CN1085377A - 微机控制矿用红外光纤工业电视 - Google Patents

Abstract

本发明的微机控制矿用红外光纤工业电视属计 算机技术与光电子技术领域，它由井上部分(控制台、 室)的微机监控系统、发射机、接收机、音像部件和电 源及井下部分(作业现场)的红外或微光摄像机(由 CCD摄像)及其光学镜头组、红外摄像光源和它们 的微机调控系统、发射机、接收机、摄像光源的保护电 路、音响部件和电源，井下部分的防爆本安型设置，井 上和井下信息的双道光纤传输缆线组装而成，它集计 算机、红外、CCD、光纤、防爆、电视等高技术于一体， 代表着该领域当今世界的技术方向和水平。

Description

本发明的微机控制矿用红外光纤工业电视属矿用光电子技术和计算机技术领域，具体涉及到计算机、红外、光纤、防爆、电视等技术内容。

工业电视目前普遍地发展起来，但是在矿上、井下建立工业电视系统，绝非易事。首先得解决夜视与微光环境下的难题，还得解决矿用防爆问题，最后是地面和井下如何连接、控制和传输信息。解决这些问题将会给煤矿的现代化、自动化和安全生产带来巨大的经济效益和社会效益，也将是煤炭生产技术的发展趋向。这种趋向正是当前各国竟相投入科技力量进行研究和解决的课题。本发明的目的是较早地把微机控制矿用红外光纤工业电视提供给社会。它是集微机控制技术、红外和微光夜视技术、CCD固体摄象技术、光纤通讯技术、防爆隔爆技术等高新技术于一体的综合技术产品，代表着该领域当今世界的技术水平和方向。

本发明的微机控制矿用红外光纤工业电视技术方案是：该微机控制的矿用红外光纤工业电视，由井上（控制台、室）和井下（作业现场）两部分组成，井上（控制台、室）部分包括：微机监控系统、发射机、接收机、音像部件和电源，井下（作业现场）部分包括：摄像机及光学镜头组、摄像光源及它们的微机调控系统、发射机、接收机、摄像光源的保护电路、音响部件、电源，井上与井下信息的传输缆线，防爆设置，其技术特点有：a.所述的井上微机监控系统由微机（包括它内部设置的和外部扩展的软硬件）及其辅助电路组成，该微机监控系统通过键盘的功能键输入控制指令应用它的软件程序和各功能硬件（包括各功能存储器）的联合操作，输出调控摄像机及其光学镜头组、摄像光源的启停和工作状况的信息至井上发射机并输出井上和输入井下的通讯信息。b.所述的井上部分的发射机和井下部分的接收机组成一套对应的信息发射-接收机构，该机构的发射机把井上对井下的传输信息经过电-光转换而发射，该机构的接收机把井上对井下的传输信息经光-电转换而接收，所述的井下发射机和井上接收机组成一套对应的信息发射-接收机构，该机构的发射机把井下对井上的传输信息经电-光转换而发射，该机构的接收机把井下对井上的传输信息经光-电转换而接收;c.所述的摄像机是红外或微光摄像机，红外摄像机的摄像头由红外CCD为主构成，微光摄像机的摄像头由微光下工作的摄像管为主构成;d.所述的摄像机的光学镜头组由摄像机镜筒及其内安装的目镜、物镜、光圈、光栅和它们的调变机构组装而成，这些调变机构由微机调控系统电子调变;e.所述的摄像机的摄像光源是电致发光的红外点阵光源，它的供电源是隔爆兼本质安全型的并带有保护电路;f.所述的井下摄像系统的微机调控系统由微机（包括它内部设置的和外部扩展的软硬件）及其辅助电子电路组成，该微机调控系统从井下接收机输入调控信息，应用它的软件程序和各可功能硬件（包括各功能存储器）的联合操作，输出数字信息，分别调变并统筹控制摄像机及其光学镜头组、摄像光源的启停及工作状况并输入井上和输出井下的通讯信息;g.所述的井上和井下信息的传输缆线是传输光信息的光纤传输缆线，其中一条连接在井上发射机和井下接收机之间，另一条连接在井下发射机和井上接收机之间;h.所述的井上音像部件是扬声器、送话器及图像显示器，扬声器和图像显示器联接在井上接收机上，显示井下摄像机摄制的音像;送话器连接在井上发射机上，向井下传送音响信息。所述的井下音响部件一个是扬声器，连接在井下接收机上输出井上的音响信息，另一个是送话器，连接在井下发射机上，向井上传送音响信息;i、所述的电源是开关电源且分两路，一路供电给摄像光源，另一路供电给该工业电视系统各功能电路;j、所述的该微机控制矿用红外光纤工业电视的井下部分是防爆兼本安型的。

