一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，包括应用系统、数据处理系统、图像显示器、可见光学系统、光纤阵列、电阻阵芯片、电阻阵芯片驱动电源、红外光学系统。当进行闭环仿真时，应用系统将处理后的图像信号注入图像显示器生成可见光，通过光纤阵列照射在集成了背照光电二极管和电阻微桥的电阻阵芯片上，在所有电阻微桥被接通情况下，由背照光电二极管实现电阻微桥的驱动电压随光照强度而即时变化的控制，从而替代电阻阵像素内的保持电容，最终实现由可见光至电阻阵像素产生的红外辐射转换，获得低延迟的闭环仿真过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统


[0001]本专利技术涉及一种仿真系统，尤其涉及一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统。

技术介绍

[0002]电阻阵芯片是一种红外热发射芯片。主要用于红外场景图像的闭环仿真。电阻阵芯片在闭环仿真场景中产生动态红外图像，一般需要经过以下流程：
①
应用系统将获取的图像信号经处理后，传至图像生成计算机；
②
图像生成计算机生成电阻阵的图像数据序列；
③
图像数据序列通过图像数据传输校正卡及相关电路生成电阻阵的驱动信号序列；
④
选通电路依次选通各像素单元后，将驱动信号注入各像素的驱动电路中，形成电阻阵的驱动电压或电流信号，并驱动电阻微桥产生红外热辐射；
⑤
应用系统获取电阻微桥产生的红外图像信号；
⑥
以并行作业的方式，重复以上步骤，形成动态的红外图像。
[0003]在以上流程中，
②
、
③
、
④
、
⑤
步骤至少需要1
‑
2帧时间完成。因此从应用系统获取图像信号至电阻阵微桥产生红外热发射，至少会存在4帧的延迟。
[0004]其次，从微观设计和加工角度来看，已商品化的电阻阵中，每个像素单元中都有一个开关，当外部的选通信号将该开关打开后，才可选通该电阻阵像素。其次，像素内部还包含有保持电容及驱动管，保持电容提供了驱动电阻微桥的电压，驱动管将该电压转换为电流，使电阻微桥获得持续的加热。由于保持电容中存储的电荷会通过开关泄放，为了防止电压下降过快导致电阻微桥温度持续降低，芯片在实际流片制作时，电容C通常做的很大，会明显挤占像素内面积，使得电阻微桥面积被迫减少，降低了电阻微桥的等效黑体温度等关键性能参数指标。
[0005]第三，电阻阵芯片工作时，对外部的时钟、控制、驱动等信号有严格要求，电阻阵芯片为了产生闭环动态的红外图像，需要各个相关软件、硬件严格按照时序信号的控制，逐帧协调工作。丢帧、漏帧等会造成整个驱动系统的信号混乱，因此电阻阵芯片与控制驱动系统间有严格的同步要求，这种同步要求通常是以牺牲整个系统的最高帧频为代价，从而限制了电阻阵芯片性能。
[0006]综合上述，当前闭环仿真过程中电阻阵芯片存在帧延迟明显、保持电容挤占像素内空间，降低电阻微桥的性能、同步要求限制了电阻阵性能发挥等问题。这些问题都不利于电阻阵的实际使用。

