PL181390B1

PL181390B1 - Sposób termicznego zobrazowania i analizujacy zespól termicznego zobrazowania PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL181390B1
Application number: PL96325829A
Authority: PL
Inventors: Timothy Ashley; Charles T Elliott; Neil T Gordon; Ralph S Hall
Original assignee: Secr Defence
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 2001-07-31
Also published as: US6175113B1; CN1149830C; GB9520060D0; GB2305799A; KR19990063919A; JP2000505252A; EP0880853A1; CN1198866A; PL325829A1; CA2231793A1; WO1997013358A1

Abstract

1 Sposób termicznego zobrazowania odleglej sceny o srednim natezeniu promieniowania, w którym kieruje sie promieniowanie z czesci odleglej sceny na detektor podczas fazy wytwarzania obrazu oraz kieru- je sie promieniowanie z lokalnego zródla promienio- wania na detektor podczas fazy kalibracji, znam ienny tym , ze kieruje sie promieniowanie z lokalnego zródla promieniowania na detektor (D l) podczas fazy kali- bracji, przy czym lokalne zródlo promieniowania ma wyjsciowe natezenie promieniowania regulowane przez prad polaryzacji, po czym porównuje sie srednie natezema promieniowania odleglej sceny ( 2 2) z wyj- sciowym natezeniem promieniowania lokalnego zródla promieniowania, a nastepnie reguluje sie prad polaryzacji lokalnego zródla promieniowania tak, ze wyjsciowe natezenie promieniowania tego zródla zbliza sie do sredniego natezema promieniowania od- leglej sceny ( 2 2), przeciwdzialajac zjawiskom spadku i zamzema w systemie, po czym konstruuje sie obraz cieplny odleglej sceny ( 2 2) przez superpozycje zmian temperatury w tej scenie na temperature odniesienia uzyskana z pradu polaryzacji lokalnego zródla pro- mieniowania. Fig 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznego zobrazowania i analizujący zespół termicznego zobrazowania.

W znanych rozwiązaniach dotyczących termicznego zobrazowania promieniowanie podczerwone emitowane przez ciepły obiekt jest kierowane na detektor fotoprzewodzący (patrz np. Therminal Imagmg Systems, J.M. Lloyd, Plenum Press, 1975), a obraz cieplnyjest odtwarzany z odpowiedzi elektrycznej. Objęcie dużego obszaru sceny jest zwykle osiągane przy zastosowaniu jednego z dwóch sposobów: zespoły zobrazowania albo próbkują równocześnie różne części sceny, albo zobrazowująkażdy element sceny kolejno. W pierwszym przypadku pole detektorów jest używane w trybie gwiazdowym, a w drugim przypadku mechaniczne urządzenie analizujące kieruje promieniowanie z każdego piksela sceny na niewielkie pole detektora. Sposób zobrazowania z polem gwiazdowym ma tę zaletę, że umożliwia zwartość konstrukcji, ale występuje w nim wiele innych problemów. Elementy detekcyjne rzadko mają równomierne zdolności detekcji i odpowiedzi, stosunkowo ważnyjest szum 1 /f, a skuteczne zimne ekranowanie stwarza dalsze problemy. Analizowanie za pomocą zespołów termicznego zobrazowania, chociaż bardziej kłopotliwe, ma znaczna zaletę, ponieważ wymaga prostszych i tańszych pól detektorów. Trzecią możliwością jest stosowanie połączenia obu tych sposobów, mianowicie mechanicznego analizowania dużej powierzchni sceny na małym polu detektorów. Poszczególne piksele sceny mogą być analizowane kolejno przez pewną liczbę detektorów, których sygnały są opóźniane i całkowane w obrazie cieplnym, powodując albo lepszą czułość obrazu, albo uzyskiwanie możliwej do zaakceptowania czułości przy większych prędkościach analizowania. Ponadto kilka pikseli może być analizowane równocześnie przy użyciu wielu detektorów.

Przy zobrazowaniu termicznym należy brać pod uwagę znaczne różnice długości fal w przeciwieństwie do optycznych fotonów. Po pierwsze obrazy optyczne wytwarzane są zasadniczo przez odbicie i różnice współczynnika odbicia, a w tym zakresie widma materiały ziemskie mają tendencję do posiadania dobrych współczynników odbicia. Obrazy cieplne powstająz emisji własnej i z różnic emisyjności, a w porównaniu z ziemskim promieniowaniem tła kontrasty są niewielkie, a więc rozróżnialność obiektu jest zgrubna. Istnieje zatem potrzeba polepszenia konstrastu w obrazie cieplnym. Po drugie, chociaż wykrywane jest promieniowanie elektromagnetyczne, obraz cieplny jest zasadniczo opisany w funkcji temperatury. Wszelki udział w zmierzonym natężeniu napromieniowania dowolnego punktu sceny może być dogodnie przedstawiany jako skuteczna temperatura w tym punkcie. Temperatura ta jest taka, przy której ciało idealnie czarne emitowałoby promieniowanie o mierzonym natężeniu.

Główną zaletą analizujących zespołów zobrazowania cieplnego jest to, że sygnał detektora może być sprzężony dla prądu przemiennego z systemem przetwarzania sygnału. Zwykle scena

181 390 jest porozcinana przez rastrowe analizowanie na szereg równoległych linii pokrywających jej obszar. Wprowadzenie obwodu gómoprzepustowego pomiędzy detektor a wzmacniacz eliminuje składową stałoprądową sygnału i przekazuje tylko zmiany sceny wzdłuż linii. Zaletą tego jest zwiększenie kontrastu, wyeliminowanie wszelkiej zmienności w stałoprądowym napięciu przesunięcia różnych detektorów oraz zmniejszenie wpływów szumu 1/f detektora. Powstająjednak zniekształcenia sygnału funkcji skokowej z detektora, ponieważ pojemność w obwodzie gómoprzepustowym rozładowuje się, a w sygnale wyjściowym pojawi się zwis, który z kolei powoduje przeciągnięcie, gdy wejściowa funkcja skoku powraca do zera. Ponadto odpowiedź obwodu gómoprzepustowego jest do pewnego stopnia zależna od jego historii. W detektorze wieloelementowym jest wysoce nieprawdopodobne, że wszystkie takie obwody odbiorątaki sam średni sygnał, a więc odpowiedzi kanałów nie będąjednakowe. Ponadto wyeliminowanie składowej stałoprądowej usuwa również bezwzględną temperaturę sceny.

