将普通ＣＣＤ摄像装置升级为多波段ＣＣＤ摄像装置的方法及其装置制造方法及图纸

一种将普通ＣＣＤ摄像装置升级为多波段ＣＣＤ摄像装置的方法和装置，对主要设有ＣＣＤ传感器芯片和对该传感器芯片所获取的光学影像数据进行数字化处理的微处理器芯片的ＣＣＤ电路板的安装方法及滤光片单元进行改造：设一以座架为顶层的框架结构，将所述ＣＣＤ电路板可上下移动地设于该座架的下侧；设一滤光片切换单元进行多种滤光片的切换；设一电动调焦单元，对因滤光片切换后的焦点变化进行补偿。本发明专利技术可以方便地、低成本地将现有的普通ＣＣＤ单板机或ＣＣＤ摄像头升级成多波段摄像头，大大延伸其工作能力。本发明专利技术只采用了电气元器件，其控制电路平时不需加电，在需切换滤光片和调焦时，才瞬间通电，既节能又可靠。

Method and device for upgrading common CCD camera device into multi band CCD camera device

A method and apparatus for ordinary CCD camera device upgrade for multispectral CCD camera device, the installation method of CCD circuit board microprocessor chip to digitize is mainly provided with a CCD sensor chip of the sensor chip and the obtained optical image data and the filter unit transformation: frame structure to stand for the top and the CCD circuit board is movably arranged on the lower side of the seat frame is provided with a filter switch on; switching unit for a variety of filters; an electric focusing unit, due to the focus change filter after switching compensation. The invention can upgrade the existing ordinary CCD single board computer or CCD camera into multi band camera conveniently and locally, and greatly extend the work capacity of the invention. The electric component is only used in the invention, and the control circuit does not need power supply at any time, and the power supply is instantaneously switched on when the filter and the focusing are switched, so the utility model has the advantages of energy saving and reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电探测
，具体涉及一种将普通CCD摄像装置升级为多波段 CXD摄像装置的方法，以及一种多波段调后焦CXD摄像装置。
技术介绍
普通的CXD摄像头已广泛应用于各个领域。所述CXD摄像头一般包括一由CXD传感器芯片及对该传感器芯片所获取的光学影像进行数字化处理的微处理器组成的CCD电路板(一般将所述CCD传感器芯片与微处理机集成在一块或数块电路板上，称为CCD电路板)，并将所述电路板置于一设有取景窗的密封壳体中。由微处理器处理后的图像信号通过视频线可输出至显示器进行显示或/和存储器进行存储。有时，仅包括CCD传感器芯片与微处理器的电路板散件也单独出售，市场上称为CCD单板机。在CCD传感器芯片前加上光学镜头组可进一步提高该装置的影像质量。由于普通摄像装置主要观测可见光，他们在白天对可见光观测效果令人满意，但却不能“观测”到其他波段的光线，例如它们不具备微光观测和雾天观测的能力。目前已有藉助切换光学镜头组的多波段摄像机，这种多波段摄像机能在白天、黑夜、雾霾天气等各种气象条件下进行正常观测，可应用于多个领域，但是其价格昂贵，使用成本太高，无法大量应用于普通监控领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种将普通CXD摄像装置升级为多波段CXD摄像装置的方法，藉对设在CCD传感器芯片受光窗前方的、不同波段光谱的滤光片进行切换，以满足在不同气象(包括白天、黑夜、雾天等)和不同波段光谱(如紫外、可见光、近红外，中红外及远红外等波段)条件下，进行有效观测。为提高成像质量，一般需在CCD摄像装置前配置光学镜头组。但由于光学镜头组对不同波长光波的折射率不同，切换滤光片后会使成像焦平面发生偏移。为此，本专利技术提出通过轴向移动所述CCD传感器芯片的位置，以调后焦的模式对成像焦平面的偏移进行补偿，以进一步改善图像质量，从而达到最佳观测效果。本专利技术的另一目的在于提出一种多波段调后焦CXD摄像装置，该装置通过采用在 CCD传感器芯片前的设置滤光片架，并通过微电机控制同步带、齿条结构移动所述滤光片架进行滤光片的切换，从而使该装置具有多波段观测功能。本专利技术所述的一种多波段调后焦CXD摄像装置，采用微电机通过丝杆与螺母机构控制CCD传感器芯片的轴向位移进行后焦调整，以补偿不同波段成像焦平面的位移，从而改善图像质量。本专利技术所述的一种多波段调后焦CCD摄像装置，只采用微型继电器、按键开关、微型电机、限位开关等电气元器件，对滤光片架位置与CCD传感器芯片的位置进行控制，提供了一种技术简单可行、价格不高、运行和维护成本较低、具有高可靠性及高性价比的技术方案。