光电成像器件-图像增强器讲义.ppt

4.5 图像增强器 功能：把亮度很低的光学图像变为足够亮度的图像 目录 基本概念 像管的组成 发展历史 应用案例 基本概念 能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的图像的真空光电管。 由于常和变像管一起使用，结构又很相似，所以统称为像管。 变像管：能够把不可见光图像变为可见光图像的真空光电管。 P.S. 图像增强器只是把微弱光图像的发光强度增强，该图像还是属于可见光范围内。 像管的组成 光电阴极 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦） 荧光屏 像管的组成 光电阴极 涂覆于光窗内壁的光电发射材料薄膜。 工作原理：外光电效应（将光信号转为电信号） 像管的组成 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦）-电聚焦 静电聚焦型像管的基本结构示意图 电子透镜里的圆筒形电极形成对光电子聚焦和加速的电场。 1、各电极采用多个电阻串联分压的方式连接，从而使各电极电压之比保持不变，即使总电压稍有改变，其电子轨迹也基本不变。 2、荧光屏多采用外侧为平面，内侧为球面的光纤面板且光电阴极多作成曲面状,以补偿电聚焦引起的像差 像管的组成 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦）-电聚焦 静电聚焦型像管的基本结构示意图 电子透镜里的圆筒形电极形成对光电子聚焦和加速的电场。 1、各电极采用多个电阻串联分压的方式连接，从而使各电极电压之比保持不变，即使总电压稍有改变，其电子轨迹也基本不变。 2、荧光屏多采用外侧为平面，内侧为球面的光纤面板且光电阴极多作成曲面状,以补偿电聚焦引起的像差 像管的组成 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦）-电子透镜 电子透镜：当电子经过电场界面时，会发生折射。 该公式与光学的折射公式十分相似，所以把聚焦电场成为电子透镜 像管的组成 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦） 电磁聚焦型像管的基本结构示意图 管外线圈用来使管内产生平行于管轴的磁场，以形成磁透镜。 优点：聚焦作用强强、容易调节、易保证边缘镜像差，分辨率高。 缺点：尺寸和重量都较大，结构较复杂 电子光学系统（电聚焦、磁聚焦）-磁聚焦 像管的组成 荧光层 经聚焦、加速后的电子撞击到荧光屏上时，电子的动能激发荧光物质（硫化锌镉）产生可见光，得到人们所需要得影像。 铝膜 防止输出屏的荧光反射到输入屏的光电阴极和防止二次电子反跳。 荧光屏 发展历史 第一代像增强器：三级级联式图像增强管 第二代像增强器：通过微通道板实现单极高增益图像增强器 第三代像增强器：微通道板配以负电子亲和势光电阴极 第一代像增强器：三级级联式图像增强管 第二代像增强器：微通道板（Micro channel plates-MCP） 第二代像增强器：微通道板（Micro channel plates-MCP） 优点： 体积小，重量轻，整管长度和重量约为一代级联管的二分之一 亮度便于调节 减少了荧光屏的光反馈 整管电压较低 缺点： 噪声大，主要是的附加噪声； 图像不够均匀； 工艺难度大，主要是的制作以及后续工序对MCP有影响。 第三代像增强器：微通道板配以负电子亲和势光电阴极 第二代象增强器的微通道板结构配以负电子亲和势光电阴极，构成第三代像增强器。 第三代像管具有高增益、低噪声、较高的图像分辨力的优点，成为目前性能最优越的直视型光电成像器件。 应用案例（一） WGS15-1 型手持微光夜视仪??? 主要特点：该夜视仪是以微光像增强器为核心携带方便的一代手持微光夜视仪，该夜视仪配有IR助视灯，视场大、体积小、重量轻、使用方便。??? 用途：用于夜间和低照度下进行观察。在公安侦破、边防守卫、海关及科学研究等方面均可广泛运用。??? 主要性能：??? 物镜孔径： 48毫米 放大倍率： 1.8倍??? 物方视场： 17° 调焦范围： 5米～无穷远??? 视度范围： ±5屈光度 出瞳直径： 7毫米??? 分辨力： ≤2.8毫弧度 工作电压： 3伏直流（采用标准5号电池）??? 像增强器： 一代像增强器（XX1490）??? 尺寸： 192（L）×66（W）×88（H）??? 质量： 0.7公斤 应用案例（二）-医用X光透视摄像系统 新一代X光透视机 由X光透视摄像系统、高分辨率CCD摄像机、显示器与计算机组成。将传统的暗室透视变为明室透视。 显示器和计算机设在室外，医生免受常年工作的伤害，方便观察。X光剂量大大降低，利于保护透视人员。 谢谢