Korzystne jest przywrócenie obrazowi pewnego wzorca temperatury bezwzględnej. Może to być ważne, jeżeli przykładowo ma być widziany horyzont oraz przy radiometrycznym monitorowaniu np. procesorów produkcyjnych. Aby osiągnąć to oraz przeciwdziałać wadom obrazu spowodowanym przez zwis, przeciągnięcie i niejednorodność kanałów, według znanego sposobu w pewnych interwałach podczas analizowania na detektor podaj e się sygnał odniesienia. Źródłem odniesienia jest typowo dogodna scena bierna, taka jak wnętrze obudowy zespołu zobrazowania, chociaż można również zastosować źródło aktywne, takie jak ogrzewana taśma. Obraz jest następnie wyświetlany z wysokiej częstotliwości zmianami pomiędzy kolejnymi pikselami w scenie nałożonymi na poziom stałoprądowy zapewniany przez temperaturę odniesienia.

Ten sposób sztucznego odtwarzania składowej stałoprądowej nie jest idealny, jeżeli temperatura odniesienia nie jest bliska średniej sceny. Zmiana pośredniej częstotliwości w temperaturze będzie występować, gdy detektor przełącza się pomiędzy sceną a źródłem odniesienia i me będzie do odporne na wpływy zwisu i przeciągnięcia. Ponadto odpowiedź detektora może zmieniać się znacznie z natężeniem oświetlenia, a więc unifikacja odpowiedzi systemu wielodetektorowego przy temperaturze odniesienia nie zagwarantuje zgodnej odpowiedzi przy temperaturze sceny. Niestety niełatwo jest przezwyciężyć ten problem. Sytuacji, w których wykorzystywane sąsystemy zobrazowania cieplnego, jest wiele i sąone różne. Często ważnajest przenośność i nie jest zatem praktyczne zapewnienie tak wielu różnych źródeł temperatury odniesienia jak wiele może być scen do zobrazowania. Źródło aktywne wymaga urządzenia grzejnego lub silniejszego urządzenia chłodzącego, a czas potrzebny na osiągnięcie żądanych temperatur jest często czynnikiem powstrzymującym.

Przykład znanego wielodetektorowego analizującego zespołu zobrazowania cieplnego, który zajmuje się głównie problemem niejednorodności charakterystyki detektora, opisany jest w opisie patentowym USA nr 4 948 964. Zwierciadło przerywające jest umieszczone tak, że podczas części powrotnej analizowania dwa oświetlenia odniesienia o różnych natężeniach padają na pole detektorów. Dla tej zmiany natężenia (temperatury) wzmocnienie każdego detektora jest regulowane tak, aby zapewnić, że powstająrównomierne odpowiedzi napięciowe. Zastosowane cieplne źródło odniesienia jest chłodnicą termoplastyczną która w miarę możliwości jest ustawiana na odpowiednia średnią temperaturę sceny w tym celu, by przeprowadzić normalizację wzmocnienia w dynamicznym zakresie zespołu zobrazowania. Ten średni poziom zapewniany przez chłodnicę jest również używany jako poziom stabilizacji przy odtwarzaniu składowej stałej.

Opis patentowy USA nr 4 419 692 opisuje analizujący termiczny zespół zobrazowania, posiadający trzy urządzenia termoelektryczne, które działają jako wzorce radiometryczne. Dwa mająznane wartości zdolności emisyjnej i są wykorzystywane do normalizowania wzmocnienia każdego elementu detekcyjnego w polu detektorów. Zdolność emisyjna trzeciego wzorca jest ustawiana pośrodku zakresu zdolności emisyjnej, która ma być obserwowana przez system. Gdy system wykryje trzeci wzorzec, sygnały wyjściowe z poszczególnych elementów detekcyjnych sąponownie normalizowane. Takie procedury wzorcowania sąpowtarzane przy każdym obrazie elementarnym lub analizowaniu, by utrzymywać normalizowany sygnał wyjściowy z elementów detekcyjnych i normalizować je blisko wokół przestrzennych zdolności radiacyjnych wy

181 390 krywanego obiektu w celu korygowania różnic w krzywych reakcji różnych elementów detekcyjnych.

Opis patentowy USA nr 5 354 987 opisuje system zobrazowania termicznego, zawierający płaskie pole ogniskowe, które jest kalibrowane przy użyciu zmiennego termicznego elementu wzorcowego, posiadającego wiele dyskretnych obszarów, z których każdy emituje stopniowo coraz więcej lub coraz mniej energii podczerwieni. Ten zmienny wzorzec termiczny służy do kalibrowania poszczególnych elementów detekcyjnych w płaskim polu ogniskowym na kilku poziomach strumienia padającej energii cieplnej i do generowania funkcji odpowiedzi, które dokładnie reprezentują nieliniową odpowiedź poszczególnych elementów detektora.

Zgłoszenie wynalazku WO 93/024815 przedstawia analizujący zespół zobrazowania termicznego, zawierający dwa korpusy odniesienia i układ opto-mechaniczny, który umożliwia kalibrację jednego lub wielu detektorów tego zespołu zobrazowania bez zakłócania kalibracji przez nierównomierne rozkłady temperatury na elementach wzorcowych.

Opis patentowy EP 0 550 824 przedstawia obwód wzmacniacza termicznego zespołu zobrazowania. Obwód ten służy do unikania błędów odtwarzania w obrazie, które mogą być powodowane przez duże różnice natężenia promieniowania cieplnego dochodzącego do detektora z obserwowanej sceny i z wnętrza zespołu zobrazowania. Obwód ten unika również zniekształcenia obrazu na skutek różnic reakcji poszczególnych detektorów.

Opis patentowy EP 0 365 948 przedstawia analizujący termiczny zespół zobrazowania, w którym promieniowanie z urządzenia Peltiera jest analizowane na wieloelementowym detektorze w okresach kalibracji, kiedy promieniowanie ze sceny nie jest analizowane na detektorze. Przez zastosowanie wirującego zwierciadła, posiadającego obszary o różnym współczynniku odbicia, dwie różne frakcje natężenia promieniowania emitowanego przez urządzenie Peltiera są analizowane na detektorze podczas przemiennych okresów kalibracji, co umożliwia kalibrację czułości poszczególnych elementów detektora przez poddawanie ich działaniu znanej skutecznej różnicy temperatury.

