Menetelmä optisten ja optoelektronisten valvontalaitteiden havaitsemiseksi ja laite sen toteuttamiseksi. Optinen-mekaaninen skannausmenetelmä Optinen-elektroninen skannausmenetelmä

Matriisi on minkä tahansa skannerin tärkein osa. Matriisi muuttaa vastaanotetun valovirran värin ja kirkkauden muutokset analogisiksi sähköisiksi signaaleiksi, joita vain sen ainoa elektroninen ystävä - analogia-digitaalimuunnin (ADC) ymmärtää. Tästä näkökulmasta ADC:tä voidaan verrata opas-kääntäjään, hänen jatkuvaan kumppaniinsa. Vain hän, kuten kukaan muu, ymmärtää matriisin, koska mitkään prosessorit tai ohjaimet jäsentävät sen analogisia signaaleja ilman, että muunnin ensin tulkitsee niitä. Vain hän pystyy tarjoamaan työtä kaikille digitaalisille kollegoilleen, jotka ymmärtävät vain yhden kielen - nollien ja ykkösten kielen.

Valovirta, joka putoaa matriisin pinnalle, kirjaimellisesti "poistaa" elektronit sen herkistä soluista. Ja mitä kirkkaampi valo, sitä enemmän elektroneja on matriisin akuissa, sitä suurempi on niiden voimakkuus, kun ne ryntäävät ulostulolle jatkuvana virtana. Elektronien virranvoimakkuus on kuitenkin niin suhteettoman pieni, että on epätodennäköistä, että jopa herkin ADC "kuulee" niitä.

Siksi matriisista ulostulossa heitä odottaa vahvistin, joka on verrattavissa valtavaan megafoniin, joka kuvaa kuvaannollisesti kääntää hyttysen vinkumisenkin kovaäänisen sireenin ulvomiseksi. Vahvistettu signaali (vielä analoginen) "punnitsee" muuntimen ja antaa kullekin elektronille digitaalisen arvon sen nykyisen voimakkuuden mukaan.

Useimmat nykyaikaiset kodin ja toimiston skannerit perustuvat kahdentyyppisiin matriiseihin: CCD (Charge Coupled Device) tai päällä IVY (Ota yhteyttä kuvasensoriin). CIS-skannerin runko on litteä verrattuna vastaavaan CCD-laitteeseen (sen korkeus on yleensä noin 40-50 mm).

CCD-skannerilla on suurempi syväterävyys kuin sen CIS-vastineella. Tämä saavutetaan käyttämällä linssiä ja peilijärjestelmää sen suunnittelussa.

Kuvassa on havainnoinnin helpottamiseksi vain yksi peili piirretty, kun taas tyypillisessä skannerissa niitä on vähintään kolme tai neljä

CCD-matriisilla varustetut skannerit ovat paljon yleisempiä kuin CIS-laitteet. Tämä selittyy sillä, että skannerit ostetaan useimmissa tapauksissa paitsi arkkitekstiasiakirjojen digitointiin, myös valokuvien ja värikuvien skannaukseen. Virhe tavallisilla CCD-skannereilla erotettavien värisävyjen tasojen leviämisessä on noin ±20 %, kun taas CIS-laitteilla tämä virhe on jo ±40 %.

CIS-matriisi koostuu LED-linjasta, joka valaisee skannatun alkuperäisen pinnan, itsetarkentuvat mikrolinssit ja itse anturit. Matriisirakenne on erittäin kompakti, joten kosketusanturia käyttävä skanneri on aina paljon ohuempi kuin CCD-vastine. Lisäksi tällaiset laitteet ovat kuuluisia alhaisesta virrankulutuksestaan; ne eivät ole käytännössä herkkiä mekaaniselle rasitukselle. CIS-skannerien käyttö on kuitenkin jossain määrin rajallista: laitteita ei pääsääntöisesti ole sovitettu toimimaan diamoduulien ja automaattisten asiakirjansyöttölaitteiden kanssa.

Tekniikan erityispiirteistä johtuen CIS-matriisilla on suhteellisen pieni syväterävyys. Vertailun vuoksi: CCD-skannereiden syvyysterävyys on ±30 mm ja CIS-skannereiden ±3 mm. Toisin sanoen, jos asetat paksun kirjan tällaisen skannerin tabletille, saat skannauksen, jonka keskellä on epäselvä raita, ts. paikassa, jossa alkuperäinen ei joudu kosketuksiin lasin kanssa.

CCD-kameralla koko kuva on terävä, koska siinä on peilijärjestelmä ja tarkennuslinssi. Se on puolestaan ​​melko iso optinen järjestelmä, joka ei salli CCD-skannerin saavuttaa samoja kompakteja mittoja kuin sen CIS-vastine.

CIS-skannerit eivät myöskään ole tarkkuuden suhteen kilpailija CCD:lle. Jo nyt joissakin kodin ja toimiston CCD-skannereissa on optinen tarkkuus noin 3200 dpi, kun taas CIS-laitteiden optinen tarkkuus on tällä hetkellä rajoitettu 1200 dpi:iin.

CIS-matriisilla varustetut skannerit ovat löytäneet sovelluksensa, jossa ei tarvitse digitoida kirjoja, vaan arkkialkuperäisiä. Se, että nämä skannerit saavat virtansa kokonaan USB-väylän kautta eivätkä vaadi lisävirtalähdettä, on ollut hyödyllistä kannettavien tietokoneiden omistajille.

CCD matriisi näyttää olevan "iso siru", jossa on lasi-ikkuna. Tähän kohdistuu alkuperäisestä heijastuva valo. Matriisi ei lakkaa toimimasta koko ajan, kun skannauskelkka, askelmoottorin ohjaama vaunu kulkee tabletin alusta loppuun. Huomaa, että kokonaismatkaa, jonka vaunu liikkuu "Y"-suunnassa, kutsutaan skannerin näytteenottotaajuudeksi tai mekaaniseksi resoluutioksi (puhumme tästä hieman myöhemmin). Yhdessä vaiheessa matriisi vangitsee kokonaan tabletin vaakaviivan, jota kutsutaan rasteriviivaksi. Kun tarpeeksi aikaa on kulunut yhden tällaisen rivin käsittelyyn, skannausyksikön vaunu liikkuu pienen askeleen, ja on vuoro skannata seuraava rivi jne.

Skannerin tärkein elementti on CCD-matriisi

Sivukuva CCD-matriisista

Sivukuvassa näkyy kaksi tavallista ruuvia, joilla on "herkkä" rooli." ylhäältä katsottuna) niin, että siihen putoava heijastuva valo peilien valo putoaisi tasaisesti koko sen pinnalle. Muuten, jos jokin optisen järjestelmän elementeistä on vinossa, tietokoneen luoma kuva on ". raidallinen."

