(jī)或者其他的 能實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)功能裝置組成。擺動(dòng)電機(jī)的控制可以由數(shù)字信號(hào)處理器或者ARM等嵌入式處理 器來實(shí)現(xiàn)。這樣一來，激光光束隨著反射鏡的擺動(dòng)而擺動(dòng)。周期變化的能量分布能夠讓紅外探測(cè)器敏感元具有時(shí)間散發(fā)因強(qiáng)光輻射而產(chǎn)生的能量，從而能保護(hù)紅外探測(cè)敏感元。所
述的擺動(dòng)的光學(xué)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)頻率應(yīng)當(dāng)同紅外傳感器33成像幀頻保持同步。 參見圖3，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)電機(jī)321，帶動(dòng)反射鏡323進(jìn)行擺動(dòng)。激光光束38入射
到反射鏡(即擺鏡)上反射出光線39。本實(shí)施例提到的激光調(diào)制器，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓饴?br> 調(diào)整來保證經(jīng)過調(diào)制后的光束能被激光發(fā)射裝置很好的接收。 圖4中，轉(zhuǎn)鼓63安裝在轉(zhuǎn)鼓軸64上，轉(zhuǎn)鼓軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。入射激光61經(jīng)轉(zhuǎn)鼓側(cè) 面的反射鏡后，以出射激光62的形式射出，由于轉(zhuǎn)鼓以一定速度旋轉(zhuǎn)，因此，出射激光的能 量符合周期性變化的規(guī)則，使紅外傳感器的紅外敏感元接收到的能量也是同期性變化的， 從而避免長(zhǎng)時(shí)間處于滿負(fù)荷狀態(tài)而導(dǎo)致紅外敏感元的熱損壞。
權(quán)利要求一種具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，包括，激光器(31)，紅外線接收鏡頭(34)，紅外傳感器(33)，其特征是所述激光器(31)的激光通道中設(shè)置有激光發(fā)散裝置由設(shè)置在擺動(dòng)電機(jī)(321)軸上的反射鏡(323)或者由設(shè)置在電機(jī)軸上、其截面形狀為正多邊形的柱體、且其每個(gè)側(cè)面上均設(shè)有反射鏡的轉(zhuǎn)鼓(63)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，其特征是所述擺動(dòng)電機(jī) (321)的擺動(dòng)頻率與所述紅外傳感器(33)的成像幀頻保持同步，擺動(dòng)電機(jī)的擺動(dòng)頻率是紅 外傳感器的成像幀頻的整數(shù)倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，其特征是所述轉(zhuǎn)鼓(63)為 其截面形狀為正八邊形的柱體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，其特征是所述轉(zhuǎn)鼓 (63)的電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述紅外傳感器(33)的成像幀頻保持同步，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速是紅外傳 感器(33)的成像幀頻的整數(shù)倍。
專利摘要一種具有強(qiáng)光保護(hù)功能的激光成像儀，包括激光器、紅外線接收鏡頭、紅外傳感器，激光器的激光通道中設(shè)置有激光發(fā)散裝置由設(shè)置在擺動(dòng)電機(jī)軸上的反射鏡或者由設(shè)置在電機(jī)軸上、其截面形狀為正多邊形的柱體、且其每個(gè)側(cè)面上均設(shè)有反射鏡的轉(zhuǎn)鼓組成。其出射激光的能量按同期性變化，使紅外接收器的紅外敏感元接收到的能量也按同期性變化，從而避免長(zhǎng)時(shí)間處于滿負(fù)荷狀態(tài)而導(dǎo)致紅外敏感元熱損壞，延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)G01M3/38GK201476950SQ200920176498
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者盧昌華, 唐平, 張力, 王鍇 申請(qǐng)人:四川電力試驗(yàn)研究院