专利名称：紫外数码相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主要用于残留指纹、掌纹、划痕等残留痕迹的提取，输变电系统电晕放 电检测和火警监测及其其他紫外图像信号的拍摄和分析的便携式紫外图像数字照像、摄像装置。
背景技术：
紫外图像数字照像、摄像装置在公安刑侦中对残留指纹、掌纹、划痕等残留痕迹的采集 提取，在输变电系统中对电晕放电检测和火警监测及其其他紫外图像信号的拍摄和分析均具 有广泛应用，但目前这些领域应用的紫外图像数字照像、摄像装置，普遍存在结构复杂，笨
重，操作难度大，使用不方便，工作不稳定，工作效率低的缺点。例如CN2610846公开的
一种用于显现残留指纹、掌纹、汗迹、血迹等痕迹的紫外图像观察仪，由于结构的原因，就 仍存在使用不方便，工作效率低的缺点。而现有的用于输变电系统中对电暈放电检测的紫外 摄像装置则大多结构复杂，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是设计一种便于携带和操作方便，能工作在日盲紫外谱段的高灵敏度、高 分辨率的紫外数码相机，以满足紫外图像提取和分析的需要。
本发明采用以下技术方案所设计的紫外数码相机的结构，包括有紫外成像物镜、固
定接环、紫外干涉滤光片、紫外像增强器、光纤锥体图像耦合器、CCD或CMOS图像传感器、
数字图像数据处理电路、存储器、显示屏和机壳，所述的紫外成像物镜通过卡口结构与固定 接环连接，固定接环与紫外干涉滤光片连接，紫外干涉滤光片与紫外像增强器连接并组合在
一起，紫外像增强器通过光纤锥体图像耦合器与CCD或CMOS图像传感器耦合连接，CCD 或CMOS图像传感器的输出信号经数字图像数据处理电路处理后分两路输出， 一路输入显示 屏显示，另一路输入存储器存储。
本紫外数码相机釆用常规的快门控制装置和电源驱动装置。
本发明的工作原理如图l所示目标的紫外图像由紫外成像物镜经紫外干涉滤光片成像 在紫外像增强器的输入面(光阴极)上，该紫外图像被紫外像增强器转换和增强后变成亮度 满足后续摄像系统(CCD或CMOS图像传感器)要求的可见光图像输出，摄像系统的作用是 将光学图像信号转换成电学数字信号，该信号经数字处理电路处理后分别输入显示屏和存储 器作实时显示和记录。工作时，紫外成像镜头将目标的成像在紫外像增强器的输入阴极面上， 如果目标为紫外自发光物体(如电晕放电、火焰、等离子放电等)，相机工作时不需要光源， 否则就必须对目标用紫外光源照射。
在本紫外数码相机中，所说的紫外成像物镜使用标准紫外镜头，采用卡口结构与固定接环联结，固定接环用螺纹与机壳连接；固定接环的功能一是可根据需要通过调换不同长度的 接环调节镜头成像面的位置，二是用来固定紫外像增强器，避免其轴向移动；所说的紫外干 涉滤光片的作用一是滤除紫外信号光以外的其它谱段的光，提高输出信号的信噪比，二是防 止强背景光输入时像增强器损坏；所说的紫外像增强器的作用是将紫外光(不可见)图像转 变成可见光图像。紫外干涉滤光片与紫外像增强器的输入窗相贴合而组合成一体。紫外像增 强器的输出图像由光纤锥体图像耦合器耦合到CCD或CMOS图像传感器，紫外像增强器的 输出面和光纤锥体图像耦合器的输入端面之间以及光纤锥体图像耦合器的输出端面与CCD 或CMOS图像传感器之间均使用折射率匹配耦合介质紧贴胶合，采用这样的结构，实现了从 增强器输出到摄像传感靶面的图像传输，与光学耦合方式相比信号的光能耦合效率提高了 1-1.5个数量级，同时简化了结构、提高了可靠性和耐震动性、减小了装置体积和重量。
本紫外数码相机可工作在200 300nm波段(日盲紫外波段)，由电池供电，同时提供市 电接口，采用常规的快门控制装置和电源驱动装置，并可提供下述常规配套技术菜单式操 作界面，包括分辨率设定、拍摄方式设定、图片规格设定和曝光方式设定等；有拍照和摄像 两种工作模式，通过操作键和设置界面配合进行；图像由液晶显示器实时显示，并有回放功 能；数据存储采用半导体存储介质。
本紫外数码相机的结构简单合理，体积小，重量轻，具有操作简单，分辨率高纪录数据 量大，数据交换方便、快捷等优点，可满足紫外图像信号的检测、拍摄和记录等应用要求， 可用于残留指纹、掌纹、划痕等残留痕迹的提取，输变电系统电晕放电检测和火警监测及其 其他紫外图像信号的拍摄和分析。在公安刑侦、火灾监测和预警、输变电系统巡检和故障检 测、生物医学研究等领域有广泛的应用。