CCD-matriisin suurennettu valokuva osoittaa selvästi, että CCD-matriisi on varustettu omalla RGB-suodattimellaan. Juuri tämä edustaa värierottelujärjestelmän pääelementtiä, josta monet ihmiset puhuvat, mutta harvat ymmärtävät, kuinka se todella toimii. Yleensä monet arvioijat rajoittuvat vakiomuotoon: "tavallinen tasoskanneri käyttää valonlähdettä, värierotusjärjestelmää ja latauskytkentälaitetta (CCD) optisten tietojen keräämiseen skannattavasta kohteesta." Itse asiassa valo voidaan jakaa värikomponentteihinsa ja sitten tarkentaa matriisisuodattimien kautta. Yhtä tärkeä elementti värierottelujärjestelmässä on linssi skanneri.

Kehys

Skannerin rungon tulee olla riittävän jäykkä rakenteen mahdollisten vääristymien eliminoimiseksi. Tietysti on parasta, jos skannerin pohja on metallirunko. Useimpien nykyään kotiin ja toimistoon tarkoitettujen skannerien kotelot on kuitenkin kustannusten alentamiseksi valmistettu kokonaan muovista. Tässä tapauksessa rakenteen tarvittava lujuus saadaan jäykistysrivoista, joita voidaan verrata lentokoneen ripaisiin ja ripoihin.

Skannerin optinen järjestelmä ei siedä pölyä, joten laitteen runko tulee olla tiivis, ilman halkeamia (myös teknisiä).

Tabletin reunojen tulee olla loivasti kaltevia - tämä helpottaa alkuperäisen nopean poistamista lasilta. Lisäksi lasin ja tabletin välissä ei saa olla rakoa, joka estäisi alkuperäisen poistamisen.

Ohjauslohko

Kaikkia skannereita ohjataan siitä henkilökohtaisesta tietokoneesta, johon ne on kytketty, ja tarvittavat asetukset ennen skannausta määritetään ohjausohjelman käyttäjäikkunassa. Tästä syystä kodin ja toimiston skannereissa ei välttämättä ole omaa ohjausyksikköä. Monet valmistajat sopivat kuitenkin valmistautumattomimmille käyttäjille ja asentavat (yleensä etupaneeliin) useita "pikaskannaus"-painikkeita.

Pikaskannauspainikkeet – elementti, ilman
joiden kanssa voit tulla toimeen

Keksintö liittyy tekniikkaan kuvien saamiseksi ohjatuista kohteista käyttämällä optis-elektronisia järjestelmiä, joissa on optis-mekaaninen skannaus. Keksinnön tarkoituksena on parantaa kuvan siirron laatua lisäämällä kuvassa olevien hajoitusviivojen määrää ja lisäämällä suorituskykyä. Keksintö mahdollistaa viivojen määrän lisäämisen kehyksessä, jossa on pieni määrä peilipolyhedronin pintoja. Menetelmän perusteella voidaan luoda pienikokoinen skannauslaite, jolla on television kuvataajuus ja lisääntynyt rivimäärä kehystä kohti. Menetelmässä skannataan samanaikaisesti lähellä toisiaan sijaitsevia M-rinnakkaisia ​​alkeisjuovia, toinen kehysskannaus suoritetaan jatkuvasti kulmanopeudella k2 =pMd e F k kulman 2 sisällä, ensimmäinen kehysskannaus suoritetaan askeleella. 2 = M(p-s -1/N)d e ja kulmasuhde määritetään ehdosta , kun taas aktiivisten juovien lukumäärä kehyksessä määräytyy suhteesta: z= M, missä (m-1) on rasterin uloimpien M-rivin alikehysten kokonaisluku, jonka aikana toinen kehysskannaus käännetään, m = 1,2,3. ..; d e - kulmaviivan leveys; s on passiivisten lomiteltujen kenttien kokonaislukumäärä kehyksessä, jonka aikana toinen kehysskannaus käännetään, s=0,1,2...; c - vaakasuuntaisen skannauksen tehokkuus; k - katselukulma kehyksen poikki. Tämän menetelmän toteuttava laite sisältää N-pintaisen peilin 1, jonka pinnat ovat eri kaltevuuksilla sen pyörimisakseliin nähden, litteän peilin 2, linssin 3 ja M-elementin säteilyvastaanottimen 4. Pyramidi 1 suorittaa vaakapyyhkäisyn ja diskreetin vaiheella 2= =M(p-s-1/N)d e ja taajuudella pF k N-alikehyksen ensimmäisen kehyksen skannauksen M-alkeisviivoilla, litteä peili 2 suorittaa toisen kehyksen skannauksen kulmanopeus w k2 = pMd e F k kuvanopeus F k.

Keksintö liittyy tekniikkaan kuvien saamiseksi ohjatuista kohteista käyttämällä optis-elektronisia järjestelmiä, joissa on optis-mekaaninen skannaus. Keksinnön tarkoituksena on parantaa kuvan siirron laatua lisäämällä kuvassa olevien hajoitusviivojen määrää ja lisäämällä suorituskykyä. Piirustus esittää optisen kaavion laitteesta, joka toteuttaa ehdotetun menetelmän. Laite ehdotetun menetelmän toteuttamiseksi sisältää N-pintaisen peilin 1, jonka pinnat ovat eri kaltevuuksia sen pyörimisakseliin nähden, litteän peilin 2, linssin 3 ja M-elementin säteilyvastaanottimen 4. N-pintaisen peilin 1 pinnat ovat vinossa kiertoakseliin nähden kaavan k = o +k mukaisesti, jossa o on pienin pintojen kaltevuuskulmista akseliin nähden, k = 0,1, 2,3.N-1, askel polyhedran kulmajärjestelyssä. Säteilyvastaanottimen 4 herkät elementit on järjestetty viivaimen muotoon, jonka projektio esineiden tasoon on kohtisuorassa vaakasuoraan pyyhkäisysuuntaan nähden. Laite toimii seuraavasti. Kohteesta tuleva säteilyvuo, joka heijastuu N-pintaisen peilin 1 peilipinnalta, osuu toisen kehyksen skannauksen litteään peiliin 2. Peilistä 2 heijastuneen vuon fokusoi linssi 3 säteilyvastaanottimen 4 herkkiin elementteihin, mikä muuntaa säteilyvuon muutokset sähköiseksi signaaliksi. Ehdotettu optis-mekaanisen pyyhkäisyn menetelmä tarjoaa Z= M hajoamisviivaa kehyksessä. Analogiin verrattuna Z-rivien määrä kasvaa noin (p-s)-kertaisesti ilman, että monitahoisen peilin pintojen N määrä kasvaa, ja prototyyppiin verrattuna Z-rivien määrä kasvaa noin M-kertaisesti. Tämä tarjoaa riittävän ajan toisen kehyksen pyyhkäisyn käänteiselle liikkeelle. Myös toisen kehyksen skannauksen toteutus on yksinkertaistettu, koska se on jatkuvaa eikä vaiheittaista. Tietylle Z viivojen lukumäärälle muuttamalla M:n, p:n, s:n ja m:n arvoja on mahdollista määrittää optimaalinen alikehysten lukumäärä liikkuvissa kentissä, mikä suoritetaan skannauslaitteen minimaalisilla mitoilla ja painolla. . Suorituskyvyn kasvu prototyyppiin verrattuna koostuu kehyksen liikkuvien kenttien p-määrän pienentämisestä noin M kertaa (N-pintaisen peilin kierrosten määrä pienenee saman verran). Parempaa suorituskykyä saavutetaan myös yksinkertaistamalla toisen kehyksen skannauksen toteutusta, mikä johtuu sen jatkuvasta luonteesta työalueella ja riittävästä taaksepäin liikkeelle varatusta ajasta, jolle kehyksessä olevien s-passiivisten liikkuvien kenttien aika, käytetään rasterin uloimpien alikehysten aikaa m-1 sekä kahden peräkkäisen aktiivisen vaakasuuntaisen osan välistä aikaväliä. Analogiin verrattuna poikkeutuskulman amplitudi kehyksen poikki pienenee noin N kertaa ja tasaisen peilin heilahduksen kulmanopeus N kertaa. Ehdotetun ratkaisun perusteella voidaan luoda pienikokoinen pyyhkäisevä optis-mekaaninen laite, jolla on television kuvataajuus ja lisääntynyt rivimäärä kehystä kohti.