Alternatywne znane źródła promieniowania, chociaż nie są opisane w kontekście procesów zobrazowania, przedstawione są w opisie patentowym USA 4 561 786 oraz przez Bolgov i inn. w IR Sources with Barrier-Free Injection Mechanism, Avtometriya, nr 4, s. 85-88 (1989). Pierwsza publikacja opisuje zastosowanie diody elektroluminescencyjnej (LED) do tworzenia sygnału odniesienia, który jest równoważną jaskrawością emisji celu (sceny) przy określonej długości fali przy konstruowaniu radiometru, który jest stosunkowo niewrażliwy na właściwości powierzchniowe mierzonego celu. Bolgov opisuje płytkę kryształu samoistnego InSb powleczoną i trawioną tak, że jedna powierzchnia tej płytki ma większy współczynnik rekombinacji nośników (S_maks), a przeciwna powierzchnia ma mniejszy współczynnik rekombinacji (S_min). Zjawisko Halla jest następnie wykorzystywane do skupiania nośników przy jednej lub drugiej z tych powierzchni. Kiedy nośniki są skupione przy powierzchni S_mm, mniejszy współczynnik rekombinacji powoduje wyższy od stanu równowagi rozkład nośników przy tej powierzchni i obserwowana jest emisja promieniowania luminescencyjnego. Przeciwnie, skupienie nośników przy powierzchni S_max powoduje, że kryształ zostaje zubożony w nośniki ładunku i obserwuje się emisję promieniowania poniżej stanu równowagi z powierzchni S_m)n.

Celem wynalazku jest opracowanie alternatywnych rozwiązań w zakresie sposobu i analizującego zespołu termicznego zobrazowania.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób termicznego zobrazowania odległej sceny o średnim natężeniu promieniowania, w którym kieruje się promieniowanie z części odległej sceny na detektor podczas fazy wytwarzania obrazu oraz kieruje się promieniowanie z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, charakteryzuje się tym, że kieruje się promieniowanie z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, przy czym lokalne źródło promieniowania ma wyjściowe natężenie promieniowania regulowane przez prąd polaryzacji, po czym porównuje się średnie natężenia promieniowania odległej sceny z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania, a następnie reguluje się prąd polaryzacji lokalnego źródła promieniowania tak, że wyjściowe natężenie promieniowania tego

181 390 źródła zbliża się do średniego natężenia promieniowania odległej sceny, przeciwdziałając zjawiskom spadku i zaniżenia w systemie, po czym konstruuje się obraz cieplny odległej sceny przez superpozycję zmian temperatury w tej scenie na temperaturę odniesienia uzyskaną z prądu polaryzacji lokalnego źródła promieniowania.

Korzystne jest, że etap kierowania promieniowania z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, w którym lokalne źródło promieniowania ma wyjściowe natężenie promieniowania regulowane przez prąd polaryzacji oraz etap porównywania średniego natężenia promieniowania odległej sceny z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania, są powtarzane okresowo, aby wyjściowe natężenie promieniowania lokalnego źródła promieniowania zbliżyło się do średniego natężenia promieniowania odległej sceny poprzez mechanizm sprzężenia zwrotnego. Korzystnie, lokalnym źródłem promieniowania j est dioda emitująca promieniowanie podczerwone, zwłaszcza dioda elektroluminescencyjna z materiału na bazie tellurku kadmowo-rtęciowego lub antymonku indu.

Zgodnie z wynalazkiem, analizujący zespół termicznego zobrazowania do wytwarzania obrazu odległej sceny o średnim natężeniu promieniowania, zawierający detektor, lokalne źródło promieniowania, posiadające zmienne wyjściowe natężenie promieniowania oraz środki do kierowania promieniowania pochodzącego od części odległej sceny na detektor podczas fazy wytwarzania obrazu i z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, charakteryzuje się tym, że zawiera środki porównawcze do porównywania średniego natężenia promieniowania odległej sceny z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania i środki sterowania do regulowania wyjściowego natężenia promieniowania lokalnego źródła promieniowania tak, ze zbliża się ono do średniego natężenia promieniowania odległej sceny, przeciwdziałając zjawiskom opadania i zaniżenia w termicznym zespole zobrazowania.

Korzystne jest, że środki porównawcze zawierają kondensator, przeznaczony do magazynowania składowej stałoprądowej sygnału wyjściowego detektora w fazie zobrazowania, środki rozładowania kondensatora podczas fazy kalibracji oraz środki całkowania przeznaczone do odbierania i całkowania prądu wytwarzanego podczas rozładowywania kondensatora. Natężenie promieniowania lokalnego źródła promieniowania jest sterowane przez prąd polaryzujący, przy czym środki sterowania dostosowują wyjściowe natężenie promieniowania lokalnego źródła promieniowania przez regulację wartości i kierunku prądu polaryzacji. Urządzenie zawiera ponadto środki wyświetlania, przeznaczone do wyświetlania zmian temperatury odległej sceny nałożonych na poziom temperatury odpowiadający wyjściowemu natężeniu promieniowania lokalnego źródła promieniowania, aby utworzyć obraz cieplny, który wskazuje temperaturę bezwzględną przy czym poziom temperatury odpowiadający wyjściowemu natężeniu promieniowania lokalnego źródła promieniowania jest wytwarzany z prądu polaryzującego. Korzystnie, lokalnym źródłem promieniowania jest dioda emitująca promieniowanie podczerwone, zwłaszcza dioda wykonana z materiału na bazre tellurku kadmowo-rtęciowego lub antymonku indu.

Sposób według wynalazku ma tę zaletę, że przywraca temperaturę bezwzględną obrazowr cieplnemu sceny r przeciwdztała niektórym wadom obrazu powodowanym przez zwis, przecrągnięcre i niejednorodność kanału. Ponadto sposób ten nadaje się do realizacjr w szybkich przenośnych zespołach zobrazowania.

Anahzując zespół wynalazku pozwala na zapewnreme temperatury odniesienia, która jest aktywnie regulowana, by odpowiadała temperaturze obserwowanej sceny i prowadzi przez to do przywrócenia temperatury bezwzględnej obrazowi cieplnemu i do zmmejszema wad obrazu. Aktywne zbliżanie stę temperatury odniesienia do temperatury sceny może być realizowane w tylu stopniach, w ilu jest konieczne, z bardzo małym ograniczeniem nakładanym przez czas potrzebny do doregulowania źródła odniesienia do nowej temperatury.

Analizowanie może być dwuwymiarowe przy użyciu albo pojedynczego zwierciadła, albo, bardziej ogólnie, złożonego systemu zwierciadeł, w którym obrotowy bęben steruje analizowaniem linii, a zwierciadło płaskie steruje odchylaniem pionowym. Analizujący zespół może zawierać środki sterowania przeznaczone do doprowadzania prądu polaryzacji do urządzenia o

181 390 zmiennej luminescencji. Te środki sterowania są również przeznaczone do wytwarzania sygnału odpowiadającego różnicy pomiędzy średnią temperaturą sceny a skuteczną temperaturą urządzenia lummescencyjnego, kiedy system jest przełączany z obserwacji sceny na obserwację urządzenia luminescencyjnego. W odpowiedzi na ten sygnał reguluje on natężenie prądu polaryzacji, a zatem skuteczną temperaturę urządzenia luminescencyjnego w zależności od wartości tego sygnału i w takim kierunku, aby zmniejszyć wymienioną różnicę temperatur. W ten sposób przeprowadzana jest automatycznie przez sprzężenie zwrotne aktywna regulacja sygnału wyjściowego urządzenia luminescencyjnego, że odpowiada on średniej temperaturze sceny. Nie wymaga to ręcznego wprowadzania lub sceny temperatury sceny.