图1是本紫外数码相机的结构示意图； 图2是本紫外数码相机的工作原理图； 图3是本紫外数码相机的背面外观结构图； 图4是本紫外数码相机的俯视外观结构图； 图5显示本紫外数码相机拍摄到的木门上汗液指纹图像； 图6显示本紫外数码相机拍摄到的纸张上的汗液指纹图像； 图7显示本紫外数码相机拍摄到的普通墙壁上汗液指纹图像； 图8显示本紫外数码相机拍摄到的塑料袋上汗液指纹图像。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明实施例的结构细节作进一步的详细说明
本紫外数码相机实施例的组成结构如图1所示，本相机包括有紫外成像物镜1、固定接环2、紫外干涉滤光片3、紫外像增强器4、光纤锥体图像耦合器5、 CCD图像传感器6、存 储器(SD卡)7、数字图像数据处理电路8、显示屏9和机壳10。紫外成像物镜l通过卡口 结构与固定接环2连接，固定接环2通过螺纹与机壳10连接，固定接环2之后连接紫外干涉 滤光片3，紫外千涉滤光片3与紫外像增强器4的输入窗相贴合而组合成一体，紫外像增强 器4通过光纤锥体图像耦合器5与CCD图像传感器6耦合连接，CCD图像传感器6的输出 信号经数字图像数据处理电路8处理后分两路输出， 一路输入显示屏9显示，另一路输入存 储器(SD卡)7存储。本相机的工作原理如下(如图2所示)紫外成像物镜1将目标A的 成像在紫外像增强器4的输入阴极面上，如果目标A为紫外自发光物体(如电晕放电、火焰、 等离子放电等)，相机工作时不需要光源B,否则就必须对目标用紫外光源B照射；紫外像增 强器4 (由紫外像增强器的电源ll驱动)将紫外图像转换成可见光图像输出，并使输出光能 得到几个数量级的增强，有效地提高了装置的探测灵敏度，，光纤锥体图像耦合器5将紫外像 增强器4的输出图像高效率转移到CCD图像传感器6的输入端，这与光学耦合方式相比光能 耦合效率提高了 1-1.5个数量级，并简化结构、相机调试和使用方式，CCD图像传感器6和 数字图像数据处理电路8将紫外像增强器输出的二维可见光图像变换成时序电信号，并通过 A/D转换电路把模拟信号数字化，进行相关处理并送到存储器(SD卡)7纪录和显示器10进 行实时图像显示，并可对已拍摄的图像随时回放。
本相机设有电源开关18和快门控制按钮17 (如图4所示)，快门控制装置和电源驱动装 置为常规装置；在本相机的背面设有菜单设置按键12、工作指示灯13、液晶显示屏9和导向 按键15 (如图3所不)。与界面菜单配合设置的工作方式，包括设置图像采集模式、图像分 辨率、曝光时间、图像显示方式、信号存储设置、数据输出/输入控制、数据删除或保存设置 等。
图5-8分别显示用本相机实际拍摄到的木门上汗液指纹、纸张上的汗液指纹、普通墙壁 上汗液指纹和塑料袋十.汗液指纹的图像。 本相机达到的技术指标如下 响应光谱200nm---320nm; 有效象素500万； 影像大小 2560x1920;
电子快门 标准(1/90秒)，清晰(1/30秒)，超清晰(2秒)；
感光度 100 / 200 (相等于ISO);
存储介质 SD存储卡；
显示 3.5英寸LED显示屏；
视频输出 NTSC/PAL;
其他 USB2.0接口、具有即时回放功能。
权利要求
1.一种紫外数码相机，其特征在于包括有紫外成像物镜、固定接环、紫外干涉滤光片、紫外像增强器、光纤锥体图像耦合器、CCD或CMOS图像传感器、数字图像数据处理电路、存储器、显示屏和机壳，所述的紫外成像物镜通过卡口结构与固定接环连接，固定接环与紫外干涉滤光片连接，紫外干涉滤光片与紫外像增强器连接并组合在一起，紫外像增强器通过光纤锥体图像耦合器与CCD或CMOS图像传感器耦合连接，CCD或CMOS图像传感器的输出信号经数字图像数据处理电路处理后分两路输出，一路输入显示屏显示，另一路输入存储器存储。
2、 根据权利要求1所述的紫外数码相机，其特征在于所述的紫外像增强器的输出面和光 纤锥体图像耦合器的输入端面之间以及光纤锥体图像耦合器的输出端面与CCD或CMOS图 像传感器之间均使用折射率匹配耦合介质紧贴胶合。
全文摘要
一种紫外数码相机，其结构包括有紫外成像物镜、固定接环、紫外干涉滤光片、紫外像增强器、光纤锥体图像耦合器、CCD或CMOS图像传感器、数字图像数据处理电路、存储器、显示屏和机壳，紫外成像物镜经固定接环与紫外干涉滤光片连接，紫外干涉滤光片与紫外像增强器连接并组合在一起，紫外像增强器通过光纤锥体图像耦合器与CCD或CMOS图像传感器耦合连接，CCD或CMOS图像传感器的输出信号经数字图像数据处理电路处理后输入显示屏和存储器。本相机便于携带，操作方便，可工作在日盲紫外谱段，具有高灵敏度、高分辨率的优点，可满足紫外图像提取和分析的需要。
文档编号H04N5/225GK101540838SQ20091003898
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者万建刚, 庞其昌, 李弥高, 景 林, 罗旭东, 浩 裴 申请人:广州星博科仪有限公司