Väite

Optiskimekaanisen pyyhkäisyn menetelmä, joka koostuu kehyksen vaakasuuntaisesta skannauksesta taajuudella pNF k, jossa p on kehyksen lomiteltujen kenttien kokonaislukumäärä, N on alikehysten lukumäärä kussakin kentässä, F k kehystaajuus, diskreetti ensimmäisen kehyksen skannaus taajuudella pF k, askelmäärä (N-1) ja askel 2, sekä toinen kehysskannaus taajuudella F k kulman 2 sisällä varmistaen, että kehys on täynnä viivoja, tunnettu että kuvansiirron laadun parantamiseksi lisäämällä hajotusjuovien määrää kehyksessä ja lisäämällä nopeutta, skannaamalla samanaikaisesti lähellä toisiaan olevia M-rinnakkaisperusjuovia, toista ruutuskannausta suoritetaan jatkuvasti kulmanopeudella w k2 = pMd e F k kulman 2 sisällä, ensimmäinen kehysskannaus suoritetaan askeleella 2 = M(p-s-1/ N), ja kulmasuhde määritetään ehdosta tässä tapauksessa aktiivisten juovien lukumäärä kehyksessä määritetään suhteesta Z M, jossa (m 1) rasterin uloimpien M-juovien alikehysten kokonaislukumäärä, jonka aikana toinen kehysskannaus käännetään, m 1,2 ,3, d on viivan kulman leveys; s on kehyksen passiivisten lomiteltujen kenttien kokonaislukumäärä, jonka aikana toinen pystyskannaus käännetään, s 0,1,2, c vaakasuuntaisen pyyhkäisyn tehokkuus; katselukulmaan kehyksen poikki.

Keksintö liittyy laitteiden alaan, jotka on suunniteltu muuttamaan sähkömagneettista säteilyä sähköiseksi signaaliksi, joka välittää tietoa kuvasta, kun nämä laitteet asetetaan liikkuvalle alustalle.

Videodatavirran muodostaminen pyörivän sektorin valoilmaisimella Keksintö liittyy alaan, jolla generoidaan videodatavirta pyörivän sektorin valoilmaisimella. Menetelmä perustuu signaalien generointiin pyörivän anturin alueelle asennetuista valoherkistä elementeistä, niiden organisoinnista myöhemmin spatiaalisiksi erilaistumisytimiksi, joiden lähtösignaalit muunnetaan analogista digitaaliseksi ja käsitellään edelleen digitaalisesti. . Valoherkät elementit asennetaan peräkkäin yhtä suurille etäisyyksille toisistaan ​​kaarille, joiden säteet ovat erilliset Rmin:stä Rmax:iin pyörivän anturin alueelle, joka on muodoltaan katkaistu ympyrän sektori, joka on suurempi sivu ulompaa kohti. pyörimisen halkaisija. Valoherkkien elementtien valovirrat vahvistetaan tasavirralla ja rajoitetaan taajuuskaistalla riippuen valokennojen herkkyydestä ja anturin pyörimisnopeudesta. Sisäinen kohina on minimoitu ja kunkin valoherkän elementin signaalinsiirtokanavien amplitudi-taajuusominaisuudet minimoidaan, jolloin muodostuu spatiaalisia erilaistumisytimiä, joiden signaalit altistetaan analogia-digitaalimuunnoksille ja sitä seuraavalle digitaaliselle prosessoinnille. Tekninen tulos on parantunut kuvanlaatu. 2 n.p. f-ly, 6 ill.

Keksintö koskee tekniikkaa kuvien saamiseksi ohjatuista kohteista käyttämällä optis-elektronisia järjestelmiä, joissa on optis-mekaaninen skannaus.

Optisesti mekaanisen skannerin koordinaattijärjestelmä.

Viivan kuva optis-mekaanisessa skannerissa muodostuu peiliä pyörittämällä ja viiva siirtämällä tallennusjärjestelmän alustaa. Siten jokaisella kuvan pikselillä on omat ulkoiset suuntauselementit.

Ө – skannerin näkökentän kulma.

Skannerin koordinaattijärjestelmän origo on piste S– peilin pyörimisakselin ja linssin optisen pääakselin leikkauspiste. Akseli x z osuu yhteen kamerajärjestelmän näkökentän kulman puolittajan kanssa. Akseli y täydentää järjestelmää oikealla.


Skannerin kuvan koordinaattijärjestelmä määritellään samalla tavalla kuin optis-elektroniselle skannerille, ts. akseli y kanssa osuu yhteen kuvaviivojen, koordinaattijärjestelmän origon, kanssa O on rivin ja akselin keskellä x s– täydentää järjestelmää oikealla.

Perustuu kuvapisteen mitattuihin koordinaatteihin x y:n kanssa on mahdollista saada tietyn pikselin kuvan muodostumisaika ja siten skannerin ulkoisen suuntauksen elementit tällä hetkellä.