Element detekcyjny może być przeznaczony do podawania sygnału wyjściowego na kondensator, który z kolei jest przeznaczony do magazynowania jego składowej stałoprądowej Obwód sterowania może być przeznaczony do regulowania natężenia prądu płynącego przez diodę emitującą promieniowanie podczerwone po każdym przejściu od obserwacji sceny do obserwacji urządzenia luminescencyjnego. Zapewnia to środki do realizacji sprzężenia zwrotnego potrzebnego do regulacji emisji urządzenia luminescencyjnego, które można wprowadzić niewielkim kosztem.

Środki wyświetlania umożliwiają wyświetlanie zmian przemiennej temperatury obserwowanej sceny nałożonych na poziom temperatury zapewniany przez emisję podczerwieni z urządzenia o zmiennej luminescencji, aby dać obraz z przywróconą temperaturą bezwzględną. Zapewnia to łatwość interpretacji obrazu cieplnego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat sposobu termicznego zobrazowania w celu przywrócenia temperatury bezwzględnej termicznie przedstawianej scenie przy użyciu urządzenia o ujemnej/dódatniej luminescencji, fig. 2 - schematycznie sekwencję zobrazowania obszaru przez analizujący zespół zobrazowania cieplnego, fig. 3 - schematycznie skuteczną złożoną scenę, kiedy poziom odniesienia jest podawany na zespół zobrazowania po każdej linii analizowania, fig. 4 jest reprezentacją systemu przetwarzania informacji zespołu zobrazowania, który odtwarza obraz cieplny w odpowiedzi na sygnały wyjściowe z detektora fotoprzewodzącego, fig. 5 przedstawia dwa wykresy ilustrujące impulsowe wejście napięciowe w postaci skoku i odpowiedzi sygnał wyjściowy ze standardowego obwodu szeregowego połączenia rezystora z kondensatorem, fig. 6 - graficznie napięcie wyjściowe na rezystorze obwodu RC, który sprzęga dla prądu przemiennego detektor, kiedy zespół zobrazowania cieplnego, zawierający ten detektor, na przemian odbiera sygnał odniesienia i analizuje scenę i dla którego średnia temperatura sceny jest wyższa niż temperatura odniesienia, fig. 7 - taki sam sygnał wyjściowy jak na fig. 6 z tym wyjątkiem, że w tym przypadku temperatura odniesienia ma być dopasowana do średniej temperatury sceny, zaś fig. 8 jest reprezentacją systemu przetwarzania informacji według innego przykładu realizacji wynalazku, gdzie temperatura bezwzględna jest przywracana obrazowi cieplnemu wytarzanemu, kiedy odbywa się analizowanie sceny przez pole detektorów.

Jak przedstawiono na fig. 1, zespół zobrazowania 10 zawiera soczewkę LI obiektywu, która skupia promieniowanie podczerwone, zaznaczone dla przykładu przez promienie 12 i 14 oraz grube strzałki 16118, na fotoprzewodzącym dla promieniowania podczerwonego detektorze Dl. Układ zwierciadła Ml albo przeszukuje pewien zakres położeń obserwacyjnych, określony w płaszczyźnie rysunku przez skrajne położenia 01 i 02 (zaznaczone szarym zabarwieniem), albo przesuwa się w sposób nieciągły do położenia kalibracji C (czarne). Analizowanie uzyskiwane przez zwierciadło Ml jest dwuwymiarowe, przy czym dla przejrzystości ani taki, ani też złożony system zwierciadlany me są pokazane na rysunku. Liniowa reprezentacja odległej sceny 22 ma dwa skrajne obszary, są rozświetlone w miejscu 24, 26. Dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 jest zamontowana na radiatorze Peltiera 30. Kiedy zwierciadło Ml jest w swym położeniu kalibracji C, wówczas promieniowanie podczerwone emitowane przez diodę jest odbijane od tego zwierciadła i dochodzi do detektora Dl, jak pokazano przez tor promienia 32,34. Detektor Dl jest dołączony do elektronicznego obwodu przetwarzania 35. Komputer 36 przetwarza informacje odebrane z tego obwodu i przekazuje informacje na wyświetlacz 38. Sąto kon

181 390 wencjonalne elementy zobrazowania w podczerwieni i nie będą dalej opisywane. Części składowe systemu wewnątrz obszaru 80 są opisane bardziej szczegółowo na podstawie fig. 4.

Figura 2 przedstawia rozłożenie dwuwymiarowej sceny 22 na szereg linii analizowania. Jest to widok wzdłuż środkowej osi systemu optycznego z fig. 1 i przedstawia projekcję detektora Dl na scenę 22 poprzez zwierciadło Ml. Skrajne obszary 24 i 26 z fig. 1 są w rzeczywistości liniami odpowiadającymi poziomym skrajom sceny 22. W każdej określonej chwili termiczny zespół zobrazowania 10 z fig. 1 zobrazowuje obszar 40 jednego piksela. Linie analizowania są przedstawione przez poziome linie 42,44 i 46,48. Drugi obszar 50 jednego piksela przedstawia superpozycję pikseli w kolejnych liniach analizowania w celu zobrazowania całego obszaru SI.

Figura 3 przedstawia działanie zespołu zobrazowania 10. Piksel 60 jest częścią sceny, która jest przedstawiana w dowolnym określonym punkcie w czasie. Strzałka 66 pokazuje kierunek analizowania zespołu zobrazowania 10. Na rysunku tym pokazano dwie sceny: termiczne źródło odniesienia 62 o temperaturze Tj oraz obserwowaną scenę o średniej temperaturze T_s. Przedstawione obszary ilustrują część czasu zajmowanego przez obserwację każdej sceny.

Figura 4 przedstawia bardziej szczegółowo detektor Dl wraz z elektronicznym systemem przetwarzania 80. Sygnał wyjściowy detektora Dl jest sygnałem wejściowym obwodu RC, zawierającego kondensator sprzęgający Cl oraz rezystor Rl. Sygnał wyjściowy tego obwodu jest podawany na wzmacniacz 821 następnie na system komputera 36, który odtwarza obraz w formie odpowiedniej dla wyświetlacza 38. Drugi rezystor R2 ma znacznie mniejszą rezystancję niż rezystor Rl, a więc kiedy włącznik 84 jest zwarty, kondensator Cl rozładowuje się poprzez rezystor R2. Monitor 86 w połączeniu z rezystorem R2 realizuje funkcję całkowania prądu płynącego przez rezystor R2, gdy kondensator rozładowuje się. Obwód sterowania 88 reguluje prąd płynący przez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28 w zależności od siły sygnału odbieranego zmonitora86. Podczas działania sygnał wyjściowy detektora Dl powoduje wzrost napięcia w węźle 90 pomiędzy kondensatorem Cl a rezystorem Rl lub R2, co zostanie omówione dalej.

