基本介紹
基本簡介,工作原理,優勢介紹,成像精確度高,測量範圍廣,主要用途,工作原理,未來套用,
基本簡介
遠程雷射相機是一款新型照相機，它能用雷射掃描幾乎任何物體，甚至能夠在一公里外進行拍攝和捕捉物體圖像。它在2013年4月由英國愛丁堡赫瑞瓦特大學的物理學家研製開發。
赫瑞瓦特大學的研究員昂格斯·麥卡錫稱：“我們使用了一種低功率方法來獲取遠距離外普通小型目標的深度圖像，相信五年內就可造出完全攜帶型的輕型深度成像儀。”
工作原理
遠程雷射相機的工作原理是雷射射到遠處物體上後會反射回來，相機隨後會測量雷射傳回探測器的時間。
優勢介紹
成像精確度高
相機的成像精確度達到了毫米級別，能拍攝到一公里以外的物體，而經改造完善的相機拍攝距離甚至有望擴大至10公里。
測量範圍廣
在進一步修改系統圖像處理軟體後，該相機的技術也可用於測量物體的速度和方向。
主要用途
可用於掃描物體
遠程雷射相機主要用於掃描諸如車輛等物體，但無法探測到皮膚。原因在於皮膚反射雷射的方式與大多數物體的反射方式不同。因此希望逃脫此相機掃描的人可選擇赤身裸體。
除了捕捉物體圖像，此項技術也可用來記錄岩石的運動及植物的生長過程。
可用於測量物體的速度和方向
除了掃描一般物體之外，遠程雷射相機的技術還可用於測量物體的速度和方向。
一般用於醫用和軍事偵察
醫用雷射照相機是現代醫學成像系統中最先進的硬拷貝技術。如今廣泛地套用於CR、CT、MRI、DSA等數位化醫學影像檢查設備。由於計算機X線攝影(computed radioyraphy,CR)系統使用的是數位化成像技術,可以將所得的信息按診斷的要求進行圖像處理,為X線影像的長期保存和高效率的檢索提供了可能性。
雷射照相機的基本結構和功能雷射照相機主要由雷射發生器、信號處理器、超聲調光器、光學掃描器、膠片傳輸系統和供片庫等所組成。
醫用雷射照相機是現代醫學成像系統中最先進的硬拷貝技術。如今廣泛地套用於CR、CT、MRI、DSA等數位化醫學影像檢查設備。由於計算機X線攝影(computed radioyraphy,CR)系統使用的是數位化成像技術,可以將所得的信息按診斷的要求進行圖像處理,為X線影像的長期保存和高效率的檢索提供了可能性。
雷射照相機的基本結構和功能雷射照相機主要由雷射發生器、信號處理器、超聲調光器、光學掃描器、膠片傳輸系統和供片庫等所組成。
工作原理
1 雷射相機一般工作原理
雷射相機的光源為雷射束，雷射束通過發散透鏡系統投射到一個轉動的多稜鏡再折射，折射後的雷射束通過聚焦透鏡系統列印在膠片上。
雷射束的強度可以由調節器調整，調節器受數位訊號控制。成像裝置把圖像的像素單元值以數字的方式輸入到雷射印表機的存儲器中，直接控制每一個像素單元的雷射曝光強度。如果計算機按順序輸出雷射束膠片位置的同期信息，則可以將順序不同的電信號作為平面影像由雷射照到膠片上。曝光後，膠片再經顯影、定影處理，從而獲得照片圖像。
2 雷射相機工作過程
當雷射相機接通電源後，機器控制系統(MCS)對中央處理器(CPU)和傳遞系統進行自檢。自檢完成後，MCS傳送硬體