Suunta maastopisteeseen M(Kuva 10) määrittelee skannerin koordinaattijärjestelmän yksikkövektorin r m, jonka koordinaatit voidaan määrittää seuraavasti:

(18)

- kehyksen koko pikseleinä akselia pitkin y.

Maastopisteiden koordinaattien määrittäminen optis-mekaanisella skannerilla saaduista kuvista suoritetaan samalla tavalla kuin optis-elektronisella skannerilla otetuille kuville.

Laserpaikannusjärjestelmien toimintaperiaate

Laserpaikannuskuvausjärjestelmän toimintaperiaate muistuttaa optis-mekaanista skanneria, vain kalvon sijaan on laser, jonka avulla maan pintaa skannataan (säteilytetään) (kuva 11). Näin ollen tämä kuvausjärjestelmä luokitellaan aktiiviseksi järjestelmäksi. Tietyn taajuuden omaava lasersäde lähetetään kohti maan pintaa, joka palaa kuvantamisjärjestelmään ja tallentuu säteilyvastaanottimeen heijastuneen signaalin intensiteetin muodossa. Lisäksi tallennetaan aika, joka kuluu lasersäteen kulkeutumiseen laserista maan pinnalle ja takaisin säteilyvastaanottimeen, mikä mahdollistaa etäisyyden määrittämisen. D tiettyyn pisteeseen maan päällä. Peilin kiertokulman kiinnitys φ voit määrittää maanpinnan pisteen koordinaatit skannerin koordinaattijärjestelmässä Sxyz, ja tietäen skannerin ulkoisen orientaation elementit tällä hetkellä, voit laskea tämän pisteen koordinaatit kohdekoordinaatistossa O XYZ. Laserskannerin tulos on siis kuvattavan kohteen kolmiulotteinen malli pistepilven muodossa, jonka koordinaatit tunnetaan. XYZ ja heijastuneen signaalin intensiteetti.

Laserskannerin koordinaattijärjestelmä asetetaan seuraavasti (Kuva 11). Järjestelmän alku S osuu yhteen peilin pyörimisakselin ja järjestelmän optisen akselin leikkauspisteen kanssa. Akseli x osuu yhteen peilin pyörimisakselin kanssa. Akseli z kulkee projisointikeskuksen läpi S ja osuu yhteen skannerin näkökentän puolittajan kanssa Ө . Akseli klo täydentää järjestelmää oikealla. Positiivinen akselin suunta x osuu yhteen lentosuunnan kanssa.

Vektorikoordinaatit S.M. skannerin koordinaattijärjestelmässä määritellään seuraavasti:

(19)

Jos ulkoiset suuntauselementit tunnetaan, laserskanneri kaltevan etäisyyden mittaushetkellä D Sitten kohteen koordinaattijärjestelmän pisteen M koordinaatit voidaan määrittää tunnetuilla kaavoilla:

(20)

Ulkoisen suuntauksen elementit, laserskanneri mittauksen aikana määritetään navigointikompleksilla osana differentiaalista GPS-järjestelmää ja inertiajärjestelmää.

Tutkakuvien muodostamisen periaate.

Koordinaattijärjestelmät.

Kuva 12 esittää tutkamittauksen periaatetta. Lyhyt pulssi kantajalla (lentokoneessa tai satelliitissa) sijaitsevasta lähettimestä lähetetään pystytasossa suunta-antennin avulla. Kun aalto saavuttaa maan pinnan, se heijastuu. Osa heijastuneesta energiasta palautetaan vastaanottimeen, joka on asennettu samaan paikkaan kuin lähetin. Vastaanotettu energia kvantisoidaan. Tuloksena on signaalit, jotka ovat verrannollisia tällä hetkellä vastaanotettuun energiaan, joka riippuu tietyn maaston alueen heijastavuudesta. Samalla mitataan vinot etäisyydet lähettimestä jokaiseen maaston perusalueeseen. Nämä perusmaastoalueet määräävät kuvantamisjärjestelmän resoluution. Siten tutkakuvan pikselitiheys riippuu kohteen vastaavasta pisteestä heijastuneen radiosignaalin intensiteetistä, ja pikselin sijainti viivalla on verrannollinen vinoetäisyyteen tiettyyn pisteeseen. Kuvan linjat muodostuvat median liikkeestä.

Jos etäisyydet kohdepisteisiin ovat samat toisiinsa ( D 1 Ja D 2 kuvassa 13), silloin nämä kohteen eri pisteet esitetään yhdessä kohdassa kuvassa. Mitattujen etäisyyksien alue ja vastaavasti näkyvyys määräytyy ampumajärjestelmän parametrien mukaan ja on niiden sisällä. D o Ja D to alku- ja loppumittausalueet.

Maaston kattavuuden (jänneväli) lisäämiseksi sinun on pidennettävä aikaa impulssin lähettämisen alusta sen vastaanottamiseen.

Tutkakuvan koordinaattijärjestelmä määritellään seuraavasti. Akseli y c vastaa yhtä kuvan riveistä. Koordinaattijärjestelmän alkuperä O osuu yhteen vastaavan alkualueen pisteen kanssa D o, joka on tallennettu kuvaushetkellä. Akseli x c täydentää järjestelmää oikealla.

Siten mitattuaan koordinaatin y c Voit selvittää kuvan minkä tahansa kohdan kaltevuuden kyseiseen pisteeseen.

Missä k– skaalauskerroin, joka määritetään järjestelmän kalibroinnin tuloksena.

Itse tutkajärjestelmän koordinaattijärjestelmä on määritelty seuraavasti (Kuva 15).

Koordinaattijärjestelmän origo on sama kuin radiopulssin säteilypiste. Y-, z-akselit ovat pulssin emission tasolla. Akseli x täydentää järjestelmää oikealla.

Radiopulssien säteilytaso voidaan suunnata mielivaltaisesti avaruudessa

15.4-16+isp_pages.doc


  1. Termosähköinen jäähdytys

minä


Projekti I
Termosähköinen Peltier-ilmiö koostuu lämmön imeytymisestä tai vapautumisesta kahden eri metallin tai puolijohteen risteyksessä, kun sähkövirta kulkee näiden johtimien läpi. Jos ensimmäisen ja toisen liitoksen lämpötehot E 1 ja E 2, niin risteyksessä vastaanotettu lämmön määrä lämpötilassa T(K) ilmaistaan ​​kaavalla: Q = (E 1 - E 2)xTxI.