Figura 5 przedstawia dwa wykresy 102 i 103 ilustrujące określone napięcie wejściowe i odpowiednie napięcie wyjściowe na rezystorze obwodu RC. Wejściowy sygnał skoku o sile V_in i czasie trwania t przedstawiony jest przez linię 104. Napięcie wyjściowe o maksymalnej wartości V_out jest reprezentowane przez Imię 106. Zjawiska zwisu i przeciągnięcia sąprzedstawione przez odcinki linii 106 oznaczone odpowiednio przez 108 i 110.

Figura 6 przedstawia graficznie zachowanie się napięcia w węźle 90 z fig. 4, kiedy włącznik 84 jest trwale rozwarty, a zespół zobrazowania 10 na przemian widzi temperaturę odniesienia T_t przez czas t_ref i analizuje scenę przy średniej temperaturze T_s przez czas t_scan. Kształt napięcia wyjściowego w węźle 90 (oś y) jest wykreślony w fiinkcji czasu (oś x). Krzywa napięcia 120 jest pokazana przy założeniu T_s> T_v Każdy impuls wyjściowy odpowiadający pierwszej i drugiej linii analizowania 122, 124 jest wynikiem różnic temperatury wewnątrz sceny nałożonych na zanikający impuls wyjściowy (108 na fig. 5).

Figura 7 przedstawia graficznie zachowanie się napięcia w węźle 90, kiedy włącznik 84 działa jak opisano poniżej, a zespół zobrazowania 10 na przemian widzi źródło odniesienia o temperaturze I\ przez czas t_ref i analizuje scenę przy średniej temperaturze T_s przez czas t_scan. Włącznik 84 jest rozwarty przez czas t_scan, w którym zespół zobrazowania analizuje scenę i zamknięty przez czas t_ref, gdy obserwowana jest temperatura odniesienia. Kolejne linie analizowania 140,144,148 prowadządo mniejszych nieciągłości 142,146, gdy emisja podczerwieni diody emitującej promieniowanie podczerwone 28 jest zwiększana, aż jest zgodna z emitowaną ze sceny przy średniej temperaturze T_s.

Poniżej zostanie opisany sposób działania wynalazku.

Nawiązując ponownie do fig. 1, promieniowanie podczerwone wychodzące z miejsca 24 w scenie 22 jest wybierane przez zwierciadło Ml wpozycji 01 i ogniskowane na drodze oznaczonej strzałką 16 i promieniami 12, 34. Podobnie promieniowanie podczerwone, pochodzące z przeciwnego skraja 26 sceny 22 jest ogniskowane na detektorze Dl, kiedy zwierciadło Ml jest w pozycji 02, na drodze oznaczonej strzałką 18 i promieniem 14, 34. Podczas działania zwierciadło Ml przechodzi zakres 01-02, co umożliwia ogniskowanie promieniowania, pochodzącego ze

181 390 wszystkich pozycji pomiędzy 24 i 26 w scenie przez soczewkę LI na detektorze Dl. Równoważnie, biorąc scenę za odniesienie, zespół zobrazowania 10 analizuje tę scenę 22 pomiędzy położeniami 24 i 26.

Ten proces analizowania jest przedstawiony pełniej na fig. 2. Pokrycie sceny dwuwymiarowej jest uzyskiwane przez rozcięcie obszaru na szereg linii analizowania. Zobrazowanie nie jest ciągłe w kierunku pionowym, ale skończona wielkość obszaru zobrazowania w każdym punkcie analizowania oznacza, że może zaistnieć superpozycja pomiędzy pionowo przemieszczonymi pikselami, takimi jak 40 i 50. Aby uzyskać to przełamanie obszaru, zastosowano system zwierciadła Ml (me pokazano) do powodowania poziomego analizowania od pozycji 42 do pozycji 44, po czym następuje szybki powrót do pozycji 46. Ruch ten jest powtarzany, a druga lima analizowania przebiega od pozycji 46 do pozycji 48. Następnie szybki powrót kieruje promieniowanie podczerwone z miejsca usytuowanego dalej do dołu krawędzi sceny 24 na detektor Dl i cały proces analizowania jest powtarzany aż obszar SI zostanie zobrazowany na detektorze Dl.

W sytuacji równowagi promieniowania dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 emituje tyle promieniowania do swego otoczenia, ile pochłania z niego. Jednakże ta sytuacja równowagi jest zakłócana przez doprowadzenie prądu elektrycznego. W takiej sytuacji dioda albo będzie czystym emiterem (dodatnia lummescencja), albo czystym absorberem (ujemna luminescencja) promieniowania podczerwonego. Ujemna lummescencja jest znanym zjawiskiem i nie będzie dalej opisywana, patrz P. Berdahl i in. w Infrared Phys. 29(2-4) 667 (1989) i Bolgov i in., wymienione powyżej. Dla podczerwonych diod elektroluminescencyjnych sposób działania zależy od tego, czy urządzenie jest spolaryzowane przepustowo, czy zaporowo. Natężenie emitowanego promieniowania podczerwonego jest zależne od wartości natężenia prądu polaryzacji. Dla każdej określonej wartości i kierunku prądu polaryzacji dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 emituje promieniowanie podczerwone o natężeniu równym promieniowaniu, jakie byłoby emitowane przez ciało czarne przy określonej temperaturze T_ref. Jeżeli dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 jest spolaryzowana przepustowo, wówczas T_ref będzie wyższa niż temperatura otoczenia, a jeżeli dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 jest spolaryzowana zaporowo, wówczas T_ref będzie niższa niż temperatura otoczenia. Jeżeli prąd płynący poprzez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28 wzrośnie, wówczas emitowany strumień będzie równoważny strumieniowi emitowanemu przez jeszcze cieplejsze ciało, w przypadku spolaryzowania przepustowego i przez jeszcze zimniejsze ciało, w przypadku polaryzacji zaporowej. Dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 jest wykalibrowana tak, że dla dowolnej określonej wartości natężenia płynącego prądu i przy dowolnym kierunku polaryzacji natężenie promieniowania podczerwonego emitowanego lub absorbowanego przez tę diodę podczerwoną, a zatem jej równoważnik temperatury ciała czarnego są znane. Radiator Peltiera 3 0 służy do stabilizowania temperatury diody emituj ącej promieniowanie podczerwone 28 na wartości, przy której jej emisja promieniowania podczerwonego była wykalibrowana.