4本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种将普通CXD摄像装置升级为多波段CXD摄像装置的方法，其特征是 对主要设有CCD传感器芯片和对该传感器芯片所获取的光学影像数据进行数字化处理的微处理器芯片的CCD电路板的安装方法及滤光片单元进行改造设一个由座架为上层、滤光片座为下层构成的框架，，将所述CCD电路板可上下移动地设于该座架的下侧，并使所述 CCD电路板上的传感器芯片的受光窗朝下；设一滤光片切换单元将一滤光片座设为所述框架结构的底层，并使该滤光片座位于所述CCD电路板的下方；在所述滤光片座上设一装有多片不同滤光片的滤光片架，该滤光片架可在所述滤光片座上水平移动；通过一设于所述座架上的波段切换微电机与一将该电机的转动转换成水平直线运动的机构使所述滤光片架在所述滤光片座上左右水平移动，使所述多片滤光片中的一片定位于所述CCD传感器芯片受光窗的下方；藉所述波段切换微电机移动所述滤光片座，以实现滤光片的切换，从而使该装置具有多波段观测功能；设一电动调焦单元在所述座架上置一调焦微电机，该电机通过一将转动转换成上下运动的机构带动所述CCD电路板上下移动；藉所述调焦微电机上下移动所述C⑶电路板，以实现调整摄像装置的后焦，从而对因滤光片切换后所造成的影像焦平面的变化进行补偿。由上所述，本专利技术采用切换滤光片与电动调后焦的方法，克服了普通CCD摄像装置不具备多波段观测能力，如微光观测和雾天观测等的缺点，从而可以将普通CCD摄像装置升级为多波段CCD摄像装置。显然，本方法也适用于将普通CCD单板机升级为多波段CCD 单板机。本专利技术的一种多波段调后焦C⑶摄像装置，主要包括一块或一组多块C⑶电路板， 所述CCD电路板上设有CCD传感器芯片与对该传感器芯片所获取的光学影像数据进行数字化处理的微处理器芯片，其特征是有一个由座架为上层、滤光片座为下层的框架，所述 CCD电路板可上下移动地设于所述座架的下侧，所述CCD传感器芯片的受光窗朝下；有一个包括滤光片座部分、传动部分及其控制电路的滤光片切换单元所述滤光片座部分主要包括滤光片座、滤光片架及多片不同滤光片，所述滤光片座设在位于所述框架的底层、CCD电路板的下方，该滤光片座上设一装有多片不同滤光片的滤光片架，该滤光片架可在所述滤光片座上水平移动；其传动部分主要由波段切换微电机、齿轮-同步带-齿条机构、拨杆组成，设于所述座架上的波段切换微电机，通过所述齿轮-同步带-齿条机构带动所述拨杆在水平方向移动，并通过该拨杆使所述滤光片架在所述滤光片座上沿水平方向左右滑移，使所述多片滤光片中的一片定位于所述CCD传感器芯片受光窗的下方；从而实现滤光片的切换，使该装置具有多波段观测功能；有一个电动调焦单元主要包括调焦微电机及其控制电路、丝杆和与该丝杆相匹配的螺母，所述螺母固定在所述CCD电路板上，所述固设于座架上的调焦微电机通过所述丝杆带动所述CCD电路板在所述丝杆的轴向方向上下移动，以调整摄像装置的后焦，从而对滤光片切换后造成所成影像的焦平面的变化进行补偿。使用时，通过控制信号可以在人工干预、计算机控制或远程控制下，分别控制波段切换微电机与调焦微电机的运转，执行波段切换和调后焦指令，实现波段切换和调后焦操作。滤光片切换能根据滤光片的数量实现多个波段的切换，进行包括白天、黑夜、雾天场合的适用范围波段(如紫外、微光、近红外等波段光谱)的光学观测；调后焦控制电路能微调CCD传感器芯片的位置，以使光学镜头所成影像恰好聚焦于CCD传感器芯片上，从而对滤光片切换后造成所成影像的焦平面的变化进行补偿。本专利技术的方法与装置的有益效果是1.许多常用的摄像头具有较宽的光谱特性，即对紫外或近红外光有着很好的响应，采用本专利技术的技术方案，可以方便地、低成本地将现有的普通CXD单板机或CXD摄像头升级成多波段摄像头，大大延伸其工作能力。2.本专利技术的装置只采用了电气元器件(微型继电器、按键开关、电机、限位开关等)，不采用电子元件，完成对切换滤光片及调焦的自动控制。可靠性和性价比高，使用成本与维修成本低。且本专利技术的控制电路平时不需加电，在需切换滤光片和调焦时，才瞬间通电，既节能又可靠。附图说明图1为本专利技术的多波段调后焦CXD摄像装置的一个实施例的结构示意图。图2为图1中的多波段滤光片切换部分的结构示意图。图3为图1中的自动调焦部分的结构示意图。图4为采用本专利技术的装置将CXD单板机和CXD摄像头升级成多波段摄像头的示意图。图5为对图1中的多波段滤光片切换器和调后焦器的控制电路原理图。图6为将本专利技术应用于远程监控设备上的实例框图。 图中1调焦微电机，2同步带，3波段切换微电机，4主动齿轮，5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种将普通ＣＣＤ摄像装置升级为多波段ＣＣＤ摄像装置的方法，其特征是：对主要设有ＣＣＤ传感器芯片和对该传感器芯片所获取的光学影像数据进行数字化处理的微处理器芯片的ＣＣＤ电路板的安装方法及滤光片单元进行改造：●设一以座架为顶层的框架结构，将所述ＣＣＤ电路板可上下移动地设于该座架的下侧，并使所述ＣＣＤ电路板上的传感器芯片的受光窗朝下；●设一滤光片切换单元：将一滤光片座设为所述框架结构的底层，并使该滤光片座位于所述ＣＣＤ电路板的下方；在所述滤光片座上设一装有多片不同滤光片的滤光片架，该滤光片架可在所述滤光片座上水平移动；通过一设于所述座架上的波段切换微电机与一将该电机的转动转换成水平直线运动的机构使所述滤光片架在所述滤光片座上左右水平移动，使所述多片滤光片中的一片定位于所述ＣＣＤ传感器芯片受光窗的下方；藉所述波段切换微电机移动所述滤光片座，以实现滤光片的切换，从而使该装置具有多波段观测功能；●设一电动调焦单元：在所述座架上置一调焦微电机，该电机通过一将转动转换成上下运动的机构带动所述ＣＣＤ电路板上下移动；藉所述调焦微电机上下移动所述ＣＣＤ电路板，以实现调整摄像装置的后焦，从而对因滤光片切换后所造成的影像焦平面的变化进行补偿。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡天培，
申请(专利权)人：银河港北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]