器組件包括：電 機10、掃描擺鏡11、點光源激光器12、光電位置傳感器13、控制電路板14、以及帶通濾波器 15，以下對本發(fā)明實施例的各個模塊進行詳細的說明。
[0044] 電機10,連接于掃描擺鏡11和控制電路板14,用于驅(qū)動所述掃描擺鏡11進行擺 動，并向所述控制電路板14發(fā)送驅(qū)動信號；優(yōu)選地，所述電機10為：直流電機10。
[0045] 所述掃描擺鏡11，用于在所述電機10的控制下進行擺動，并將點光源激光器12發(fā) 射的點光源激光反射到光電位置傳感器13 ;
[0046] 所述點光源激光器12,設(shè)置于所述掃描擺鏡11的非成像面即背面方向，用于向所 述掃描擺鏡11的非成像面發(fā)射點光源激光；
[0047] 所述光電位置傳感器13,設(shè)置于所述掃描擺鏡11的非成像面即背面方向，用于接 收所述掃描擺鏡11的非成像面反射的所述點光源激光，根據(jù)所述點光源激光生成掃描擺 鏡11轉(zhuǎn)動角度實時位置信號，并發(fā)送到所述控制電路板14 ;所述光電位置傳感器13具體 包括：光電轉(zhuǎn)換模塊、運算放大器模塊、專用除法器、微分電路、以及光耦，具體地：
[0048] 光電轉(zhuǎn)換模塊，用于接收所述掃描擺鏡11的非成像面反射的所述點光源激光，對 所述點光源激光從光信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸出點光源激光的光點位置XI和X2到運算放大 器模塊；
[0049] 所述運算放大器模塊，用于根據(jù)所述光點位置信號XI和X2生成X1-X2、和X1+X2 兩個信號，輸入到專用除法器；
[0050] 所述專用除法器，用于根據(jù)X1-X2信號、和X1+X2信號生成掃描擺鏡11轉(zhuǎn)動角度 實時位置信號AC_P0S，并將所述AC_P0S信號發(fā)送到微分電路，其中，所述AC_P0S信號與所 述掃描擺鏡11擺動的角度成線性比例；
[0051] 所述微分電路，用于根據(jù)所述AC_P0S信號生成脈沖方波信號；
[0052] 光耦，用于將所述脈沖方波信號進行耦合后輸入所述控制電路板14。
[0053] 所述控制電路板14,與所述電機10和所述光電位置傳感器13連接，用于在所述電 機10的驅(qū)動信號的驅(qū)動下，根據(jù)所述掃描擺鏡11轉(zhuǎn)動角度實時位置信號和所述掃描型熱 像儀要求的鋸齒波掃描擺鏡11基準信號進行合成，生成位置誤差信號，并經(jīng)過PID運算生 成位置誤差驅(qū)動控制信號，將所述位置誤差驅(qū)動控制信號發(fā)送到帶通濾波器15 ;所述所述 控制電路板14具體包括：FPGA、DA轉(zhuǎn)換芯片、PID自動調(diào)節(jié)模塊、運算放大器、以及射隨電 路，具體地：
[0054] FPGA，用于根據(jù)所述掃描擺鏡11的掃描位置生成SPI通訊命令，發(fā)送到DA轉(zhuǎn)換芯 片；
[0055] 所述DA轉(zhuǎn)換芯片，用于根據(jù)所述SPI通訊命令生成鋸齒波掃描控制基準信號0UT_ DA，對所述0UT_DA信號進行運放調(diào)理及偏置處理，生成鋸齒波掃描擺鏡11基準信號WAVE_ OUT。
[0056] PID自動調(diào)節(jié)模塊，用于接收所述WAVE_0UT信號和所述AC_P0S信號進行比例、積 分和微分調(diào)節(jié)，生成調(diào)節(jié)之后的PID_NUM信號并發(fā)送到運算放大器；
[0057] 所述運算放大器，用于對所述PID_NUM信號進行比例放大并發(fā)送到射隨電路；
[0058] 所述射隨電路，用于對放大后的所述PID_NUM信號進行前后級隔離，生成位置誤 差驅(qū)動控制信號PID_0UT。
[0059] 所述帶通濾波器15,與所述控制電路板14和所述電機10連接，用于對所述位置誤 差驅(qū)動控制信號進行陷波濾波和功率放大處理，生成驅(qū)動所述電機10的電機10驅(qū)動信號； 所述帶通濾波器15具體包括：
[0060] 功率放大器，用于對所述PID_0UT信號進行陷波濾波和功率放大處理，生成驅(qū)動 所述電機10的電機10驅(qū)動信號M0T0R+、MOTOR-。
[0061] 所述電機10進一步用于：根據(jù)所述電機10驅(qū)動信號帶動所述掃描擺鏡11至要求 位置。
[0062] 以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例的上述技術(shù)方案進行詳細說明。
