專利名稱：礦用紅外夜視攝錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的礦用紅外夜視攝錄裝置，屬礦用光電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種在全黑或微光情況下適用于防爆的礦山或井下采用紅外光攝像、錄放像的微小型化電子裝置。
長(zhǎng)期以來，礦山或井下的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或事故現(xiàn)場(chǎng)的攝錄像技術(shù)一直是采礦或煤炭行業(yè)關(guān)注解決的課題，其難點(diǎn)在于井下的環(huán)境是黑暗的，如井下事故現(xiàn)場(chǎng)將沒有供電與照明，必須采用夜視攝錄技術(shù)；再有井下的安全問題十分重要，井下使用的設(shè)備與儀器必須是防爆安全的；還有井下或巷道很深很長(zhǎng)，所以井下使用的設(shè)備最好是體積小重量輕的，因此礦用儀器的微小型化有多方面的實(shí)際和重要意義!隨著電子元器件集成化與微小型化的不斷發(fā)展，本實(shí)用新型所述的具有礦用防爆、紅外夜視、微小型化、攝錄一體化等特點(diǎn)的比較先進(jìn)裝置得以研制和生產(chǎn)出來，這是對(duì)礦井下攝錄技術(shù)的發(fā)展和供獻(xiàn)，使礦井下攝錄生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和事故現(xiàn)場(chǎng)的工作更現(xiàn)代化、更方便。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是向社會(huì)推出具有礦用防爆、紅外夜視、微小型化、攝錄一體化等特點(diǎn)的比較先進(jìn)礦用紅外夜視攝錄裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一套礦用紅外夜視攝錄裝置，由紅外攝像部分、錄放像部分、音響部分、攝像光源部分及其電源部分并包括各部分的礦用防爆設(shè)置組裝結(jié)構(gòu)而成，其中攝像部分包括攝像的光學(xué)部分和光電子成像部分，攝像的光學(xué)部分包括全套攝像的光學(xué)鏡頭組和它們的自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈、自動(dòng)調(diào)焦距、手動(dòng)變焦距的機(jī)械和電子控制電路等，攝像的光電子成像部分包括CCD、光電轉(zhuǎn)換電路、圖像處理電路、尋像或攝像監(jiān)視器和控制電路等，錄放像部分包括與攝像部分配套的錄放像的全套設(shè)置，它們包括視頻信號(hào)輸入與輸出、圖像處理與存儲(chǔ)、數(shù)模轉(zhuǎn)換、各控制電路、錄放像的機(jī)械部件與零件等部分，音響部分包括配套的全套音響設(shè)置，如音頻信號(hào)輸入與輸出、音響與處理、拾音器與音響器等，它們的電源電路包括與各部分配套的供電與電源電路，對(duì)各部分的供電路，諸如交連電路等，電源電路如是直流或交流的電源電路，所述該裝置各部分的礦用防爆設(shè)置包括該裝置的本質(zhì)安全外殼、電源電路的雙保安電子電路、各部分電子電路的本質(zhì)安全設(shè)置、各部分的防爆交連纜線，諸如防爆安全的電源部分與攝錄放像部分的外殼，各部分的交連纜線都采用防爆纜線，并且各部分與纜線的連接結(jié)構(gòu)也加用正向正串接防爆二極管等，上述所列的技術(shù)內(nèi)容均可用已有或公知技術(shù)實(shí)現(xiàn)之，本技術(shù)方案的特點(diǎn)在于a．所述的礦用紅外夜視攝錄裝置是集攝像、錄像、放像、音響、攝像光源為一體化和微小型化的裝置，即上述的攝像、錄放像、音響、攝像光源各部分都是微小型化的，又是把上述各部分集成為一個(gè)整體化的，如用的是微小型的光學(xué)攝像系統(tǒng)(如微小型的光學(xué)鏡頭組及其帶的機(jī)械與控制部分)，電路則用的是微小型的電子元器件與集成塊；b．