如上所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，详细的技术特点还有：a、所述的井上微机监控系统由单片微机和它内部设置的和外部扩展的软硬件-全部编程软件、数据处理电路、运算电路（包括CPU）、编码电路、译码电路、复位电路、接口电路、时钟电路、存储电路、内存和外扩的存储器：RAM，ROM，串行、并行与数字信息输入输出端功能连接组成;b、所述的井上和井下的发射机均由信息输入电路、电-光转换电路、光输出电路、光纤接口顺次功能连接组成;所述的井上和井下的接收机均由光纤接口、光输入电路、光-电转换电路、电信息输出电路顺次功能连接组成;c、所述的摄像机的摄像头由面阵红外摄像CCD或微光下工作的摄像管构成;d、所述的摄像机系统的电子调变机构由微机调控系统输出控制调变信号，控制继电器组件、部件，驱动电机和传动齿轮调变摄像机光学镜头组聚焦、变焦并操纵电磁线圈调变光圈开合;e、所述摄像机的红外点阵光源是若干块行列状点阵红外光源组成的面阵光源;f、所述井下摄像系统的微机调控系统由它内部设置的和外部扩展的软硬件-全部编程软件、数据处理电路、运算电路（包括CPU）、编码电路、译码电路、复位电路、接口电路、时钟电路、存储电路、内存和外扩的存储器：RAM，ROM，串行、并行、数字信息的输入、输出端功能连接组成;g、所述的井上和井下使用的光纤信息传输缆线是传输数字信息、视频信息和音频信息的光纤缆线，其中一条光纤缆线两端分别连接在井上发射机和井下接收机光纤接口上，另一条光纤缆线的两端分别连接在井下发射机和井上接收机的光纤接口上;h、所述的摄像红外光源供电源的保护电路有过载（过流）、超压、欠压保护电路组成。

如上所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，更详细的技术内容还有：a、所述的井上微机监控系统和井下摄像系统的微机调控系统各自的编程软件均使用汇编语言编程，程序分主程序和各子程序，它们分别为模块式结构，以宏汇编子程序存储在内部设置的和外部扩展的电可擦只读存储器中;b、所述的井上和井下发射机的电-光转换电路由线性电致发光器件为主构成;光输出电路由光调制器为主构成;c、所述的井上和井下接收机的光输入电路由光检测器为主构成，光-电转换电路由前置放大电路、主放大电路、均衡电路、滤波电路顺序功能连接组成;d、所述摄像机的摄像电路由面阵红外传感器或面阵微光传感器、像素振荡电路、波形发生电路、同步电路，水平与垂直驱动电路、面阵CCD、采样保持电路、信道混合电路、压控衰减电路、校正放大电路、同步加法电路、输出驱动电路与视频输出端功能连接组成;e、所述的红外摄像光源有四组八块行列状面阵光源构成，每组一块共四块均为i行×j列的行列状点阵光源，它们每相邻的两块以中间线成轴对称排布，另每组一块共四块均为m行×n列的行列状点阵光源，它们每相邻的两块以中间线成轴对称排布，且它们均排布在四块i行×j列点阵光源邻接的外围;f、所述的摄像机的光学镜头组的调变机构是由数字信号控制电机带动传动齿轮传动的机构及电磁线圈驱动的光圈开合的机构。

