第六章直视型光电成像系统与特性分析_光电成像原理与技术

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1、第六章直视型光电成像系统与特性分析6.1.直视型光电成像系统的工作原理6.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性6.3.直视型光电成像系统的总体设计6.4.夜视系统的作用距离估算AN/AVS-6AN/AVS-9NW-2000ICCDAN/PVS-7DF7000A/F7001AN.269776专用箱2021/7/246.1.直视型光电成像系统的工作原理直视型主动红外成像系统红外光源物镜组红外变像管高压电源目镜组人眼直视型夜视成像系统（夜视仪）物镜组像增强器高压电源目镜组人眼2021/7/246.1.直视型光电成像系统的工作原理

2、主动红外成像系统：工作波段为0.76~1.2μm的近红外波段，其长波限由变像管光电阴极的光谱响应决定。2021/7/246.1.直视型光电成像系统的工作原理主动红外成像系统的工作特点：利用反射能力的差异。天气好时，近红外具有较高的大气透射比。“主动照明”不受环境影响，目标与背景反差加大。选通，可在很多特殊场合下应用对于军事应用。容易暴露。绿色草木混凝土暗绿色漆2021/7/246.1.直视型光电成像系统的工作原理直视型(被动)微光成像系统：直视型微光成像系统(又称为微光夜视仪)利用微光增强技术，可在极低照度(10-5lx)下

3、完全“被动”式工作，可明显改善人眼在微光下的视觉性能。2021/7/246.1.直视型光电成像系统的工作原理直视型(被动)微光成像系统的工作特点：被动-隐蔽性好景物之间反差小受自然照度和大气透明度影响大2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性夜视成像系统的光学系统夜视成像物镜夜视系统对成像物镜的基本要求光电成像系统用物镜的分类目镜直视成像系统对成像目镜的基本要求光电成像系统中常用的目镜ds0ds1u0u1L0EflDDn1n0l2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性主动红外成

4、像的照明系统主动红外成像系统对红外照明系统的基本要求红外光源、红外滤光片、照明系统的反射镜像管的小型化直流高压电源直视成像系统对高压电源的基本要求直流高压电源的工作原理倍压整流电路自动亮度控制（ABC）电路直流选通高压电源2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性夜视成像系统的光学系统－成像物镜夜视系统对成像物镜的基本要求大的通光口径和相对孔径。小的渐晕。宽光谱范围的色差校正。物镜有好的调制传递特性。最大限度地消除杂散光。在红外光学系统中，必须同时考虑聚光系统和扫描系统。尽可能减小被动红外系统中冷反射所产生

5、的图像缺陷。2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性夜视成像系统的光学系统－成像物镜光电成像系统用物镜的分类折射系统：反射系统：折反系统：2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性a)双高斯型物镜b)匹兹伐型物镜改进的双高斯型改进的匹兹伐型折射系统：易校正像差，可获得较大视场，结构简单，装调方便。2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性由于红外材料价格昂贵(Ge,Si单晶)，折射比高而反射损失大，在满足需要条件下应尽可能减少透镜片数。在像质要求不高的辐射计中多用单片折

6、射透镜。为了减小单透镜的球差和色差，也做成组合透镜。2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性单反射镜的四种形式(a)球面单反射镜(b)抛物面反射镜(c)椭球面反射镜(d)双曲面反射镜两种常用的抛物面反射镜(a)光阑位于焦面（同轴）(b)焦点在入射光束之外（离轴）2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性双反射镜的基本结构(a)牛顿系统(b)卡塞格伦系统(c)格里高里系统反射系统：大口径，长焦距，且取材容易，即可用金属材料，也可在普通玻璃上镀金属膜或介质膜来制作，对材料要求不高。其光能损失

7、小，无透射损失(即镜面反射比比透镜的透射比高)，不产生色差。，但也存在体积大及次镜遮挡等缺点。2021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性夜视成像系统的光学系统－成像物镜光电成像系统用物镜的分类折反系统：要解决的问题：反射式物镜系统需要采用非球面镜，而非球面镜加工检验困难，成本高。解决途径：改进反射系统，把反射镜的主镜和次镜都采用球面镜，而用加入补偿透镜的方法校正球面镜的球差，构成折反式物镜系统。可实现大口径长焦距，常用的折反射物镜有施密特系统、曼金折反射镜、包沃斯—马克苏托夫系统以及包沃斯—卡塞格伦系统。2

8、021/7/246.2.夜视光电成像系统的主要部件及其特性(a)施密特校正板(b)改进的施密特校正板施密特校正板工作原理(a)曼金折反镜-(b)曼金－卡塞格伦系统曼金折反射镜包沃斯-马克苏托夫系统1-校正透镜的交替位置；2-孔径光阑；3-校正透镜；4-焦面；5-球面反射镜2021/7/24