所述的攝像光源是微小型面陣紅外光源，這些紅外光源組成的面陣如是行列式或點(diǎn)陣式排列與組成的；攝像的光電子成像部分是以微小型的紅外CCD為主構(gòu)成的光電子成像部分，紅外CCD的光敏陣列是接收紅外光的，以它為主構(gòu)成的光電子成像部分包括光電轉(zhuǎn)換電路、時(shí)鐘電路、圖像信號(hào)處理電路等；如上所述的礦用紅外夜視攝錄裝置，詳細(xì)的技術(shù)特點(diǎn)還有a．?dāng)z像光源的面陣發(fā)光元素是微小型紅外發(fā)光管，如是微小型高亮度發(fā)光二極管等；攝像光源的面陣中留有攝像口，攝像的光學(xué)鏡頭組將對(duì)準(zhǔn)該攝像口以便成像用；b．電源電路的雙保安電路由電流和電壓自動(dòng)安全保護(hù)電路構(gòu)成，其自動(dòng)安全保護(hù)電路可以是電源電壓超壓、欠壓和電流過流情況下的自動(dòng)安全保護(hù)電路等；c．該裝置各部分電子電路的本質(zhì)安全設(shè)置包括有各電路之電路板上的絕緣涂層及各電子電路加有的硅膠灌封固化，電路板上用絕緣涂層處理，避免了聯(lián)線及元器件間的不安全，而加上硅膠灌封固化處理使整個(gè)裝置的電路部分完全與外部環(huán)境密封隔絕，保證了礦用的安全。
本實(shí)用新型的礦用紅外夜視攝錄裝置，有很多優(yōu)點(diǎn)其微小型化和一體化，體積小重量輕，又采用紅外夜視與加有防爆安全設(shè)置，這些優(yōu)點(diǎn)使它最適合于礦山或井下使用，可以說它是目前較先進(jìn)的微小型化礦用與井下的攝錄裝置。
本說明書附圖有六幅，各圖中使用了統(tǒng)一標(biāo)號(hào)。


圖1是礦用紅外夜視攝錄裝置總體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是攝像與成像部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是面陣型攝像光源結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是攝像錄放像與音響部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖5與圖6是該裝置的雙保安電源電路原理圖；在圖1中1．裝置的電源部分；2．裝置的攝像部分；3．裝置的錄放像與音響部分；在圖2中4．景物；5．?dāng)z像光線；6．?dāng)z像光源；7．?dāng)z像的光學(xué)鏡頭組；8．微小型紅外CCD；9．光電轉(zhuǎn)換電路；10．圖像處理電路；11．尋像器或攝像監(jiān)視器；在圖3之a(chǎn)與b圖中12．?dāng)z像光源6的具體面陣結(jié)構(gòu)；13．?dāng)z像光源12面陣元素--微小型紅外發(fā)光管；14．?dāng)z像或成像口區(qū)域(方或圓口)；在圖4中15．視頻信號(hào)；16．D／A轉(zhuǎn)換；17．?dāng)?shù)字圖像編碼；18．亮度／色彩變化處理；19．PAL制式轉(zhuǎn)換；20．錄／放選擇；21．模式控制；22．系統(tǒng)控制；23．D／A轉(zhuǎn)換；24．尋像或攝像監(jiān)視部分；25．音頻信號(hào)；26．信號(hào)調(diào)制；27．機(jī)械系統(tǒng)；28、29．記錄／脈沖信號(hào)放大；30．存儲(chǔ)；31．緩沖區(qū)；32．視頻輸出；33．音頻輸出；在圖5與圖6中E1-E3．電源電池組；D1-D4．二極管；K1-K3．電源開關(guān)；R1-R13．電阻；C1--C3．電容；T1-T3．三極管；Z1-Z3．可控硅；IC1．集成電路塊34、35．電源的充電端；36、37．電源的供電端；38．加設(shè)的電源防爆安全封裝外殼；39．E3的另一組雙保安電源電路，全同于本圖6中已示出的電路結(jié)構(gòu)。下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)各附圖作進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型的非限定實(shí)施例如下例一，礦用紅外夜視攝錄裝置．