如上所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，更详细的技术内容还有：a、所述的线性电致发光元器件是随驱动发光的电流、电压线性变化的发光二极管，该发光二极管及其输出构成了光调制器;b、所述的光检测器由线性变化的光电管为主构成，该光电管及其输出构成了光-电转换电路的前置级;c、所述的面阵红外传感器或面阵微光传感器的点阵元素与面阵CCD的点阵元素一一对应;d、所述的井上微机监控系统的软件各子程序和井下微机调控系统的软件的各子程序是采集、编码、存储、输出、接收、译码、控制、执行、复位;e、所述的红外摄像点阵光源每个点阵元素可以是红外微珠灯泡或红外发光二极管;f、所述的井上微机和井下微机可以是同一台微机，而分别监控井上和调控井下须完成的功能。

如上所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，更仔细的技术内容还有：根据需要可以删除井下部分的隔爆、防爆和本质安全设置。

上述微机控制矿用红外光纤工业电视的优点是：1、红外或微光摄像机适用井下环境，且图像清晰真切;2、光学纤维作信息传输，安全可靠，失真度小，传输距离远;3、供电源和摄像光源均有保护电路，增加了矿用安全性;4、该工业电视的井下部分是隔爆兼本安型的，符合矿用标准;5、该工业电视集微光或红外、光纤和微机控制等高技术为一体，是井下工业电视最先进的。

本发明的附图有8幅。图1、微机控制矿用红外光纤工业电视总方框图;其中虚线以上为井上部分，以下为井下部分。图2、电源电路的方框图。图3、为图2之电源电路原理图。图4、井上监控微机的方框图。图5、井上或井下接收机的光-电转换电路图。图6、摄像机的CCD摄像电路图。图7、红外面阵摄像光源图。图8、红外摄像光源的保护电路图。下面结合实施例对附图作进一步说明，在上述图中使用了统一标号，即同一物件在各图中标号一样。