復位指令到圖像管理系統(/MS)，使IMS初始化。上述程式工作的同時，膠片乾燥系統加熱；如果是濕式相機，紅外線加熱器對顯、定影液加熱。~iReady燈亮時，說明雷射相機已準備完畢，可以使用。操作者用鍵盤存儲按鈕存儲每一幅圖像，並向多路器(MMV)送出指令和圖像數據。MMV接到指令後，由CPU控制輸出編排器，根據操作者的設定，將雷射相機圖像編排成行並放大．然後，將圖像數據從數字轉化成模擬信號。當雷射發生器工作正常後，圖像模擬信號控制雷射調製器，用以改變雷射束的明暗度，通過一系列透鏡聚焦和反光鏡(約10個)把雷射束傳送到膠片上。在此過程中，利用光敏探測器從一個固定光束分流鏡中連續不斷地採集信號，反饋到雷射發生器，使源雷射束保持穩定不變。用旋轉光束分流鏡控制光束傳送到膠片上使其感光，這種方式稱為X軸快速掃描。照相機櫃內的鼓是以固定速度傳送膠片的，這種方式稱為Y軸慢速掃描。這樣，相機以6o0行/秒圖像數據傳輸速度準確地複製全部圖像。
膠片由供片的儲存暗盒(可容納100張雷射片)自動提供，在引導軸傳送下裝載在專用的列印滾筒上，滾筒隨即轉到列印位置。此時，雷射束按照計算機及矩陣指令，把圖像像素單元PIX—EL灰度值的數位化密度傳人雷射相機存儲器中，直接控制每一個像素單元的雷射曝光時間進行強弱改變。雷射束通過多稜鏡的旋轉進行掃描列印。在全部曝光過程中，滾筒和雷射束精確地同步運動，根據主機成像裝置編排的版面和圖像尺寸，選擇多幅照片的圖像聯合和排列，用操作盤來完成，進行列印。一幅圖像的矩陣像素為4kx5k，待全部圖像列印完，膠片即被傳輸到接片盒內或傳輸到自顯機內，自動沖洗。
3 雷射相機組成結構
3．1 濕式雷射相機
濕式雷射相機的結構主要由6部分組成：開關電源、影像控制系統(IMS)、抓片機構控制系統(PCB)、雷射列印控制系統、膠片傳動控制系統(MCS)、自動沖洗單元。各部分主要功能如下：
(1)開關電源：為雷射相機各工作單元提供相適應的工作電源。
(2)影像控制系統：負責把主機的圖像信號進行整理，根據需要進行分格排版；同時，可對圖像對比度、密度進行調節等。由計算機控制的影像控制系統是雷射相機的核心。相機的圖像信號傳遞到雷射相機後，要經過一系列的處理修正，調整圖像的尺寸、大小、版面。雷射頭依據排版後的圖像信號輸出強弱不同的雷射，從而完成對膠片的掃描過程。雷射相機的處理能力決定了相機的圖像質量、適應能力和套用範圍。
(3)抓片機構控制系統：負責將需要掃描的膠片抓起，送人雷射掃描區。
(4)雷射列印控制系統：濕式雷射列印控制系統由雷射掃描和膠片傳送2部分組成。排版完成的圖像信號，通過控制電路轉變為雷射掃描所需的光信號。雷射束經校準後按“行式掃描”(從左至右)在膠片上形成圖像信號的潛影。膠片傳遞系統在伺服系統控制的高精度電機帶動下，保證在雷射器進行掃描時，帶動膠片在Y軸方向勻速的向前移動通過掃描區，從而完成整張膠片的掃描(列印)過程。
(5)膠片傳動控制系統：負責膠片的整個傳送過程。
(6)自動沖洗單位：雷射相機和自動洗片機連線在一起，使列印形成潛影后的膠片不進入收片盒， 而直接進入洗片機進行沖洗。
3．2 乾式雷射相機
乾式雷射相機的結構主要由6部分組成：開關電源、影像控制系統(IMS)、抓片機構控制系統(PCB)、雷射列印控制系統、膠片傳動控制系統(MCS)、膠片顯影旋轉加熱系統。各部分主要功能如下：
(1)開關電源、影像控制系統、抓片機構控制系統、膠片傳遞控制系統這4部分功能與濕式雷射相機大體相同。