該例的攝錄裝置其結(jié)構(gòu)由圖1-圖4與圖6聯(lián)合示出。該例的攝錄裝置之電源電路(如圖1之1示出的)是雙保安電源電路，其原理結(jié)構(gòu)出自公有技術(shù)并在圖6中示出。圖6所示的是當(dāng)電流和電壓出現(xiàn)異常時(shí)的雙保安電源電路，其中由電阻R7、晶體管T1、可控硅Z1、三極管T2與T3、集成塊IC1等構(gòu)成過流保護(hù)電路；由電阻R13、可控硅Z2、三極管T2與T3、集成塊IC1等構(gòu)成超壓保護(hù)電路；由電阻R13、可控硅Z3、三極管T2與T3、集成塊IC1等構(gòu)成欠壓保護(hù)電路；當(dāng)電源供電出現(xiàn)過流、超壓、欠壓等情況時(shí)上述三功能的電路將相應(yīng)地發(fā)揮作用動(dòng)作，起到保安作用，圖6中下部39示意該電源E3的另一組雙保安電源電路，全同于本圖6中示出的也即以上所述的電路結(jié)構(gòu)，這兩路雙保安電源電路一路供給攝像光源使用，另一路供給攝錄放部分使用。圖6中之38虛線所圍示意為加設(shè)的電源防爆安全封裝外殼；該裝置攝錄放等各部分電子電路也加有防爆安全封裝外殼，且各部分電子電路另加設(shè)的本質(zhì)安全設(shè)置包括有各電路之電路板上的絕緣涂層及各電子電路加有的硅膠灌封固化，電路板上用絕緣涂層處理，避免了聯(lián)線及元器件間的不安全，而加上硅膠灌封固化處理使整個(gè)裝置的電路部分完全與外部環(huán)境密封隔絕，保證了礦用的安全。該例裝置的攝像部分(如圖1之2所示的)其大部分在圖2中示出，如圖2之6是攝像光源，這部分示在圖3之a(chǎn)與b圖中，其中13為攝像光源6的面陣元素--微小型紅外發(fā)光管，如是高亮度發(fā)光二極管；14為光源面陣中留出的攝像或成像口區(qū)域，有的呈方形(如圖3之b)或矩形，也可為圓形(如圖3之a(chǎn))或橢圓形等等；圖2之7是攝像的光學(xué)鏡頭組，這部分包括全套攝像的光學(xué)鏡頭組和它們的自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈、自動(dòng)調(diào)焦距、手動(dòng)變焦距的機(jī)械和電子控制電路等；攝像的光電子成像部分包括圖2之8微小型紅外CCD；光電轉(zhuǎn)換電路9；圖像處理電路10(圖4之16-19與30等)，自然也包括視頻圖像信號(hào)的輸出入-圖4之15與32，圖像處理17-19和存儲(chǔ)30以及圖2之11尋像或攝像監(jiān)視器(圖4之24)等，有關(guān)的控制電路如圖4之22系統(tǒng)控制、27機(jī)械系統(tǒng)等；該例的錄放像部分包括與攝像部分配套的錄放像的全套設(shè)置，這部分也在圖4中示出，它們包括圖4中的視頻信號(hào)輸入15與輸出32、圖像處理17-19與存儲(chǔ)30、數(shù)模轉(zhuǎn)換16(D／A轉(zhuǎn)換)，錄放像的各控制電路有錄／放選擇20、模式控制21、系統(tǒng)控制22、D／A轉(zhuǎn)換23、記錄／脈沖信號(hào)放大29以及機(jī)械部件與零件等--機(jī)械系統(tǒng)27，音響部分包括配套的全套音響設(shè)置，如圖4之音頻信號(hào)輸入25與輸出33、音響與處理26-28、拾音器麥克風(fēng)與音響器喇叭等，該例上述之?dāng)z錄裝置的各部分所有的電子及機(jī)械的元器件、零部件都是微小型化的如用的是微小型的光學(xué)攝像系統(tǒng)，包括全套攝像的光學(xué)鏡頭組和它們的自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈、自動(dòng)調(diào)焦距、手動(dòng)變焦距的機(jī)械都是微小型化的零部件，而電子控制電路用的是微小型的電子元器件與集成塊，即上述的攝像、錄放像、音響、攝像光源各部分都是微小型化的，又是把上述各部分集成為一個(gè)整體化的，是集攝像、錄像、放像、音響、攝像光源為一體化和微小型化的礦用紅外夜視攝錄裝置，如我們已試制的非限定樣機(jī)之一-整個(gè)裝置總重量?jī)H6．5公斤。用在井下數(shù)千米深遠(yuǎn)巷道里，使用的儀器體積小又重量輕的意義是很不尋常的!此外，整個(gè)裝置也可由電源部分和攝錄放像部分兩體組成，兩者間可由防爆電纜線交連。