技术实现思路

[0007]基于上述技术问题，本专利技术的提供了一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，该系统减少了当前闭环仿真过程中的帧延迟、提高电阻微桥在像素内占比、同时取消
同步要求对系统的限制，对提高电阻阵闭环仿真系统的性能具有重要作用。当进行闭环仿真时，应用系统将处理后的图像信号注入图像显示器生成可见光，通过光纤阵列照射在集成了背照光电二极管和电阻微桥的电阻阵芯片上，在所有电阻微桥被接通情况下，由背照光电二极管实现电阻微桥的驱动电压随光照强度而即时变化的控制，从而替代电阻阵像素内的保持电容，最终实现由可见光至电阻阵像素产生的红外辐射转换，获得无延迟或低延迟的闭环仿真过程。
[0008]本专利技术的目的是提供一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，其技术点在于，所述系统包括应用系统、数据处理系统、图像显示器、可见光学系统、光纤阵列、电阻阵芯片、电阻阵芯片驱动电源、红外光学系统；应用系统将获得的图像信号S1经数据处理系统处理后生成信号S2，并注入图像显示器生成图像信号S3；图像信号S3通过可见光系统后生成信号S4，将信号S4注入光纤阵列输入端并经光纤阵列输出端输出图像信号S5，图像信号S5经过电阻阵芯片后产生红外辐射S6，红外辐射S6经过红外光学系统后输出图像信号S1，图像信号S1输入应用系统，实现闭环，形成连续动态的红外图像。
[0009]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的图像显示器为LCD显示器或LED显示器；所述图像显示器的像素在横向及竖向规模均大于所述电阻阵芯片的像素规模；所述图像显示器的像素灰度等级大于所述电阻阵芯片像素灰度等级。
[0010]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的可见光学系统的入瞳面积大于所述图像显示器的像面。
[0011]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的光纤阵列在横向及竖向规模均大于所述可见光学系统的出瞳面积。
[0012]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的红外光学系统的入瞳面积大于所述电阻阵芯片的大小。
[0013]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的电阻阵芯片包括按照一定布局排列的重复像素。
[0014]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的像素内部包括反馈电阻Rf、驱动管M、背照式光敏二极管PD、电阻微桥R、电流电压转换电路模块T。
[0015]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的光纤阵列输出端紧贴于所述电阻阵芯片的背面，并正对于背照式光敏二极管PD。
[0016]为了更好的实现上述技术方案，本专利技术的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统中的背照式光敏二极管PD采用倒装焊的方式贴合在电阻阵芯片背面。
[0017]本专利技术的基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统将获得的图像信号处理后经过光纤阵列直接作为电阻微桥的驱动信号注入了电阻阵芯片，该流程省去了图像生成计算机产生图像数据序列过程，省去了图像传输校正卡及相关电路生成电阻阵驱动信号过程、因而可减少这两个过程所带来的帧延迟。除此以外，由于电阻阵芯片对电阻微桥的驱动处于常开状态，图像输出就无需与其它外部信号同步，这也进一步减少了由于系统同步带
来的帧延迟。因此采用本专利技术方案，可使原闭环仿真中的4
‑
6帧的延迟减少到1
‑
2帧；其次，二极管光电流既是控制信号，其电流的有无决定了是否驱动电阻微桥，同时也是驱动信号，通过电流
‑
电压转换电路来驱动电阻微桥，从而替代了电阻阵像素内的保持电容，节省出的面积可以使电阻微桥做的更大，从而增加电阻微桥在像素中的占空比，提高电阻微桥的性能。综合以上所述，本专利技术对降低闭环仿真系统中的帧延迟，提高电阻微桥性能具有显著的效益。
[0018]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一个较佳实施例的闭环仿真系统示意图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的像素结构示意图。
实施方式
[0020]以下参考说明书附图介绍本专利技术的实施例，使其
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，其特征在于，所述系统包括应用系统、数据处理系统、图像显示器、可见光学系统、光纤阵列、电阻阵芯片、电阻阵芯片驱动电源、红外光学系统；应用系统将获得的图像信号S1经数据处理系统处理后生成信号S2，并注入图像显示器生成图像信号S3；图像信号S3通过可见光系统后生成信号S4，将信号S4注入光纤阵列输入端并经光纤阵列输出端输出图像信号S5，图像信号S5经过电阻阵芯片后产生红外辐射S6，红外辐射S6经过红外光学系统后输出图像信号S1，图像信号S1输入应用系统，实现闭环，形成连续动态的红外图像。2.根据权利要求1所述的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，其特征在于，所述图像显示器为LCD显示器或LED显示器；所述图像显示器的像素在横向及竖向规模均大于所述电阻阵芯片的像素规模；所述图像显示器的像素灰度等级大于所述电阻阵芯片像素灰度等级。3.根据权利要求1所述的一种基于可见光图像转换的电阻阵闭环仿真系统，其特征在于，所述可见光学系统的入瞳面积大于所述图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟厚明，陈永平，马斌，陈世军，徐鹤靓，
申请(专利权)人：南通智能感知研究院，
类型：发明
国别省市：