(2)雷射列印控制系統：與濕式雷射相機不同，乾式雷射相機在雷射列印過程中，膠片始終處於靜止狀態，雷射束在膠片X軸和Y軸方向上的掃描全由雷射頭上所附帶的控制機構完成。廠家或型號不同的雷射相機，其掃描方式也不同。
(3)膠片顯影旋轉加熱系統：該系統將雷射掃描後的膠片進行加熱而使其顯影，從而完成濕式雷射相機中自動洗片機的顯影、定影、水洗、烘乾等工作。
4 雷射相機的維護與保養
無論是乾式還是濕式雷射相機，其使用說明書中均提供了維護保養的說明與方法，應嚴格按照說明書的要求仔細操作。如果相機出現故障，可按照故障提示進行一般的處理；對於較複雜的故障．建議找廠家工程技術人員維修。
4．1 濕式雷射相機
(1)機房內濕度宜保持在2O℃左右，並保持適當的通風和乾燥。因為，藥液揮發出的酸鹼氣體和室內潮濕的空氣對機器的電路與元器件有一定的鏽蝕作用，易引起機器工作不良或發生故障。
(2)根據洗片量和藥液的衰減程度定期更換藥液，每次更換藥液時應徹底清洗顯影、定影及水洗槽，清除各處的結晶物。認真清洗、擦拭各液面探頭，使其保持良好的工作狀態。認真仔細地刷洗各洗片滾軸，注意避免損傷齒輪和滾軸表面。更換藥液或清洗時應使用專用擋板擋在顯影槽上， 以免藥液沿膠片進口濺入印表機。每次更 換藥液時可手工將顯、定影槽加滿藥液，以防探頭出現工作不良時燒毀熱棒。水洗槽的進水用過濾棒過濾，防止水中的雜質污染膠片而影響照片的圖像質量。藥液更換完畢，開機觀察顯示面板信息，並注意各部分動作的聲音是否正常。機器自檢加熱完畢並顯示“on line”後，方可列印膠片。
4．2 乾式雷射相機
4．2．1 乾式雷射相機維護的安全指導
(1)電氣或機器故障只能由有經驗的人員進行維修；(2)切勿替換或拆卸集成的安全裝置；(3)切勿遮蓋通風口；(4)不要給印表機加潤滑油；(5)進行任何維護工作前，務必關閉設備並從插座中拔下電源線(未關閉電源時，可以清除膠片卡塞或清潔印表機熱敏頭)。
4．2．2 乾式雷射相機的表面清潔
(1)關閉設備；(2)從插座上拔下電源插頭；(3)用乾淨、柔軟的濕布擦拭表面。如果需要，可使用適量的肥皂水或洗潔劑清洗，但切勿使用氨基清潔劑。清潔時要小心謹慎，切勿使任何液體進入電源線端El或流人相機內部；(4)插上電源後開啟
設備。
4-2．3 雷射頭的清潔
(1)關閉電源；(2)按照相機說明書打開設備；(3)用浸有少量乙醇不起毛的布，沿同一個方向輕輕地擦拭，不要將布抬起，切勿對雷射頭施加任何壓力，以免造成損壞；(4)安裝好設備，開啟電源。
4．2．4 雷射相機卡片
雷射相機發生卡片時，一般有故障提示：Film Jam。造成卡片的原因很多 。如：膠片輸入盤無法送片、傳動軸軸問摩擦力不匹配、感測器失靈、突然停電等。因此，需要認真分析，準確判斷卡片位置，對症下藥，清除被卡的膠片。
雷射相機的光源為雷射束，雷射束通過發散透鏡系統投射到一個轉動的多稜鏡再折射，折射後的雷射束通過聚焦透鏡系統列印在膠片上。
雷射束的強度可以由調節器調整，調節器受數位訊號控制。成像裝置把圖像的像素單元值以數字的方式輸入到雷射印表機的存儲器中，直接控制每一個像素單元的雷射曝光強度。如果計算機按順序輸出雷射束膠片位置的同期信息，則可以將順序不同的電信號作為平面影像由雷射照到膠片上。曝光後，膠片再經顯影、定影處理，從而獲得照片圖像。
2 雷射相機工作過程