例二．礦用紅外夜視攝錄裝置。
該例的攝錄裝置其結(jié)構(gòu)由圖1-圖5聯(lián)合示出。該例的攝錄裝置的各部分所有的電子及機(jī)械的元器件、零部件都是微型化的，如用的是微型的光學(xué)攝像系統(tǒng)，包括全套攝像的光學(xué)鏡頭組和它們的自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈、自動(dòng)調(diào)焦距、手動(dòng)變焦距的機(jī)械都是微型化的零部件，紅外CCD也是微型化的，而電子控制電路用的是微型的電子元器件與集成塊，即上述的攝像、錄放像、音響、攝像光源各部分都是微型化的。圖5所示的電源電路也是雙保安電路，它由限流電路(圖5之a(chǎn)圖)和電壓安全保護(hù)電路(圖5之b圖)構(gòu)成，其限流電路以限流電阻R1為主構(gòu)成，它是攝像光源的電源電路，其電壓安全保護(hù)電路是電源電壓分壓安全保護(hù)電路，它由R2-R4共同構(gòu)成，是攝錄放等各電路的電源電路，在出現(xiàn)超壓與欠壓和電流過流情況下能起自動(dòng)安全保護(hù)作用，整個(gè)裝置可由電源部分和攝錄放像部分兩體組成，兩者間可由防爆電纜交連，其余未述的全同于例一中所述的，不多重述。
例三，礦用紅外夜視攝錄裝置。
該例的攝錄裝置結(jié)構(gòu)由圖1-圖6聯(lián)合示出，其電源電路可采用圖5或圖6所示結(jié)構(gòu)，整個(gè)裝置可以是整體或分兩體組合成的。其余未述的全同于例一與例二中所述的，不再多述。
權(quán)利要求1．一套礦用紅外夜視攝錄裝置，由紅外攝像部分、錄放像部分、音響部分、攝像光源部分及其電源部分并包括各部分的礦用防爆設(shè)置組裝結(jié)構(gòu)而成，其中攝像部分包括攝像的光學(xué)部分和光電子成像部分，錄放像部分包括與攝像部分配套的錄放像的全套設(shè)置，音響部分包括配套的全套音響設(shè)置，它們的電源電路包括與各部分配套的供電與電源電路，該裝置各部分的礦用防爆設(shè)置包括該裝置的本質(zhì)安全外殼、電源電路的雙保安電子電路、各部分電子電路的本質(zhì)安全設(shè)置、各部分的防爆交連纜線特征在于a．所述的礦用紅外夜視攝錄裝置是集攝像、錄像、放像、音響、攝像光源為一體化和微小型化的裝置；b．所述的攝像光源是微小型面陣紅外光源；攝像的光電子成像部分是以微小型的紅外CCD為主構(gòu)成的光電子成像部分。
2．如權(quán)利要求1所述的礦用紅外夜視攝錄裝置，特征在于a．?dāng)z像光源的面陣發(fā)光元素是微小型紅外發(fā)光管；攝像光源的面陣中留有攝像口；b．電源電路的雙保安電路由電流和電壓的自動(dòng)安全保護(hù)電路構(gòu)成；c．該裝置各部分電子電路的本質(zhì)安全設(shè)置包括有各電路之電路板上的絕緣涂層及各電子電路加有的硅膠灌封固化。
專利摘要本實(shí)用新型的礦用紅外夜視攝錄裝置,屬礦用光電子技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及的是一種在夜視情況下適用于防爆的礦山或井下用紅外光攝像、錄放像的電子裝置,它由紅外夜視攝像部分、錄放像部分、音響部分、攝像光源部分及其電源部分并包括各部分的礦用防爆設(shè)置組裝結(jié)構(gòu)而成,是集攝像、錄像、放像、音響、攝像光源為一體化和微小型化的裝置,利用紅外技術(shù)在全黑或微光下工作,體積小重量輕,是目前較先進(jìn)又最適合于礦山或井下使用的攝錄裝置。
文檔編號(hào)H04N5/33GK2415562SQ0020268
公開日2001年1月17日 申請(qǐng)日期2000年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者周國(guó)起, 吳浩 申請(qǐng)人:周國(guó)起