下面是本发明的非限定实施例：

例一：本例的微机控制矿用红外光纤工业电视，总体结构由图1示出。图中：1、井上监控微机，它可以是单片机，4位、8位、12位、16位的，如8031单片机，组成最小系统并带有辅助电路，如抗干扰电路、滤波电路、开关电路、门控电路等等，该系统包括内部设置的和外部扩展的各软硬件。该微机监控系统通过它的键盘的功能键输入控制指令，应用它的全部软件程序和各功能硬件（包括各功能存储器）的联合操作，输出调控摄像机及光学镜头组、摄像光源的启止和工作状况信息至井上发射机以及输出井上和输入井下的通讯信息，此井上监控微机的方框结构如图四所示。图中64为单片微机，例如是8031，它包括数据处理、运算等功能电路，可以是4位、8位、16位微机，与它连接的外围电路和辅助电路是时钟电路63，65为地址锁存电路，66是译码电路，67是存储电路，ROM容量为4K、8K、12K……。68是读写控制电路，69编码电路，70串行输出，71串行输入，72数字信息输入口，73串行接口，74复位输入。此外该微机监控系统的全部软件由汇编语言编程，程序分主程序和各子程序，它们分别以模块式用宏汇编子程序存储在内部设置的或外部扩展的电可擦只读存储器中。该微机监控系统的软件各子程序是采集、编码、存储、输出、接收、译码、控制、执行、复位等。图1之2为井上监控微机与井上发射机3的信息传输总缆线，4为井上接收机，10是井下接收机，11是井下发射机。看得出：井上发射机3与井下接收机10为一套对应的信息发射-接收机构，该机构的发射机3把井上对井下的传输信息经过电-光转换，便发送给井下接收机10，井下接收机10把井上对井下的传输信息经过光-电转换后接收。井下发射机11和井上接收机4为一套对应的信息发射-接收机构，该机构的发射机11把井下对井上的传输信息经过电-光转换而发射，该机构的接收机4把井下对井上的传输信息经光-电转换而接收。井上的发射机3和井下的发射机11均由电信息输入电路、电-光转换电路、光输出电路、光纤接口顺次功能连接组成。其中光-电转换电路由线性电致发光元器件为主构成，光输出电路由光调制器为主构成，线性发光的元器件是随驱动发光的电流、电压线性变化的发光二极管，该发光二极管及其输出构成了光调制器;井上接收机4和井下接收机10均由光纤接口、光输入电路、光-电转换电路、电信息输出电路顺次功能连接组成。这些电路示在图5中。图中75为光输入端，76为光输入电路之光检测器和光-电转换电路，井上和井下的接收机的光输入电路由光检测器为主构成，光-电转换电路由前置放大电路、主放大电路、均衡电路、滤波电路顺次功能连接而成，其中光检测器由线性变化的光电管为主构成，该光电管及其输出完成了光电转换。77为前置放大电路，78为主放大电路，79均衡电路，80滤波电路，81为电信息输出。77-80均可划为电信息放大电路，其中光检测器76是高灵敏度的光电二极管，如pin33的二极管。显然图1中的5是井上工业电视的显示器，6是井上扬声器或喇叭，它们连接在接收机4的输出上，传送井下的音像信息。7是送话器，传送井上的信息至井下，它连接在发射机3的输入上。而19是井下的扬声器或喇叭，它连接在接收机10上。20是井下的送话器，连接在发射机11上，传送井下至井上的音响信息。显然，井上的监控系统1-井上送话器7属井上部分，其中21是井上部分的供电源。而井下的接收机10-井下送话器20构成了该工业电视的井下部分，其中22为井下部分的供电源，如供127伏的电压。该工业电视的电源电路是18a和18b，其中18a是开关电源，18b为开关电源的可调控部分。图2示出它们的方框图。其中22为输入端，供电压如为127伏，23变直流，24反馈电路，反馈脉冲，25为自激振荡电路，26为变压器的高频输出，27是滤波电路，28为保护电路，是24-27部分的保护电路，例如对超压、过流等的保护电路，它们构成了18a部分。另一路18b是调控的开关电源电路部分，其中30是自激振荡电路，29为脉冲反馈电路，31为控制开关元件，32为变压器高频输出，33为滤波电路，34为此电路29-33的超压、过流等的保护电路，35为控制信号输入端。图2所示的开关电路的电路原理图，其具体结构示在图3中。图3中从35两端输入110v，36为熔断器，37为桥式整流，38为滤波电容，39为三端稳压器，由41与42为主构成了自激振荡电路，43为一个变压器，作高频输出，一路输出+5v的电源电路是：56、57为直流输出二极管，滤波电容器58、59及一些电阻构成了稳压电路和取样电路，从（地）+5v间输出+5伏供电。另一路输出为+14v电源电路是：60、61为直流输出二极管。62为三端稳压器，这一路可供+12v和+14v电压。44、45为直流输出二极管，它们和调控器48构成了脉冲反馈电路，48是一块集成电路块，如CA3524E。该电路通过a、b两端对应着变压器40的a、b两端，加调制反馈信号。另一路调控的开关电路是：通过50、51两个三极管为主作自激振荡电路，产生高频开关信号，经过变压器49，53、54为直流输出二极管，它们与调控集成电路块55以及电阻电容构成了另一组供电源。例如输出+18v电源。