當雷射相機接通電源後，機器控制系統(MCS)對中央處理器(CPU)和傳遞系統進行自檢。自檢完成後，MCS傳送硬體
復位指令到圖像管理系統(/MS)，使IMS初始化。上述程式工作的同時，膠片乾燥系統加熱；如果是濕式相機，紅外線加熱器對顯、定影液加熱。~iReady燈亮時，說明雷射相機已準備完畢，可以使用。操作者用鍵盤存儲按鈕存儲每一幅圖像，並向多路器(MMV)送出指令和圖像數據。MMV接到指令後，由CPU控制輸出編排器，根據操作者的設定，將雷射相機圖像編排成行並放大．然後，將圖像數據從數字轉化成模擬信號。當雷射發生器工作正常後，圖像模擬信號控制雷射調製器，用以改變雷射束的明暗度，通過一系列透鏡聚焦和反光鏡(約10個)把雷射束傳送到膠片上。在此過程中，利用光敏探測器從一個固定光束分流鏡中連續不斷地採集信號，反饋到雷射發生器，使源雷射束保持穩定不變。用旋轉光束分流鏡控制光束傳送到膠片上使其感光，這種方式稱為X軸快速掃描。照相機櫃內的鼓是以固定速度傳送膠片的，這種方式稱為Y軸慢速掃描。這樣，相機以6o0行/秒圖像數據傳輸速度準確地複製全部圖像。
膠片由供片的儲存暗盒(可容納100張雷射片)自動提供，在引導軸傳送下裝載在專用的列印滾筒上，滾筒隨即轉到列印位置。此時，雷射束按照計算機及矩陣指令，把圖像像素單元PIX—EL灰度值的數位化密度傳人雷射相機存儲器中，直接控制每一個像素單元的雷射曝光時間進行強弱改變。雷射束通過多稜鏡的旋轉進行掃描列印。在全部曝光過程中，滾筒和雷射束精確地同步運動，根據主機成像裝置編排的版面和圖像尺寸，選擇多幅照片的圖像聯合和排列，用操作盤來完成，進行列印。一幅圖像的矩陣像素為4kx5k，待全部圖像列印完，膠片即被傳輸到接片盒內或傳輸到自顯機內，自動沖洗。
3 雷射相機組成結構
3．1 濕式雷射相機
濕式雷射相機的結構主要由6部分組成：開關電源、影像控制系統(IMS)、抓片機構控制系統(PCB)、雷射列印控制系統、膠片傳動控制系統(MCS)、自動沖洗單元。各部分主要功能如下：
(1)開關電源：為雷射相機各工作單元提供相適應的工作電源。
(2)影像控制系統：負責把主機的圖像信號進行整理，根據需要進行分格排版；同時，可對圖像對比度、密度進行調節等。由計算機控制的影像控制系統是雷射相機的核心。相機的圖像信號傳遞到雷射相機後，要經過一系列的處理修正，調整圖像的尺寸、大小、版面。雷射頭依據排版後的圖像信號輸出強弱不同的雷射，從而完成對膠片的掃描過程。雷射相機的處理能力決定了相機的圖像質量、適應能力和套用範圍。
(3)抓片機構控制系統：負責將需要掃描的膠片抓起，送人雷射掃描區。
(4)雷射列印控制系統：濕式雷射列印控制系統由雷射掃描和膠片傳送2部分組成。排版完成的圖像信號，通過控制電路轉變為雷射掃描所需的光信號。雷射束經校準後按“行式掃描”(從左至右)在膠片上形成圖像信號的潛影。膠片傳遞系統在伺服系統控制的高精度電機帶動下，保證在雷射器進行掃描時，帶動膠片在Y軸方向勻速的向前移動通過掃描區，從而完成整張膠片的掃描(列印)過程。
(5)膠片傳動控制系統：負責膠片的整個傳送過程。
(6)自動沖洗單位：雷射相機和自動洗片機連線在一起，使列印形成潛影后的膠片不進入收片盒， 而直接進入洗片機進行沖洗。
3．2 乾式雷射相機