K

Yksi Bi 2 Te 3 -pohjainen kaskadirakenne mahdollistaa lämpötilan saamisen

(-30)С, kaksi kaskadia (-75), kuusi (-100)


  1. ^ Skannausjärjestelmät

Moniulotteisen optisen signaalin muuntamiseksi yksiulotteiseksi sähköiseksi signaaliksi, riittävät tiedot optisen signaalin parametrien jakautumisesta, käytetään OEP:ssä skannausta - optisten signaalien arvojen peräkkäistä, jatkuvaa tai diskreettiä näytteistysprosessia. Useimmiten OEP muuntaa säteilyvuon tilajakauman videosignaaliksi. Siksi skannausprosessi on tässä tapauksessa suhteellisen suuren näkökentän peräkkäinen skannaus pienellä hetkellisellä kentällä.

Skannauksen tärkeä tehtävä on lisätä elektronisen laitteen melunsietokykyä. Itse asiassa pienen hetkellisen näkökentän käyttö katsottaessa suurta tilaa, jossa pieni esine on melun taustalla, on varmasti edullisempaa kuin saman toimenpiteen suorittaminen laitteella, jolla on suuri näkökenttä.

Skannausjärjestelmät voidaan luokitella eri tavoin:


  • näkökentän hajotusmenetelmällä (yksielementti, rinnakkainen, peräkkäinen, yhdistelmä).

  • skannausjärjestelmän toiminnan taustalla olevien ilmiöiden fysikaalisesta olemuksesta (mekaaninen, optis-mekaaninen, valoelektroninen, ultraääni jne.)

  • tilaominaisuuksien mukaan (yksiulotteinen, kaksiulotteinen).
Yhden elementin skannauksella voidaan tarkastella pientä hetkellistä näkökenttää, kuten alla olevasta kuvasta näkyy, useilla eri liikeradoilla.

Rinnakkaisessa skannauksessa koko OYLX-kenttää tarkastellaan samanaikaisesti vaakasuorilla viivoilla, esimerkiksi siirtämällä FP-viivainta kohtisuoraan skannaussuuntaan nähden.

Jaksottaisen skannauksen aikana FP-viiva on suunnattu yhdensuuntaisesti skannaussuunnan kanssa, ja jokainen piste avaruudessa näkyy kaikilla elementeillä. Niiden signaalit menevät viivelinjalle ja summaimeen. Tässä tapauksessa on mahdollista paitsi keskiarvoistaa signaali, myös saada korkea (in)-kertainen resoluutio monimutkaistaen samalla elektroniikkapiiriä ja lisäämällä OEP:n kustannuksia, mikä ei välttämättä ole verrattavissa saavutettavaan etuun.

Rinnakkaisen peräkkäisen skannauksen aikana näkökentän tarkastelu on mahdollista matriisin avulla.


  1. Lentoreittien skannaus tavallisen haun aikana

Optoelektroniset laitteet käyttävät erilaisia ​​skannausratoja. Tietyn lentoradan tyyppi määrittää ensinnäkin näkökentän ohjatun alueen muodon (rasterimuoto).

Kentän pyöreän muodon muodostavat akselisymmetriset liikeradat, jotka muodostuvat kahdesta skannauskomponentista. Yksi niistä on pyörivä liike vakionopeudella, toinen on sekä pyörivä että värähtelevä liike.

Suorakulmainen kenttämuoto syntyy kahdella värähtelevällä liikkeellä, vaikka joissain tapauksissa käytetään pyörivän ja translaation liikkeen yhdistelmiä.

Aksisymmetriset pyyhkäisyradat voidaan jakaa useisiin luokkiin riippuen ainesosien liikkeiden tyypistä ja niiden nopeuksien välisestä suhteesta. Tässä tapauksessa erotetaan spiraali- ja rosettiskannausradat.

Pyyhkäisyradat skannauskentän värähtely-kiertoliikkeen aikana.

Arkhimedeen spiraali muodostuu, kun värähtelyn aikana tiettyä akselia O pitkin tämä tekee useita kierroksia kiinteän pisteen O ympäri (kuva 45).


Kierteen A-askel.

Jotta voidaan tarkastaa näkökenttä ilman (2r) aukkoja, hetkellisen näkökentän koon on oltava yhtä suuri kuin (a).

Jos pyyhkäisykentän värähtely-kiertoliikkeen aikana esiintyy useita värähtelyjä yhden kierroksen aikana, syntyy ruusukkeen liikerata (kuvat 46, 47, 48)





v v

Ruusukkeen liikeradalle on tunnusomaista terälehtien lukumäärä N, joka määräytyy pyörimiskulmanopeudella , lineaarisella nopeudella ja amplitudivärähtelyillä r

,

Missä

Riippuen r:n, näkökentän R säteen sekä skannausvärähtelyn suunnan ja alun välisestä suhteesta, kentän pyyhkäisyviivoilla täyttämisen luonne muuttuu ja muuttuu.

Ratojen skannaus pyörimis-kiertoliikkeen aikana esitetään melko selvästi kuvassa. 49-51.

Pyyhkäisee lentoratoja värähtelevien liikkeiden aikana.

Pyyhkäisykentän värähtelevät liikkeet kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa mahdollistavat ns. rivi riviltä ja progressiivisen pyyhkäisyradan toteuttamisen. Tässä tapauksessa skannausprosessin aikana skannauskenttä (SF) siirtyy vasemmalta oikealle ja samalla siirtyy alaspäin viivan leveyden verran. Yhden rivin ohitettuaan SP siirtyy nopeasti vasemmalle ja sitten prosessia toistetaan, kunnes kehys - näkökenttä - on täytetty. SP:n tasaisen liikkeen saamiseksi linjaa tai kehystä pitkin, jolla se siirretään alkuperäiseen asentoonsa, on varmistettava sahanhampaiden liikelaki (kuva 52). Lopuksi esitämme kuvan 53, joka havainnollistaa joitakin erityisiä skannausratoja.


  1. Skannauslaitteiden tyypit

Tyypillisesti erotetaan toisistaan ​​OEP, jossa on fotoelektroninen pyyhkäisy, elektronisädepyyhkäisy, valonsädeskannaus ja optis-mekaaninen skannaus.

Elektronisuihkuskannaus (EBS)

SEL suoritetaan television lähetysputkissa (ikonoskooppi, superikonoskooppi, ortikoni, dissektori, vidikoni jne.).

Useimmat nykyaikaiset lähetysputket ovat valosähköisiä säteilyvastaanottimia, joissa on ulkoinen valosähköefekti ja joiden herkkyys on riittävä aallonpituusalueella ~1,2 μm asti.

Joissain tapauksissa putkissa käytetään fotokatodina fotoresistoria, eli sisäisen valosähköisen efektin ilmiötä, joka siirtää herkkyysalueen 2-2,5 mikroniin.