集成电路块如是CA3524E，其中FG端接变压器52的一组绕组FG两端对应连接作脉冲反馈电路，同样通过变压器43的一组绕组连接直流输出二极管46、47，这组的DE端也分别对应连接到集成电路块55的DE两端，是取样调制电路。图1中之12、13为井下摄像系统的微机调控系统，摄像系统包括摄像机14及其光学镜头组15，摄像光源17和防爆、隔爆保护电源16。其中摄像机14是红外或微光摄像机，红外摄像机的摄像头由红外CCD及其辅助电路组成，微光摄像头由微光下工作的摄像管及其辅助电子电路组成，其中摄像头是面阵红外摄像CCD或微光下工作的摄像管。上述摄像电路结构框图示于图6中。图中，面阵红外传感器（或微光传感器）82，像素振荡电路84，同步电路83，波形发生电路85，垂直驱动电路86，水平驱动电路87，面阵CCD88，采样保持及黑色补偿电路89，信道混合电路90，传输缆线91，压控衰减电路92，手动增益93，光圈控制94，校正放大电路95，同步加法电路96，输出驱动电路97，视频输出98、99。还要指出，红外传感器面阵元素（或微光传感器面阵元素）与CCD的面阵元素一一对应。上述的摄像机光学镜头组15由摄像镜筒及其内安装的目镜、物镜、光圈、光栅和它们的调变结构组装而成，该调变机构有微机调变系统调变。这个电子调变机构是由微机调控系统输出控制调变信号，控制继电器组件、部件，驱动电机传动齿轮调变摄像机光学镜头组聚焦、变焦并操纵电磁线圈调变光圈开合，该摄像机光学镜头组的调变机构是由数字信号控制电机带动齿轮传动光学镜头组变焦、聚焦的机构和电磁线圈驱动光圈开合的机构。如是齿轮传动光学镜头移动完成聚焦、变焦操作。再如电磁线圈用磁力驱动机械光圈开合等。上述的摄像光源17是电致发光的红外点阵光源，是由若干块行列状点阵红外光源组成的面阵光源。该摄像机红外光源由四组八块行列状面阵光源组成，具体结构框图示在图7中。其中每组一块共四块均为i行×j列点阵光源100-103，它们每相邻的两块以中轴线对称排布，还有每组一块共四块均为m行×n列点阵光源104-107，它们每相邻的两块也以中轴线对称排布，且它们排布在四块i行×j列点阵光源100-103邻接的外围。该摄像机的红外点阵光源每个元素可以是红外微珠灯泡或红外发光二极管。上述摄像光源的供电部分是防爆、隔爆兼本质安全型的，并带有保护电路。这些保护电路主要是对电源电路的过载（过流）、超压、欠压等的保护电路。该保护电路示于图8中。图中电源是电池或蓄电池108。其中电位器120、三极管109、可控硅110、三极管111与112、开关集成块113构成了过载（过流）保护电路，由电位器116、可控硅117、三极管111与112、开关集成块113构成了超压保护电路。由电位器116、可控硅119、三极管111与112、开关集成块113构成了欠压保护电路。故图8的保护电路具有过载（过流）、超压、欠压下的保护功能。上述摄像系统的微机调控系统12由微机（包括它内部设置的和外部扩展的软硬件）及其辅助电路组成，该微机的调控系统从井下接收机输入调控信息，应用它的软件程序和各功能硬件（包括各功能存储器）的联合操作，输出数字信息，分别调变并统筹控制摄像机及其光学镜头组与摄像光源的启止和工作状况。所谓分别调变是分别对摄像机及其光学镜头组与摄像光源进行调变，统筹控制包括摄像系统的整体动作，如须控制摄像机移动、转动、摄像头的全方位立体角中的仰俯、转动。控制光学镜头组的聚焦、变焦及光圈的开合，控制摄像光源的开、止、光照强弱等等。上述这些控制要同步、协调、统筹的同时或分步又分别在统一控制操纵下进行。该井下微机调控系统的微机是单片微机，如是4位、8位、12位、16位微机和它们内部设置的和外部扩展的软硬件-全部编程软件，数据处理电路、运算电路（包括CPU）、编码电路、译码电路、复位电路、接口电路、时钟电路、存储电路、内存或外扩的存储器：RAM、ROM、串行、并行与数字信息的输入输出端，以及辅助电路功能连接组成，辅助电路有：抗干扰电路、滤波电路、选通电路、开关电路、门控电路等等，不一一列举了。该微机调控系统的软件用汇编语言编程，程序分主程序和各子程序，它们分别为模块式结构，以宏汇编子程序存储在内部设置的和外部扩展的电可擦只读存储器中。该微机调控系统的软件各子程序有：采集、编码、存储、输出、接收、译码、控制、执行、复位等等。图1之13是摄像机系统的电子调变机构，它由继电器组件、部件、电动机、传动齿轮、电磁线圈等组成。该机构靠井下微机调控系统输给控制调变信号，控制继电器组件、部件，驱动电机和传动齿轮调变摄像机光学镜头组变焦、聚焦并操纵电磁线圈调变光圈开合。其中摄像机的光学镜头组的调变机构是由数字信息控制电机带动齿轮传动光学镜头组聚焦、变焦的机构和电磁线圈驱动光圈开合的机构。该工业电视的井上部分和井下部分的信息交换由图1之光纤缆线8与9完成，由光导纤维制成的光信息传输缆线8与9，一条连接在井上发射机3的光纤接口与井下接收机10的光纤接口上，由井上向井下传输监控、调控、通讯（对讲）的高频、数字与音响信息，另一条光纤缆线连接在井下发射机11的光纤接口与井上接收机4的光纤接口上。由井下向井上传输摄制的音像、通讯等视频、音频、数字信息。

