該技術屬于紅外顯像領域，具體涉及一種隨機掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置。

背景技術：

紅外陰極射線顯像裝置(IR-CRT)是一種紅外輻射場景產(chǎn)生器，它可將計算機產(chǎn)生的圖像信號轉換為真實的紅外輻射，為紅外成像(或探測)裝置的測試提供紅外輻射場景，常在紅外目標模擬器中承擔紅外輻射源的功能。

介紹紅外陰極射線顯像管相關情況的文獻有《紅外與激光工程》雜志2008年第37卷增刊文章《IR-CRT與微鏡型紅外場景產(chǎn)生器應用特性分析》以及2006年第35卷增刊文章《動態(tài)紅外圖像生成技術綜述》。其工作原理與可見光陰極射線管(CRT)類似，均是利用電子束轟擊熒光材料發(fā)光產(chǎn)生圖像，不同的是紅外陰極射線顯像管采用了特別的熒光材料，可產(chǎn)生紅外圖像。通過偏轉部件控制電子束不斷從左到右、從上到下逐行逐點地掃描到屏上，可完成一幅完整圖像的生成。這種逐行逐點地掃描的方式叫光柵掃描。由于掃描點多，光柵掃描方式限制了紅外陰極射線顯像管顯像的幀頻，很難實現(xiàn)100Hz以上的顯示幀頻。此外，光柵掃描時間固定，圖像顯示幀頻難以調整，限制了其適用范圍。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種隨機掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置，當圖像中亮點數(shù)較少時，可顯著提高圖像的幀頻，圖像顯示幀頻可高達200Hz以上。

本實用新型的技術方案是：一種隨機掃描成像的紅外陰極射線顯像裝置，包括電子槍、磁偏轉控制裝置、紅外靶板和紅外熱像儀；電子槍產(chǎn)生聚焦電子束，由磁偏轉控制裝置接收待顯示的圖像信息，并控制電子束進行掃描轟擊紅外靶板的指定位置，并由紅外熱像儀采集，完成紅外顯像。

還包括安裝在紅外靶板上的冷卻裝置。

所述控制電子束進行掃描的掃描方式為隨機掃描，即電子束只掃描亮像素對應的位置；圖像顯示的幀頻為完成一幅圖像掃描顯示的時間的倒數(shù)。

紅外靶板上涂有紅外熒光材料。

還包括紅外窗口，位于紅外靶板的輸出端后。

還包括外殼，所述顯像裝置的部件均放置于外殼內，并進行抽真空處理。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：通過改進電子束掃描成像的方法，即將現(xiàn)有的光柵掃描方式改進為隨機掃描，達到減少掃描時間，提高顯示幀頻的目的。具體優(yōu)點有：

1)本實用新型使用隨機掃描方式，由于減少了掃描點，可提高圖像的刷新幀頻。需要掃描點越少，幀頻可以提高越高。當圖像中亮點數(shù)比例小于50％時，幀頻可提高一倍。

2)由于圖像掃描點數(shù)不是固定值，圖像的幀頻可以根據(jù)需要調節(jié)，可適用于不同幀頻的紅外成像裝置，降低了圖像匹配的難度，提高了使用的靈活性。

3)由于圖像的中心位置由掃描路徑?jīng)Q定，而本實用新型的隨機掃描方式具有路徑不固定的特點，因此具有圖像顯示的中心位置可以在一定范圍內調整的功能。這樣可以補償因結構偏差和安裝誤差引起的圖像中心偏移問題，避免使用其他調整機構。

附圖說明

圖1為紅外陰極射線顯像管結構示意圖；

圖2為隨機掃描與光柵掃描方式對比圖。

具體實施方式

本實用新型紅外陰極射線顯像管主要包括五個部件：電子槍1、紅外靶板3、紅外窗口4、外殼6、冷卻裝置7、磁偏轉控制裝置8和紅外熱像儀9，內部為真空狀態(tài)。電子槍1產(chǎn)生聚焦電子束2轟擊紅外靶板3，輸出的紅外輻射圖像5必需透過紅外窗口4往外輻射。外殼6有結構支撐、真空保持、內導電的作用。紅外輻射圖像5對紅外靶板3的溫度穩(wěn)定性和均勻性要求較高，需要冷卻裝置7降低紅外靶板3的溫度并保持溫度溫度，以抑制雜散紅外輻射、減低圖像本地輻射、提高圖像質量。

聚焦電子束2的強度控制輸出的紅外輻射圖像5中像素點的灰度。聚焦電子束2通過磁偏轉控制裝置8控制電子轟擊紅外靶板3的指定位置，完成紅外顯像；紅外靶板3上涂有紅外熒光材料，電子轟擊后會發(fā)射紅外光，產(chǎn)生的紅外光有一定的余暉時間，在熒光材料余暉時間內電子掃描轟擊其他位置形成一幅完整的紅外圖像，該圖像由紅外熱像儀9觀測到。聚焦電子束2的強度由輸入的圖像信號亮點灰度大小決定，聚焦電子束2的偏轉大小由輸入的圖像信號中亮度坐標位置決定，這樣完成了由輸入的計算機圖像信號到真實紅外輻射圖像的對應轉換。

圖像顯示的幀頻為完成所有像素點掃描的時間的倒數(shù)，掃描時間越短，圖像幀頻越高。掃描時間主要包括電子束轟擊時間和掃描移動時間。掃描移動過程中，為避免把移動軌跡顯示出來，電子束需要做消影處理，把電子束強度調整為0。

隨機掃描與光柵掃描方式對比圖如圖2所示。圖2(a)為待顯示的計算機圖像，可以看到圖中有亮像素和暗像素兩種。對于光柵掃描，如圖2(b)所示，電子束將由左向右，由上到下依次掃過靶板面所有像素位置，掃描完成后指向左上方的初始位置，因此需要掃描的像素數(shù)固定，在每個像素位置進行轟擊成像的時間也固定，即使該像素為暗像素，即灰度為0，電子束依然在該位置停留相應的轟擊時間，只是把電子束強度調整為0。對于隨機掃描，電子束只掃描亮像素對應的位置，亮像素個數(shù)越少，需要掃描的位置就越少，電子轟擊的時間也相應縮短。圖像顯示幀頻可以根據(jù)顯示圖像內容情況調整，以適應不同幀頻的紅外探測器，實現(xiàn)圖像匹配。

假設采用光柵掃描方式完成單幅圖像顯示的時間為t，對應的圖像顯示頻率為f₀，f₀＝1/t。為避免隨機掃描圖像顯示幀頻持續(xù)變化，可以將圖像幀頻設為幾種常用狀態(tài)，比如2f₀和4f₀。當圖像信號中亮像素的數(shù)量占總像素的比例小于二分之一大于四分之一時，使用幀頻為2f₀的狀態(tài)，掃描完成所有亮像素后回到初始位置(圖2(c)中左上角)需等待時間到t/2才開始下幅圖像的掃描；當圖像信號中亮像素的數(shù)量占總像素的比例小于四分之一時，使用幀頻為4f₀的狀態(tài)，完成單幅圖的掃描后等待時間到t/4才開始下幅圖像的掃描。

本實用新型說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。