乾式雷射相機的結構主要由6部分組成：開關電源、影像控制系統(IMS)、抓片機構控制系統(PCB)、雷射列印控制系統、膠片傳動控制系統(MCS)、膠片顯影旋轉加熱系統。各部分主要功能如下：
(1)開關電源、影像控制系統、抓片機構控制系統、膠片傳遞控制系統這4部分功能與濕式雷射相機大體相同。
(2)雷射列印控制系統：與濕式雷射相機不同，乾式雷射相機在雷射列印過程中，膠片始終處於靜止狀態，雷射束在膠片X軸和Y軸方向上的掃描全由雷射頭上所附帶的控制機構完成。廠家或型號不同的雷射相機，其掃描方式也不同。
(3)膠片顯影旋轉加熱系統：該系統將雷射掃描後的膠片進行加熱而使其顯影，從而完成濕式雷射相機中自動洗片機的顯影、定影、水洗、烘乾等工作。
4 雷射相機的維護與保養
無論是乾式還是濕式雷射相機，其使用說明書中均提供了維護保養的說明與方法，應嚴格按照說明書的要求仔細操作。如果相機出現故障，可按照故障提示進行一般的處理；對於較複雜的故障．建議找廠家工程技術人員維修。
4．1 濕式雷射相機
(1)機房內濕度宜保持在2O℃左右，並保持適當的通風和乾燥。因為，藥液揮發出的酸鹼氣體和室內潮濕的空氣對機器的電路與元器件有一定的鏽蝕作用，易引起機器工作不良或發生故障。
(2)根據洗片量和藥液的衰減程度定期更換藥液，每次更換藥液時應徹底清洗顯影、定影及水洗槽，清除各處的結晶物。認真清洗、擦拭各液面探頭，使其保持良好的工作狀態。認真仔細地刷洗各洗片滾軸，注意避免損傷齒輪和滾軸表面。更換藥液或清洗時應使用專用擋板擋在顯影槽上， 以免藥液沿膠片進口濺入印表機。每次更 換藥液時可手工將顯、定影槽加滿藥液，以防探頭出現工作不良時燒毀熱棒。水洗槽的進水用過濾棒過濾，防止水中的雜質污染膠片而影響照片的圖像質量。藥液更換完畢，開機觀察顯示面板信息，並注意各部分動作的聲音是否正常。機器自檢加熱完畢並顯示“on line”後，方可列印膠片。
4．2 乾式雷射相機
4．2．1 乾式雷射相機維護的安全指導
(1)電氣或機器故障只能由有經驗的人員進行維修；(2)切勿替換或拆卸集成的安全裝置；(3)切勿遮蓋通風口；(4)不要給印表機加潤滑油；(5)進行任何維護工作前，務必關閉設備並從插座中拔下電源線(未關閉電源時，可以清除膠片卡塞或清潔印表機熱敏頭)。
4．2．2 乾式雷射相機的表面清潔
(1)關閉設備；(2)從插座上拔下電源插頭；(3)用乾淨、柔軟的濕布擦拭表面。如果需要，可使用適量的肥皂水或洗潔劑清洗，但切勿使用氨基清潔劑。清潔時要小心謹慎，切勿使任何液體進入電源線端El或流人相機內部；(4)插上電源後開啟
設備。
4-2．3 雷射頭的清潔
(1)關閉電源；(2)按照相機說明書打開設備；(3)用浸有少量乙醇不起毛的布，沿同一個方向輕輕地擦拭，不要將布抬起，切勿對雷射頭施加任何壓力，以免造成損壞；(4)安裝好設備，開啟電源。
4．2．4 雷射相機卡片
雷射相機發生卡片時，一般有故障提示：Film Jam。造成卡片的原因很多 。如：膠片輸入盤無法送片、傳動軸軸問摩擦力不匹配、感測器失靈、突然停電等。因此，需要認真分析，準確判斷卡片位置，對症下藥，清除被卡的膠片。
未來套用
遠程雷射相機通過使用低功率方法來獲取遠距離外普通小型目標的深度圖像，2018年前就可造出完全攜帶型的輕型深度成像儀。