Kuva 47. Ruusukkeen skannausrata ja skannauskentän värähtelevä-kiertoliike

Riisi. 48. Pyyhkäisyrata skannauskentän värähtely-kiertoliikkeen aikana r:lle a- spiraali, b-ruusuke

Kuva 49 Spiraali a) ja ruusuke b) skannaavat liikeradat, kun

Pyyhkäisykentän kierto-kiertoliike kohdassa 2r=R

Kuva 50 Tapauksen 2r spiraalirata

Riisi. 51. Ruusukkeen liikerata kotelolle 2r



h

a
O l X


A)

b)

T pr t arr.

Riisi. 52. Rivi riviltä tai progressiivinen skannauspolku

Kuva 53. Joitakin erityisiä skannauspolkuja: a- toukka: b – seurantaskannaus

Automaattisissa OED-laitteissa yleisimmin käytettyjä ovat dissector- ja vidicon-pikatoimintajärjestelmät, joissa on akkumulaatio.

Hetkellisissä järjestelmissä havaitun kentän kunkin pisteen säteilyenergia muunnetaan signaaliksi vain sinä aikana, kun skannaussäde kulkee sen läpi. Tämä aika on huomattavasti vähemmän kuin koko kentän katseluaika, ts. energian varastointimahdollisuutta ei käytetä tässä.

Varastointijärjestelmissä tietyn kenttäpisteen lähettämä energia summautuu koko katseluajan ajan, mikä mahdollistaa niiden herkkyyden lisäämisen hetkellisiin järjestelmiin verrattuna.

Akkumuloituvan järjestelmän toiminta on kätevää selittää ikonoskooppilaitteen esimerkillä.

Televisioputken valokatodi (kohde) voidaan esittää suurena määränä yksittäisiä valokennoja, jotka on eristetty toisistaan ​​ja jotka on kytketty sarjaan emf-lähteen kanssa. [(katso kuva 54), R – kuormitusvastus, C – valokatodin hajautettu kapasiteetti].

Yhdestä näkökentän pisteestä i tulevan säteilyn vaikutuksesta kondensaattori C i latautuu valovirralla I 3 näppäimen K - valotusajan toiminta-ajan aikana.

Varastointijärjestelmät ovat suhteellisen vaikeita käyttää, vaativat virtalähteiden vakauttamista ja ovat herkkiä voimakkaalle valolle. Tässä suhteessa pienemmästä herkkyydestä huolimatta dissektoreita käytetään laajalti OEP:ssä.

Dissektori

Sen toimintaperiaate on seuraava. Läpinäkyvä fotokatodi (kuva 55), jolle hehkuvan kohteen kuva heijastetaan, lähettää valoelektroneja putkeen sen valaistukseen verrannollisen määrän. Tuloksena oleva elektronikuva siirretään fotokatodista elektronikertojaan sähkö- ja magneettikentän avulla.

Signaalien vastaanottamiseksi kaikista kuvaelementeistä skannaus suoritetaan käyttämällä magneettijärjestelmää (5)/4-kiihdytyskenttä/.

Dissektoreita on saatavana erityyppisillä fotokatodeilla, jotka tarjoavat herkkyyden UV:stä lähes IR-aallonpituuksiin.

Vidicon (kuva 56)

Puolijohdekerros 2 levitetään läpikuultavalle signaalilevylle (metalli) 1. Valokuvaus luetaan elektronisäteellä. Jälkimmäisen normaali putoaminen varmistetaan signaalilevyn lähellä olevalla ristikolla. Kohteen poikki liikkuva elektronisuihku jättää siihen elektroneja, jolloin puolijohdeosan potentiaali katodin potentiaaliin tulee. Mitä pienempi kohdealueen valaistus on, sitä suurempi puolijohteen resistanssi on, sitä vähemmän tarvitaan siksi elektroneja kompensoimaan varauksen muutos, ts. kuvan kohokuvion lukeminen.

Kuva 54. Lähettävän televisioputken kaaviot akkumulaatiolla:

A- perustavanlaatuinen: b – ekvivalentti

Kuva 55. Dissektori

Kuva 56. Vidicon

Valosäteen skannaus

Toimintaperiaatteen mukaan valonsäteen pyyhkäisylaitteet ovat samanlaisia ​​kuin elektronisella skannauksella varustetut laitteet. Esimerkki tällaisesta laitteesta on lämpökuvamuunnin - thermikon (kuva 57)

Thermikonin vastaanottopinta koostuu muun muassa erittäin ohuesta IR-herkästä kalvosta. Jälkimmäisen kääntöpuolelle levitetään erityinen valosähköinen kerros, jonka tehokkuus riippuu lämpötilasta. Kuvakerrokselle projisoidaan kuva kirkkaasta valopisteestä, joka liikkuu katodisädeputken kuvaruudun poikki tietyn lain mukaisesti. Riippuen valopisteen sijainnista valokerroksessa ja lämpötilan jakautumisesta pinnalla P, emittoituneiden elektronien määrä ja valovirta rengaskollektoripiirissä muuttuvat 2-3 % jokaista lämpötilanmuutosastetta kohden. Valovirran muutosta vahvistetaan ja sitä ohjataan katodisädeputkella I2.

Soveltamisala (laajentuva) – MDP-rakenteissa. Maksimiresoluutio on lähellä 50 riviä kehystä kohden kohdassa  1.


  1. Optinen-mekaaninen skannaus.

Optisesti mekaanisissa skannauslaitteissa skannausprosessi suoritetaan muuttamalla OES:n optisen akselin suuntaa. Tässä tapauksessa koko näkökenttä analysoidaan peräkkäin optisen järjestelmän hetkellisen näkökentän avulla. Tällaisten laitteiden yleinen luokitus on esitetty kuvassa 58.

Skannaus voidaan suorittaa laitteen koko optisen järjestelmän tai sen elementtien - peilien, prismien, kiilien, linssien, kalvojen - liikkeen vuoksi. Optisesti mekaanisia järjestelmiä, joissa skannaus suoritetaan polttotasossa liikkuvan kalvon (raon) avulla, kutsutaan joskus suojaukseksi. Tunnettu esimerkki on Nipkow-levy. Valokuitujärjestelmissä käytetään ainutlaatuisia skannausmenetelmiä. Skannaus voidaan suorittaa myös muuttamalla järjestelmään sisältyvien materiaalien taitekerrointa tai muita optisia ominaisuuksia. Koko järjestelmän liikkeen skannaus suoritetaan tapauksissa, joissa on mahdollista käyttää sen alustan liikettä, jolla EPS sijaitsee. Tällaiset järjestelmät käyttävät usein viivaskannausta nähdäkseen laajemman maaston alueen. (Kuva 59).