该工业电视的井下部分还是防爆、隔爆兼本安型的，适用于井下使用，故其壳体、电路、保护电路等均须符合矿井下防爆、隔爆、本质安全的有关标准要求。

下面简述该工业电视的工作过程如下：

假定该工业电视已安装调试完毕待运行。首先给井上和井下部分供电，该工业电视各部分1-120均按各部分所需电压、电流打开开关供电处于待工作状态。首先井上微机监控系统通过键盘有关功能键，向微机监控系统输入监控指令，该监控系统通过它的软硬件及其辅助电路63-74联合操作把对井下摄像机系统（摄像机及其光学镜头组与摄像光源）的调控指令与通讯（对讲）信息经过传输缆线2，通过井上发射机3向井下发射，这些信息经过发射机3的电信号输入、电-光转换电路、光输出电路及光纤接口，由一条光导纤维8向井下接收机传输信息。经过光纤8传输，在井下接收机10的光纤接口，进行光输入，经过光检测器、光-电转换电路、电信息放大电路75-81，将井上信息输给井下微机调控系统（图1之12），经过该微机的软硬件及辅助电路联合操作，把调控和调变摄像机、摄像CCD及其辅助电路82-99启止和工作，如使摄像机移动、转动、仰俯等以及光学镜头组聚焦、变焦、光圈开合，摄像光源的启止等工作的数字信号，变为调变控制信号，控制继电器组件、部件，进而驱动电机带动传动齿轮等使光学镜头组聚焦、变焦和电磁控制光圈开合以及摄像光源随摄像机的同步或跟随移动。当这些调控好时，摄像机开始摄像，摄像的音像由摄像机的98或99（一路用来井下监视音像效果），一路输送至井下发射机11，通过该发射机11各电路：电-光转换电路、光输出电路，经光纤接口从一路光导纤维缆线9传输到井上接收机4上，该接收机经过光纤接口、光输入电路、光-电转换电路、电输入放大（如图5之75-81），在井上作音像显示。通过井上监控系统之微机的监控，在中途可以加入指令调控井下摄像机系统综合、全面、协调地工作，届时井上与井下对话可通过井上送话器7与井下送话器20和井上和井下的喇叭6和19，相互交谈和指挥。假定电源有高压、欠压或过载（过流）现象时，开关电源电路的保护电路及摄像光源的保护电路108-120始终监视工作。超压时通过116取出信号控制可控硅117、开关三极管111与112及开关集成块113动作，达到安全保护。如是欠压，从116取出信号控制可控硅119、三极管111与112、开关集成块113动作，达到安全保护之目的。过载（过流）时，通过120、三极管109、可控硅110、三极管111与112、开关集成块113动作，达到安全保护作用。等到该工业电视摄像完成时，关断各电路工作电源，再关掉井上与井下各电源电路，该工业电视工作过程完。

例二：该例的微机控制矿用红外光纤工业电视与例一不同的是：1、该例的摄像机的摄像头在微光下工作，被动地依靠所摄物体的本底红外光进行摄像;2、该例的摄像红外光源在被动的红外摄像头情况下设置而不用。如在主动的红外摄像头情况下设置而用。3、井上监控的单片微机和井下调控的单片微机可以采用并行和串行方式工作;4、井上监控微机和井下调控微机可以是并列式、主从式（井上微机为主控），还可以是高位微机（如16位，32位），一台顶两台兼控。主从式或一台兼控情况下，其软件程序应相应改动即可。