Alternatywnie, dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 jest kalibrowana w zakresie temperatur, w którym oczekiwane jest działanie zespołu zobrazowania, co likwiduje konieczność stosowania radiatora Peltiera 30, chociaż zwiększa się stopień skomplikowania procesu kalibracji.

Jak to się zwykle stosuje przy analizujących zespołach zobrazowania cieplnego, detektor ma sprzężenie dla prądu przemiennego, to znaczy obwody elektroniczne za detektorem reagują na i wzmacniają tylko zmiany obserwowanej temperatury w trakcie analizowania. Ten obraz, tylko kontrastowy, podaje uzyskiwaną rozdzielczość, ale tracona jest bezwzględna temperatura sceny. Aby przywrócić w obrazie pewien wzorzec temperatury bezwzględnej, na detektor podanyjest sygnał odniesienia w pewnych interwałach podczas analizowania. Fig. 1 pokazuje, jak zespół zobrazowania 10 obserwuje sygnał odniesienia dawany przez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28, kiedy zwierciadło Ml jest w pozycji C. Fig. 3 pokazuje sekwencję, przy której zespół zobrazowania poprzez swój piksel 60 pola widzenia na przemian obserwuje źródło 62 odniesienia cieplnego i prowadzi aktywne analizowanie interesującej sceny 64. Źródłem odniesienia cieplnego jest dioda emitująca promieniowanie podczerwone 28 o natę

181 390 żeniu zgodnym z temperaturą T_]; a interesująca scena ma średnią temperaturę T_s, chociaż zespół zobrazowania 10 mierzy zmiany temperatury wokół tego punktu.

Figura 4 przedstawia przetwarzanie sygnałów wyjściowych elementu detektora Dl. Sprzężenie dla prądu przemiennego zapewnione jest przez kondensator Cl i rezystor Rl, które tworzą filtr gómoprzepustowy, tłumiący składowąniskiej częstotliwości napięcia wyjściowego detektora Dl. Składowa wysokoczęstotliwościowa tego sygnału (odpowiadająca różnicom temperatury pomiędzy kolejnymi pikselami w scenie) jest podawana na wzmacniacz 82, a następnie na system komputera 36, który odtwarza obraz w odpowiedniej postaci dla wyświetlacza 38. Włącznik 84 jest rozwarty, kiedy zespół zobrazowania 10 analizuje scenę cieplną a zwarty, kiedy obserwowany jest sygnał odniesienia z diody emitującej promieniowanie podczerwone 28. Rezystor R2 ma znacznie mniejszą rezystancję niż Rl, a kiedy włącznik 84 jest zwarty, wówczas prąd płynący przez rezystor R2 jest całkowany i magazynowany przez zespół całkujący 86.

Przepływ prądu, gdy system przełącza z aktywnego analizowania sceny na obserwację sygnału odniesienia, występuje wtedy, gdy kondensator Cl rozładowuje się (lub ładuje) od poziomu zgodnego ze średnią temperaturą sceny do poziomu zgodnego ze skuteczną temperaturą diody emitującej promieniowanie podczerwone 28. Jeżeli strumień promieniowania podczerwonego wytwarzany przez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28 jest zgodny ze strumieniem emitowanym przez ciało czarne o temperaturze Tj, a średnia temperatura sceny wynosi T_s, wówczas scałkowany prąd jest miarą różnicy pomiędzy średnim strumieniem cieplnym ze sceny a średnim strumieniem cieplnym z diody odniesienia, który z kolei jest miarą T_s - T]. Obwód sterowania 88 reguluje prąd płynący pizez diodę emitującąpromieniowame podczerwone 28 w celu zmniejszenia do minimum tej różnicy. Zespół całkujący 96 podaje na obwód sterowania 88 sygnał, którego wartość jest proporcjonalna do różnicy tych dwóch temperatur, a którego znak wskazuje, czy wzoizec o temperaturze Tj jest cieplejszy czy zimniejszy niż scena o temperaturze T_s.

Następnie obwód sterowania 88 ustawia najpierw prąd poprzez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28 oraz, jeśli to konieczne, kierunek polaryzacji, aby temperatura odniesienia mogła być zrównana ze średnia temperaturą sceny. Wykorzystywane są zatem możliwości diody emitujące promieniowanie podczerwone 28 zarówno dla luminescencji dodatniej, jak i ujemnej, a temperatura źródła i średnia temperatura sceny mogą być zrównane niezależnie od tego, czy scena jest cieplejsza, czy chłodniejsza niż temperatura otoczenia zespołu zobrazowania.

Figura 5 zawiera wykres, który przedstawia odpowiedź 103 obwodu RC na napięcie wejściowe 102 wymuszenia skokowego. W idealnym przypadku skok napięcia wejściowego od 0 do wartości V_in pozostaje stały przez czas t, a następnie napięcie skokowo spada do 0, jak to pokazuje lima 104. Napięcie wyjściowe mierzone na rezystorze Rl na fig. 4 wzrasta szybko do swej maksymalnej wartości V_out w odpowiedzi na skok napięcia wejściowego do V_in, a następnie stopniowo maleje, ponieważ kondensator Cl (na fig. 4) rozładowuje się ze stałą czasu R1C1 przez czas t, w którym napięcie wejściowe pozostaje stałe, a potem spada o wartość V_out do wartości poniżej 0. Takie zachowanie się napięcia wyjściowego jest zaznaczone linią 106. Część 108 linii 106, gdy napięcie maleje ze stałą czasu R1C1, nazywana jest zwisem, a część 110, w której napięcie wyjściowe jest poniżej zera, nazywana jest przeciągnięciem. Zarówno zwis, jak i przeciągnięcie psująobraz cieplny. Zwis można zmniejszyć przez zwiększenie stałej czasu R1C1, ale powoduje to zwiększenie czasu trwania przeciągnięcia. W tym przykładzie realizacji stała czasu R1C1 jest duża w porównaniu z czasem potrzebnym do analizowania jednej linii sceny (czas linii), aby zmniejszyć zwis do minimum.