  • Peiliskannaus: erotetaan skannaus esineavaruudessa (peili asetetaan linssin eteen, kuva 60) ja skannaus kuvatilassa (käytetään laajakulmaobjektiivia, joka tuottaa laadukkaita kuvia koko kentällä näkymä, peili takana, kuva 61).
Yksinkertaisen peilin lisäksi skannausjärjestelmä voi käyttää peilejä, peiliprismoja, pyramideja jne. (Kuvat 62-64). Toimilaitteina käytetään askelmoottoreita, nokkamekanismeja jne.

Kuva 57. Thermikonin kaavio.

^ SKANNA OBJEKTITILASSA

OPTILIS-MEKAANISET SKANNAUSLAITTEET

SKANNA KUVATILASSA

^ SKANNAUS KOKO OPTISEN JÄRJESTELMÄN LIIKKEESTÄ

SKANNAUS OPTISEN JÄRJESTELMÄN LIIKKUvilla elementeillä

^ SKANNAUS KUVATASOSSA LIIKKUVALLA RAKOLLA

SKANNAUS JÄRJESTELMÄÄN SISÄLLYTETTYJEN ELEMENTIEN OPTISET OMINAISUUDET MUUTOKSESTA

^ SKANNAUS KUITUOPTISISSA JÄRJESTELMISSÄ

Riisi. 58. Luokitus optis-mekaaninen

Skannauslaitteet

Riisi. 59. Yksirivinen skannaus liikkuvalta alustalta.

Riisi. 60. Skannaus objektiavaruudessa:


näköyhteys; 7 – näkökenttä

Riisi. 61. Skannaus kuvatilassa:


  1. skannaus peili; 2 – linssi 3 – aukko;
4 – lauhdutin; 5 – säteilyvastaanotin 6 – hetkellinen

näköyhteys; 7 – näkökenttä

Kiinteästä kantoaallosta tilaa katselemaan suunniteltujen OEP-laitteiden tehokkuutta voidaan lisätä merkittävästi käyttämällä monielementtivastaanotinlinjan skannaussäteen lomitettua skannausta (kuva 65). Saavutettu tulos on vastaanotinelementtien lukumäärän ja kytkentä- ja vahvistuspolun taajuuskaistan pieneneminen, ja tämä vähennys on m kertaa, missä m = N (prisman pintojen lukumäärä). Haittapuolena on mahdollisuus puuttua kohde, minkä vuoksi OES:n (alustan) on oltava paikallaan.


  • Skannaus läpinäkymättömässä näytössä olevalla reiällä - helpoin tapa skannata. Klassinen esimerkki on Nipkow-levy. Esimerkki näistä laitteista on esitetty kuvassa. 66,67. Reikä levyssä D (kuva 66) on sijoitettu siten, että DP-kalvon rajoittama kuva analysoidaan peräkkäin rivi riviltä siten, että kun yksi reikä menee DP-kalvon ikkunan ulkopuolelle, toinen tulee ulos piirtämään seuraavan viivan. Yksi uusimmista malleista määritellyllä skannausmekanismilla on Yantar-lämpökamera (70s, näkökenttä 5x4, hetkellinen näkökenttä 5, kuvataajuus 25 Hz), joka onnistui varmistamaan pienimmän havaittavan lämpötilaeron =0,2 – 0,3С.
Ilmatorjuntalämpömittari - yksi näistä (kuvassa 67) on rakenteeltaan yksinkertainen ja tehokas. Peili (D~1500 mm, f~640 mm) luo kuvan pisteestä M 2 -moottorin (M 1 – modulaattori) pyörittämän läpinäkymättömän kalvon tasoon. Signaali aktivoi neonlampun L, joka pyörii kalvon M 2 taajuudella ympyrän sisällä, joka on käyttäjälle sopiva havaita. On helppo nähdä, että edellyttäen, että vastaanottava peili on tarkasti suunnattu kohteeseen, hehkulamppu muodostaa täyden ympyrän ja vilkkuu tietyssä sektorissa lyhyitä hetkiä muissa olosuhteissa.

  • Skannaus ohjaamalla järjestelmään sisältyvien elementtien optisia ominaisuuksia. Ohjaus tapahtuu magneetti- tai sähkökentällä. Tiedetään esimerkiksi, että materiaalit, kuten nitrobentseeni, kvartsi ja jotkut kiteet, muuttavat taitekerrointa n joutuessaan alttiiksi sähkökentälle. Skannaukseen voidaan käyttää kuvan 68 mukaista suodatinjärjestelmää, joka on valmistettu vuorotellen tietyistä materiaaleista, esimerkiksi sinkkisulfidista ja kreoliitista. Tällaiset suodattimet lähettävät vain monokromaattista säteilyä, aallonpituutta jotka ovat neljä kertaa paksumpia l suodattaa. Jos teet suodattimen kiilan muodossa ja suuntaat siihen monokromaattista säteilyä, jälkimmäinen läpäisee vain sen osan, jossa paksuus vastaa neljäsosaa aallonpituudesta (edellyttäen n= /4 ). Ottamalla käyttöön toinen 90 käännetty suodatin varmistamme vain sen osan säteilyn läpikulun, joka vastaa 1/4:n paksuisia suodattimia. Ohjaamalla jännitettä suodattimiin voit siirtää samanpaksuisia linjoja jne. varmista kuvien skannaus.
(Kuvassa 68 - GKR - kehys- ja viivapyyhkäisygeneraattori; KFG, KFV - vaaka- ja pystyskannauksen kiilasuodattimet).

Kuva 62. Skannauspeilien tyypit: a - pyörivä kaksisuuntainen (kaksisuuntainen) peili; b – peili, joka pyörii sellaisen akselin ympäri, joka ei ole kohtisuorassa sitä vastaan; c – "risti" peileistä 1 ja 2; d – peilin heiluminen kahdessa tasossa; d – kahden pyörivän peilin järjestelmä; e – kaksi peiliä, jotka pyörivät tai heiluvat keskenään kohtisuorassa olevien akseleiden ympäri; g – pyörivä peiliN– fasetoitu prisma; h – pyörivä peiliN- fasetoitu pyramidi.

Kuva 63. Skannauspeili monitahoisen prisman muodossa:

Ob – linssi; Pr – M elementin vastaanotin;

Z – peiliNreunat; NP – lentosuunta

Riisi. 64. Taso-rinnakkaislevyn (prisman) skannauksen perusperiaatteet: a – säteen polku; b – prisma, joka vastaa levyn paksuutta; c – näkökenttä ja levyn kierto kiinteällä vastaanottimella (kenttäaukko).