例三、该例的微机控制矿用红外光纤工业电视与例一、例二不同的是：1、该例的井下摄像系统与它的微机调控调变系统有若干套，分别分布在不同巷道采掘作业面上，这些井下微机控制摄像系统由井上中央控制室（或台）的主控微机群控成网络化结构。当然，主从各微机的软件程序也相应扩大和改变，同时由若干个显示器显示井下各巷道采掘作业面的所摄音像情况，这些显示器与井下的微机控制摄像系统数量一一对应。

Claims (5)

1、一种微机控制的矿用红外光纤工业电视，有井上(控制台、室)和井下(作业现场)两部分组成，井上(控制台、室)部分包括：微机监控系统、发射机、接收机、音像部件和电源，井下(作业现场)部分包括：摄像机及其光学镜头组、摄像光源及它们的微机调控系统、发射机、接收机、摄像光源的保护电路、音响部件和电源，井上和井下传输信息的缆线，防爆设置，特征在于：

a.所述的井上微机监控系统由微机(包括它内部设置的和外部扩展的软硬件)及其辅助电路组成，该微机监控系统通过键盘的功能键输入控制指令，应用它的软件程序和各功能硬件(包括各功能存储器)的联合操作，输出调控摄像机及其光学镜头组与摄像光源的启止和工作状况信息至井上发射机以及输出井上和输入井下的通讯信息；

b.所述的井上部分的发射机和井下部分的接收机组成一套对应的信息发射--接收机构，该机构的发射机把井上对井下的传输信息经过电-光转换而发射，该机构的接收机把井上对井下的传输信息经过光-电转换而接收；所述的井下发射机和井上接收机组成一套对应的信息发射--接收机构，该机构的发射机把井下对井上的传输信息经过电-光转换而发射，该机构的接收机把井下对井上的传输信息经光-电转换而接收；

c.所述的摄像机是红外或微光摄像机，红外摄像机的摄像头由红外CCD及其辅助电路组成；微光摄像机的摄像头由微光下工作的摄像管及其辅助电路组成；

d.所述的摄像机的光学镜头组有摄像机镜筒及其内安装的目镜、物镜、光圈、光栅和它们的调变机构组装而成，该调变机构由微机调控系统调变；

e.所述的摄像机的摄像光源是电致发光的红外点阵光源，它的供电源是隔爆兼本质安全型的并带有保护电路；

f.所述的井下摄像系统的微机调控系统由微机(包括它内部设置的和外部扩展的软硬件)及其辅助电子电路组成，该微机调控系统从井下接收机输入调控信息，应用它的软件程序和各功能硬件(包括各功能存储器)的联合操作，输出数字信息，分别调变并统筹控制摄像机及其光学镜头组与摄像光源的启止及工作状况并输入井上和输出井下通讯信息；

g.所述的井上和井下传输信息的缆线是传输光信息的光纤传输缆线，其中一条连接在井上发射机和井下接收机之间，另一条连接在井下发射机和井上接收机之间；

h.所述的井上音像部件是扬声器、送话器和图像显示器，其中扬声器和图像显示器连接在井上接收机输出上，显示井下摄像机摄制的音像，送话器连接在井上发射机输入上，向井下传送音响信息；所述的井下音响部件，一个是扬声器，它连接在井下接收机输出上，输出井上的音响信息；另一个是送话器，连接在井下发射机输入上，向井上传送音响信息；

i.所述的电源是开关电源且分两路，一路供电给该工业电视系统各功能电子电路，另一路供电给摄像电源，该电源电路带有保护电路；

j.所述的该微机控制矿用红外光纤工业电视的井下部分是隔爆兼本质安全型的。

2、如权利要求1所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，特征在于：

a.所述的井上微机监控系统，由单片微机和它内部设置的与外部扩展的软硬件-全部编程软件、数据处理电路、运算电路（包括CPU）、编码电路、译码电路、复位电路、接口电路、时钟电路、存储电路、内存和外扩的存储器：RAM、ROM，串行、并行与数字信息输入、输出端以及它的辅助电路功能连接组成;