Rozważmy węzeł 90 pokazany na fig. 4 pomiędzy Cl a Rl lub R2. Jeżeli włącznik 84 jest trzymany w stanie rozwartym, a zespół zobrazowania obserwuje temperaturę odniesienia Tj przez czas t_ref i analizuje scenę przy średniej temperaturze T_s przez czas t_scan, wówczas napięcie w węźle 90 zmienia się, jak pokazano na fig. 6. Rysunek ten jest graficzną reprezentacją napięcia wyjściowego (oś y) detektora Dl obserwowanego w węźle 90 w funkcji czasu (oś x). Zakładając T_s> T_b krzywa napięcia 120, może być wyjaśniona następująco. Gdy zespół zobrazowania 10 obserwuje temperaturę odniesienia Τ_υ nie ma żadnej zmiany w napięciu wyjściowym detektora Dl, a zatem nie ma żadnej składowej przemiennoprądowej na wejściu obwodu RC. Napięcie w

181 390 węźle 90 jest zatem 0 przez czas t_ref. Gdy zespół zobrazowania zaczyna analizować scenę, wówczas występuje nieciągłość w napięciu wejściowym obwodu RC odpowiadająca zmianie temperatury T_s - T_P W miarę kontynuowania analizowania sceny zmiany temperatury w scenie wydają się nakładać na opadający sygnał wyjściowy (108 na fig. 5), jak to przedstawia pierwsza linia analizowania 122. Przy końcu linii analizowania zespół zobrazowania znowu obserwuje wzorcową diodę emitującąpromieniowanie podczerwone 28 i występuje inna nieciągłość w napięciu wejściowym, odpowiadająca zmianie temperatury I\ - T_s. Napięcie w węźle 90 spada poniżej 0 odpowiednio przez czas t_ref, aż zespół zobrazowania zaczme drugą hnię analizowania 124.

Jeżeli włącznik 84 jest sterowany jak następuje, wówczas natężenie promieniowania podczerwonego emitowanego z diody emitującej promieniowanie podczerwone 28 jest sterowane przez mechanizm sprzężenia zwrotnego. Fig. 7 przedstawia graficznie w taki sam sposób jak fig. 6 napięcie w węźle 90. Jednakże w tym przypadku uwzględniony jest wpływ sprzężenia zwrotnego, które działa w kierunku zrównania emisji promieniowania podczerwonego z diody emitującej promieniowanie podczerwone 28 i średniego poziomu promieniowania emitowanego ze sceny. Podczas pierwszej linii analizowania 140 włącznik 84 jest trzymany w stanie rozwartym. Po zakończeniu tej linii analizowania włącznik 84 zostaje zamknięty i prąd przepływa przez rezystor R2, aby zmniejszyć napięcie w węźle 90 do zera. Scałkowany prąd (lub ładunek), który przepływa, jest miarą różnicy T_s - T_p przy czym nieciągłość 142 zostaje zmniejszona o częściową stratę na skutek zwisu. Sygnał ten jest wykorzystywany przez obwód sterowania 88 do ustawiania natężenia prądu płynącego przez diodę emitującąpromieniowanie podczerwone 28 w taki sposób, że temperatura odniesienia zostaje zwiększona z do Tf. Po drugiej linii analizowania 144 różnica temperatur, a więc spadek napięcia w węźle 90, zostanie zmniejszony do T_s TT/, przy czym nieciągłość 146, dalej zmniejsza się o wartość spowodowanąprzez zwis na skutek utraty ładunku. Proces ten trwa, aż temperatura odniesienia, zapewniana przez diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28, jest równa średniej temperaturze obserwowanej sceny odpowiadającej trzeciej linii analizowania 148. Błąd wprowadzany do mierzonego zmniejszenia napięcia przez ten zwis staje się coraz mniejszy w każdym następnym cyklu, jak to można przedstawić za pomocą pierwszej, drugiej i trzeciej linii analizowania 140, 144, 148 na fig. 7.

Komputer 36 odbiera informacje opisujące zmiany sygnału wyjściowego temperatury sceny z zespołu elektronicznego 35, który przetwarza sygnały z detektora Dl. Odbiera on również informacje o sygnale wejściowym prądu polaryzacji dla diody emitującej promieniowanie podczerwone 28 z tego samego źródła. Wyświetlacz jest przeznaczony do przedstawiania zmian sceny nałożonych na temperaturę bezwzględną podawaną przez wzorcową diodę podczerwoną, która, ponieważ działanie diody emitującej promieniowanie podczerwone 28 jest kalibrowane, jest wyprowadzana ze znajomości prądu polaryzacji. Kiedy różnica pomiędzy wzorcowym strumieniem promieniowania podczerwonego emitowanego przez diodę emitującąpromieniowanie podczerwone 28 a średnim poziomem emitowanym ze sceny 22 zmniejszy się, wówczas dla obrazu termicznego przywracana jest bezwzględna temperatura sceny niezależnie od temperatury obserwowanej sceny, i maleją wady obrazu spowodowane przez zwis i przeciągnięcie.

Figura 8 dotyczy drugiego przykładu realizacji wynalazku. Rysunek ten przedstawia schematycznie detektor Dl jako jedną część składową pola detektora (nie pokazano), wraz ze swym przyporządkowanym elektronicznym obwodem przetwarzania 80. Każdy detektor Dl jest dołączony do obwodu RC, zawierającego kondensator sprzęgający Cl i rezystor Rl. Wyjście tego obwodu jest wejściem wzmacniacza 82. Komputer 94 odbiera sygnały z tego wzmacniacza 82 oraz (jak pokazano strzałkami 93) z pewnej liczby innych wzmacniaczy (nie pokazano), z których każdy jest dołączony do odpowiedniego elementu detekcyjnego pola i obwodu równoważnego pokazanemu. Sygnały wyjściowe komputera 94 są podawane na pojedyncze urządzenie zobrazowania 38. Drugi rezystor R2 ma znacznie mniejszą rezystancję niż Rl, a więc kiedy włącznik 84 jest zwarty, kondensator Cl rozładowuje się poprzez rezystor R2. Prąd płynący przez rezystor R2 jest całkowany i magazynowany w obwodzie całkującym 86. Obwód sumowania 92 uśrednia sygnały odebrane z kilku obwodów całkujących, które działająw taki sam sposób jak obwód całkujący 86, i podaje wynikową informację na obwód sterowania 88. Obwód stero

181 390 wania 88 reguluje prąd płynący przez diodę emitującąpromieniowanie podczerwone 28 w odpowiedzi na siłę sygnału odbieranego z obwodu sumowania 92.

W tym przykładzie wykonania mechanizm analizujący (me pokazano) kieruje promieniowanie podczerwone z interesującej sceny (nie pokazano) na pole detektorów Dl. Elementy o podobnych oznaczeniach cyfrowych pełnią taką samą funkcję, jak elementy z fig. 4. W celu odtworzenia obrazu cieplnego z pola detektora komputer 94 przetwarza jednak sygnały z tego wzmacniacza 82, jak również z innych wzmacniaczy, z których każdy jest dołączony w sposób pokazany na tym przykładzie do jednego elementu detekcyjnego tego pola. Sygnały z różnych detektorów są łączone przez komputer 94, tam gdzie jest to odpowiednie, i są podawane na pojedyncze urządzenie zobrazowania 38. Pojedynczy obwód sumujący 92 odbiera sygnały z każdego zespołu całkującego, takiego jak zespół 86, który jest przypisany pojedynczemu elementowi detektora Dl. Sygnały pojawiające się po zakończeniu identycznych linii analizowania sąuśredniane przez obwód sumujący 92 przed podaniem na obwód sterowania 88. Każdy sygnał odpowiada różnicy pomiędzy średnią temperaturą próbkowanej sekcji sceny a temperaturą diody podczerwonej, stanowiącej źródło odniesienia. Prąd płynący poprzez diodę emitującąpromieniowanie podczerwone 28 jest regulowany w celu zmniejszenia do minimum średniej zmierzonej różnicy temperatur na wszystkich detektorach w polu.