[0063] 掃描器組件是二代掃描型熱像儀中的一個重要光機電部件，其性能的優(yōu)劣直接影 響著熱像儀的整體性能指標。本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)低功耗、高精度、小型化一維掃 描器組件的方法，在盡可能滿足高掃描精度（< 〇. 5個像素）和高環(huán)境適應(yīng)性（工作溫度 為-40°C~+70°C)的基礎(chǔ)上，大大減小熱像儀整機的體積，降低熱像儀的總功耗和成本，并 且保證良好的紅外成像效果。
[0064] 本發(fā)明實施例的掃描器組件主要用于二代掃描型熱像儀系統(tǒng)中，可以解決掃描器 組件功耗大、掃描精度低、環(huán)境適應(yīng)性差、體積重量大和價格高等問題，主要采用以下技術(shù) 手段實現(xiàn)的：
[0065] 圖2是本發(fā)明實施例的掃描器組件的實現(xiàn)示意圖，圖3是本發(fā)明實施例的掃描器 組件的實物示意圖，圖4是本發(fā)明實施例的掃描器組件的實現(xiàn)效果示意圖，圖5是本發(fā)明實 施例的未帶客體的掃描器組件的實現(xiàn)效果示意圖，圖6是本發(fā)明實施例的掃描器組件的實 現(xiàn)基本原理示意圖，如圖2-6所示，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案采用普通直流電機作為掃描 擺鏡的驅(qū)動機構(gòu)，利用點光源激光器照射掃描擺鏡的背面（非成像面），由高精度光電位置 傳感器（PSD)接收擺鏡背面的反射光源，PSD進行相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換后生成擺鏡轉(zhuǎn)動角度的 實時位置信號，電機驅(qū)動控制電路對擺鏡的實時位置反饋信號與熱像儀系統(tǒng)要求的擺鏡基 準信號進行合成，生成位置誤差信號，誤差信號經(jīng)PID運算產(chǎn)生驅(qū)動控制，經(jīng)驅(qū)動放大后， 帶動電機擺動至要求位置，從而實現(xiàn)擺鏡的高精度閉環(huán)控制。
[0066] 圖7是本發(fā)明實施例的高精度光電位置傳感器電路示意圖，如圖7所示，系統(tǒng)電源 板提供±12V、±5V電源輸入，經(jīng)過濾波處理之后給激光器和高精度光電位置傳感器（PSD) 提供工作電源。激光器加電后發(fā)射激光經(jīng)掃描擺鏡背面反射進入PSD光敏面，PSD輸出激 光光點的位置信號XI、X2。XI和X2通過運算放大器芯片0P484生成X1-X2、X1+X2兩個信 號。
[0067] 圖8是本發(fā)明實施例的位置信號除法及微分電路示意圖，如圖8所示，X1-X2、 X1+X2兩個信號輸入專用除法器AD734,然后由AD734生成激光光點位置信號AC_P0S，此信 號和擺鏡擺動的角度成線性比例關(guān)系，AC_P0S通過微分電路生成脈沖方波信號，經(jīng)過光耦 耦合輸入FPGA進行掃描位置判斷。
[0068] 圖9是本發(fā)明實施例的鋸齒波基準信號產(chǎn)生的電路示意圖，如圖9所示，F(xiàn)PGA根 據(jù)掃描的位置生成SPI通訊命令，控制DA轉(zhuǎn)換芯片TLV5618A生成鋸齒波掃描控制基準信 號0UT_DA，該信號經(jīng)過運放調(diào)理及偏置處理生成鋸齒波信號WAVE_0UT。
[0069] 圖10是本發(fā)明實施例的PID自動調(diào)節(jié)的電路示意圖，如圖10所示，鋸齒波信號 WAVE_0UT和激光光點位置信號AC_P0S作為輸入PID自動調(diào)節(jié)模塊，PID自動調(diào)節(jié)模塊同時 具備比例、積分和微分調(diào)節(jié)，生成調(diào)節(jié)之后的信號PID_NUM。
[0070] 圖11是本發(fā)明實施例的PID自動調(diào)節(jié)輸出信號濾波的電路示意圖，如圖11所示， 信號PID_NUM通過運放0P284進行比例放大，并經(jīng)過射隨電路進行前后級隔離，生成信號 PID_0UT〇
[0071] 圖12是本發(fā)明實施例的電機驅(qū)動功率放大電路示意圖，如圖12所示，上述PID_ OUT信號經(jīng)過功率放大器PA75CC生成最終的電機驅(qū)動信號M0T0R+、MOTOR-，從而驅(qū)動電機 轉(zhuǎn)動。
[0072] 原掃描型熱像儀中基本上都是采用美國GSI公司的G120掃描組件（含專用電機 和驅(qū)動控制電路）。采用本發(fā)明創(chuàng)造中的控制方案后，在功耗、掃描線性度、掃描效率、環(huán)境 適應(yīng)性和重量上均有大幅的提高和改善，具體對比表和效果見表1和圖13。
[0073] 表 1
[0074]
[0075] 圖13是本發(fā)明實施例的分別采用原G120掃描組件和掃描器組件實際驅(qū)動輸出鋸 齒波控制信號的性能測試示意圖，如圖13所示，左邊為G120組件，右邊為本發(fā)明實施例的 掃描