b.所述的井上和井下的发射机均由电信息输入电路、电-光转换电路、光输出电路、光纤接口顺次功能连接组成：所述的井上和井下的接收机均由光纤接口、光输入电路、光-电转换电路、电信息输出电路顺次功能连接组成;

c.所述的摄像机的摄像头由面阵红外摄像CCD或微光下工作的摄像管构成;

d.所述的摄像机系统的电子调变机构是由微机调控系统输出控制调变信号，控制继电器组件、部件，驱动电机和传动齿轮调变摄像机光学镜头组聚焦、变焦并操纵电磁线圈调变光圈开合;

e.所述的摄像机的红外点阵光源是若干块行列状点阵红外光源组成的面阵光源;

f.所述的井下摄像系统的微机调控系统由单片微机和它内部设置的和外部扩展的软硬件-全部编程软件、数据处理电路、运算电路（包括CPU）、编码电路、译码电路、复位电路、接口电路、时钟电路、存储电路、内存和外扩的存储器：RAM、ROM，串行、并行与数字信息的输入与输出端以及辅助电路功能连接组成;

g.所述的井上和井下使用的光纤信息传输缆线是传输数字信息、视频信息和音频信息的光纤缆线。其中一条光纤缆线两端分别连接在井上发射机和井下接收机光纤接口上，另一条光纤缆线两端分别连接在井下发射机和井上接收机的光纤接口上;

h.所述的摄像红外光源供电源的保护电路由过载（过流）、超压、欠压保护电路组成;

3、如权利要求2所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，特征在于：

a.所述的井上微机监控系统和井下摄像系统的微机调控系统各自的编程软件均用汇编语言编程，程序分主程序和各子程序，它们分别为模块式结构，以宏汇编子程序存储在内部设置的和外部扩展的电可擦只读存储器中;

b.所述的井上和井下的发射机的电-光转换电路由线性电致发光元器件为主构成，光输出电路由光调制器为主构成;

c.所述的井上和井下接收机的光输入电路由光检测器为主构成，光-电转换电路由前置放大电路、主放大电路、均衡电路、滤波电路顺序连接构成;

d.所述的摄像机的摄像电路由面阵红外传感器或面阵微光传感器、像素振荡电路、波形发生电路、同步电路、水平与垂直驱动电路、面阵CCD、采样保持电路、信道混合电路、压控衰减电路、校正放大电路、同步加法电路、输出驱动电路与视频输出功能连接而成;

e.所述的红外摄像光源，由四组八块行列状面阵光源构成，其中每组一块共四块均为i行×j列点阵光源，它们每相邻的两块以中间轴线对称排布，还有每组一块共四块均为m行×n列点阵光源，它们每相邻的两块也以中间轴线对称排布且它们均排布在四块i行×j列点阵光源邻接的外围;

g.所述的摄像机的光学镜头组的调变机构是由数字信号控制电机带动的齿轮传动光学镜头组变焦、聚焦的机构和电磁线圈驱动光圈开合机构。

4、如权利要求3所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，特征在于：

a、所述的线性电致发光元器件是随驱动发光的电流、电压线性变化的发光二极管，该发光二极管及其输出构成了光调制器;

b、所述的光检测器由线性变化的光电管为主构成，该光电管及其输出构成了光-电转换电路的前置级;

c、所述的面阵红外传感器或面阵微光传感器的点阵元素与面阵CCD的点阵元素一一对应;

d、所述的井上微机监控系统的软件各子程序和井下微机调控系统的软件各子程序采集、编码、存储、输出、接收、译码、控制、执行、复位;

e、所述的红外摄像点阵光源每个点阵元素可以是红外微珠灯泡或红外发光二极管;

f、所述的井上微机和井下微机可以是同一台微机，而分别监控井上和调控井下须完成的功能。

5、如权利要求4所述的微机控制矿用红外光纤工业电视，特征在于：根据需要可以删除井下部分隔爆防爆和本质安全矿用设置。

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