W dalszym przykładzie realizacji wynalazku zastosowano przetwarzanie cyfrowe, by zapewnić sprzężenie zwrotne do regulacji natężenia diody podczerwonej. Informacja sceny zostaje przetworzona do postaci cyfrowej. Wyjście z każdego detektora Dl jest sprzężone dla prądu przemiennego poprzez wzmacniacz i zespół mnożący z przetwornikiem analogowo-cyfrowym. Wyjście z tego przetwornika analogowo-cyfrowego podawane jest do pamięci obrazu. Wyjściowy sygnał napięciowy, kiedy zespół zobrazowania obserwuje wzorcową diodę emitującą promieniowanie podczerwone 28, jest odejmowany od zapamiętanych sygnałów wyjściowych napięcia wzdłuż linii sceny. Daje to miarę stopnia należnej regulacji natężenia prądu przez diodę podczerwoną, w celu zrównania średniego sygnału wyjściowego detektora przy obserwowaniu sceny z sygnałem wyjściowym przy obserwowaniu diody podczerwonej. Ten przykład realizacji zapewnia większą elastyczność, ponieważ umożliwia dopasowanie wyjścia diody podczerwonej raczej tylko do części sceny, a nie do średniej emisji z całego obszaru.

181 390

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób termicznego zobrazowania odległej sceny o średnim natężeniu promieniowania, w którym kieruj e się promieniowanie z części odległej sceny na detektor podczas fazy wytwarzania obrazu oraz kieruje się promieniowanie z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, znamienny tym, że kieruje się promieniowanie z lokalnego źródła promieniowania na detektor (Dl) podczas fazy kalibracji, przy czym lokalne źródło promieniowania ma wyj ściowe natężenie promieniowania regulowane przez prąd polaryzacj i, po czym porównuj e się średnie natężenia promieniowania odległej sceny (22) z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania, a następnie reguluje się prąd polaryzacji lokalnego źródła promieniowania tak, że wyjściowe natężenie promieniowania tego źródła zbliża się do średniego natężenia promieniowania odległej sceny (22), przeciwdziałając zjawiskom spadku i zaniżenia w systemie, po czym konstruuje się obraz cieplny odległej sceny (22) przez superpozycję zmian temperatury w tej scenie na temperaturę odniesienia uzyskanąz prądu polaryzacji lokalnego źródła promieniowania.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap kierowania promieniowania z lokalnego źródła promieniowania na detektor (Dl) podczas fazy kalibracji, w którym lokalne źródło promieniowania ma wyjściowe natężenie promieniowania regulowane przez prąd polaryzacji oraz etap porównywania średniego natężenia promieniowania odległej sceny (22) z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania, są powtarzane okresowo, aby wyjściowe natężenie promieniowania lokalnego źródła promieniowania zbliżyło się do średniego natężenia promieniowania odległej sceny (22) poprzez mechanizm sprzężenia zwrotnego.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że lokalnym źródłem promieniowania jest dioda emitująca promieniowanie podczerwone (28).
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że lokalnym źródłem promieniowaniajest dioda emitująca promieniowanie podczerwone (28) z materiału na bazie tellurku kadmowo-rtęciowego lub antymonku indu.
5. Analizujący zespół termicznego zobrazowania do wytwarzania obrazu odległej sceny o średnim natężeniu promieniowania, zawierający detektor, lokalne źródło promieniowania, posiadające zmienne wyjściowe natężenie promieniowania oraz środki do kierowania promieniowania pochodzącego od części odległej sceny na detektor podczas fazy wytwarzania obrazu i z lokalnego źródła promieniowania na detektor podczas fazy kalibracji, znamienny tym, że zawiera środki porównawcze do porównywania średniego natężenia promieniowania odległej sceny (22) z wyjściowym natężeniem promieniowania lokalnego źródła promieniowania i środki sterowania do regulowania wyjściowego natężenia promieniowania lokalnego źródła promieniowania tak, że zbliża się ono do średniego natężenia promieniowania odległej sceny (22), przeciwdziałając zjawiskom opadania i zaniżenia w termicznym zespole zobrazowania (10).
6. Analizujący zespół według zastrz. 5, znamienny tym, ze środki porównawcze zawierają kondensator (Cl), przeznaczony do magazynowania składowej stałoprądowej sygnału wyjściowego detektora (Dl) w fazie zobrazowania, środki rozładowania kondensatora (Cl) podczas fazy kalibracji i środki całkowania przeznaczone do odbierania i całkowania prądu wytwarzanego podczas rozładowywania kondensatora (Cl).
7. Analizujący zespół według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że natężenie promieniowania wyjściowego lokalnego źródła promieniowaniajest sterowane przez prąd polaryzujący.
8. Analizujący zespół według zastrz. 7, znamienny tym, że środki sterowania dostosowują wyjściowe natężenie promieniowania lokalnego źródła promieniowania przez regulację wartości i kierunku prądu polaryzacji.

181 390
9. Analizujący zespół według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera ponadto środki wyświetlania, przeznaczone do wyświetlania zmian temperatury odległej sceny (22) nałożonych na poziom temperatury odpowiadający wyjściowemu natężeniu promieniowania lokalnego źródła promieniowania, aby utworzyć obraz cieplny, który wskazuje temperaturę bezwzględną.
10. Analizujący zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera ponadto środki wyświetlania przeznaczone do wyświetlania zmian temperatury odległej sceny (22) nałożonych na poziom temperatury odpowiadający wyjściowemu natężeniu promieniowania lokalnego źródła promieniowania, aby utworzyć obraz cieplny, który wskazuje temperaturę bezwzględną, a ponadto poziom temperatury odpowiadający wyjściowemu natężeniu promieniowania lokalnego źródła promieniowania jest wytwarzany z prądu polaryzującego.
11. Analizujący zespół według zastrz. 5 albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że lokalnym źródłem promieniowania jest dioda emitująca promieniowanie podczerwone (28).
12. Analizujący zespół według zastrz. 11, znamienny tym, że dioda emitująca promieniowanie podczerwone (28) jest wykonana z materiału na bazie tellurku kadmowo-rtęciowego lub antymonku indu.

* * *