Riisi. 65. Skannauskaavio ja herkkien kerrosten järjestely

monielementtinen vastaanotin lomitetulla skannauksella.

Kuva 66. Mekaaninen televisiojärjestelmä Nipkow-levyllä:

a – laaja-alainen säteilyvastaanotin;

b – pieni vastaanotin ja lauhdutin;

c – skannauslevy

Riisi. 67. Pyyhkäisy ilmatorjuntalämpömittarin raolla

Riisi. 68. Skannauslaite kiilamaisilla suodattimilla.

SKANNAUS OPTISET - ELEKTRONISET KUVAUSJÄRJESTELMÄT (SKANNERIT)

Skannauskuvausjärjestelmät (skannerit) eroavat muista ensisijaisesti kuvan rakentamisen periaatteessa, joka rakennetaan alueen rivi riviltä skannaamalla (katsomalla).

Pyyhkäisyjärjestelmissä käytetään erilaisia ​​sähkömagneettisen säteilyn vastaanottimia: lämpö (lämpösähköinen) ja fotoninen (valosähköinen). Lämpöiset toimivat fotonijärjestelmissä lämpöenergian muuntamisen perusteella sähkösignaaliksi, signaalin taso määräytyy absorboituneiden fotonien lukumäärän mukaan. Yleisimmin käytettyjä ovat skannerit, joissa CCD-linjat (laitteet, joissa on varausseos) toimivat vastaanottimina. Erityyppisillä antureilla on erilaiset spektriherkkyydet ja ne kattavat spektrialueen näkyvästä vyöhykkeestä kauko-infrapunavyöhykkeelle. Säteilyvastaanottimen valinta ja sen spektriherkkyys riippuu tutkimuksen spektrivälistä.

Rakenteellisesti skanneri koostuu optisesta järjestelmästä, valoelektronisista muuntimista sekä kuvan vastaanotto- ja tallennuslaitteesta. Skannerien avulla muodostetaan kuva, joka koostuu useista yksittäisistä, peräkkäin saaduista kuvaelementeistä - pikseleistä raidoissa (viivoja, skannauksia). Pikselikoko määrittää kuvan yksityiskohdan (maaston resoluution).

Alueen skannaus tapahtuu yhteen suuntaan lentokoneen (satelliitti) eteenpäinliikkeen vuoksi ja toiseen (lentolinjaan nähden kohtisuoraan) prisman (peili) pyörimisen tai värähtelyn vuoksi. Prisman (peilin) ​​värähtelevä liike yhdessä lentokoneen (satelliitin) liikkeen kanssa tarjoaa jatkuvan peräkkäisen peiton tietyllä maastokaistalla, jonka koko riippuu aukosta (linssin optisen järjestelmän aktiivinen aukko ) skannerista ja lentokoneen tai satelliitin lentokorkeudesta. Kuvattavan maastokaistaleen leveys määräytyy skannerin skannauskulman mukaan ja maaston lineaarinen resoluutio (skannauksen leveys, pikselikoko) määräytyy hetkellisen katselukulman mukaan. Yleiskuvaskannereilla skannauskulma ulottuu, kun taas erittäin informatiivisissa (yksityiskohtaisissa) skannereissa se on pienempi. Vastaavasti hetkellinen kuvakulma on asetettu useista astetta minuutin kymmenesosaan. Skannauskulma ja hetkellinen katselukulma, vastaavasti ampumarata ja maastoresoluutio, ovat toisistaan ​​riippuvaisia ​​​​suureita. Mitä korkeampi resoluutio, sitä kapeampi kuvausalue. Joten, kun ammutaan avaruudesta 1-2 km:n resoluutiolla. Ne tallentavat useiden tuhansien kilometrien maastokaistaleen, ja 20-50 m resoluutiolla tutkimuskaistan leveys ei ylitä 100-200 km.

Optisesti mekaaniset skannerit voivat olla yksikanavaisia ​​tai monikanavaisia ​​(2 tai useampia). Tavallisesti maanpinnan kuvaamiseen käytetään skannereita, jotka toimivat näkyvällä ja IR-alueella (0,5 - 12 mikronia). Säteilyn rekisteröinnin tulos optis-mekaanisella pyyhkäisymenetelmällä ammuttaessa on moniulotteisten vektoreiden matriisi. Jokainen vektori näyttää tietyn perusalueen (pikselin) maan päällä, ja jokainen sen komponenteista vastaa yhtä spektrikanavaa.

Kuvattaessa näkyvällä ja lähellä IR-aluetta (0,4 - 3 mikronia) käytetään valosähköisen säteilyn ilmaisimia ja keski- ja kauko-IR-alueella (3 -12 mikronia) - lämpösähköisiä säteilyilmaisimia. Valosähköisiä vastaanottimia ovat elektroniset laitteet, joiden toiminta perustuu ulkoisiin (tyhjiövalokennot, valomonistimet) ja sisäisiin (puolijohdevalovastukset, valodiodit jne.) valosähköisiin efekteihin. Termosähköiset ilmaisimet perustuvat lämpösäteilyyn, ja ne reagoivat absorboituun säteilyyn lämmittämällä herkkää elementtiä, mikä mahdollistaa IR-lämpösäteilyn tallentamisen laajalla spektrialueella. Lämpösähköisiä vastaanottimia ovat bolometrit, säteilylämpöelementit (termoparit) jne. Lämpökuvaus suoritetaan pyyhkäisyradiometreillä yöllä ja päivällä.

Skannerit on varustettu useilla sensoreilla, joiden avulla ne voivat saada kuvia samanaikaisesti eri spektrikanavista. Skannausprosessin aikana saatu tieto välitetään digitaalisen kuvan muodossa radiokanavan kautta vastaanottopisteeseen tai tallennetaan alukseen magneettiselle välineelle. Kuvausmateriaalit siirretään kuluttajille tallenteena magneettisille tietovälineille, esimerkiksi CD-levyille, minkä jälkeen visualisoidaan kuvankäsittelypisteissä.

Ensimmäisen sukupolven kamerajärjestelmillä saadut skannerikuvat olivat geometristen ominaisuuksiensa ja paikallisen resoluutionsa osalta huonompia kuin valokuvat. Skannerin säteilyilmaisimien korkea herkkyys mahdollistaa kuitenkin kuvantamisen kapeilla (useita kymmeniä nanometriä) spektriväleillä, joiden sisällä joidenkin luonnonkohteiden väliset erot ilmenevät selvemmin. Skannereilla saadussa digitaalisessa datassa ei ole ”kohinaa”, joka väistämättä ilmaantuu valokuvauksen ja filmimateriaalien valokuvalaboratoriokäsittelyn aikana.