微光電視系統(tǒng)

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1、微光電視系統(tǒng)光電工程學院2009級光電信息03班張辰松20097513引言最近幾年，隨著好萊塢各種諜戰(zhàn)片的上映，紅外夜視鏡已經被人們所了解認知，特工們一次次夜間機密任務的成功都少不了夜視系統(tǒng)輔佐。對于夜視鏡，大多數人們的認知僅僅局限在它能幫助使用者在夜間看清肉眼分辨困難的事物，但是對于它的結構和工作原理，人們的了解還是很少。紅外線夜視儀是利用光電轉換技術的軍用夜視儀器。紅外線夜視儀分為主動式紅外線夜視儀和被動式紅外線夜視儀兩種：主動式紅外線夜視儀用紅外探照燈照射目標，接收反射的紅外輻射形成圖像；被動式紅外線夜視儀不發(fā)射紅外線，

2、依靠目標自身的紅外輻射形成“熱圖像”，故又稱為”熱像儀”。主動紅外成像系統(tǒng)主動紅外成像系統(tǒng)主要紅外成像系統(tǒng)由兩部分組成，紅外探照燈和由光學系統(tǒng)的物鏡組成的接受系統(tǒng)接受目標反射回來的紅外輻射，并在紅外變像管的光陰極面上形成目標輻射的紅外圖像。人眼通過目鏡觀察增強了的目標圖像。主動紅外成像系統(tǒng)的波段在0.76~1.2um的近紅外光譜區(qū)，長波限由變像管光陰極決定。在軍事方面，由于事物反射能力不同，可以在一定程度上識別偽裝。但在有霧的惡劣天氣條件下，近紅外輻射會受到大氣散射的影響。對于軍事應用上，探照燈本身會成為對方偵查的目標而易于暴

3、露自己。直視微光成像系統(tǒng)直視微光成像系統(tǒng)由直視系統(tǒng)和見識系統(tǒng)組成，直視系統(tǒng)又稱微光夜視儀。第一代采用級聯(lián)式像曾強器作為圖像增強期間的系統(tǒng)，第二代采用帶微通道板的像增強器作為圖像增強器件的產品，發(fā)展較為成熟，第三代直視微光夜視產品采用半導體光陰極的帶MCP的像增強器作為圖像增強器件。系統(tǒng)主要由微光光學系統(tǒng)，微光像增強器和高壓電源組成。工作過程：由夜間自然微光照射目標，經目標反射的輻射進入光學系統(tǒng)的物鏡，物鏡把目標成像在位于其焦平面的像增強器的光陰極面上，像增強器對目標像進行光電轉換，電子成像和亮度增強，并在熒光屏上顯示目標的增強

4、圖像。與主動紅外成像系統(tǒng)相比最主要的優(yōu)點是不用探照燈照明，而是靠夜間自然光照明勁舞，以被動的方式工作，資深隱蔽性好。但是由于依賴于自然光，所以受到自然光亮度及大氣透明度的影響，并且勁舞見的反差小，圖像平淡而層次不夠分明。紅外微光系統(tǒng)的應用夜間可見光很微弱，但人眼看不見的紅外線卻很豐富。紅外線視儀可以幫助人們在夜間進行觀察、搜索、瞄準和駕駛車輛。盡管人們很早就發(fā)現了紅外線，但受到紅外元器件的限制，紅外遙感技術發(fā)展很緩慢。直到1940年德國研制出硫化鉛和幾種紅外透射材料后，才使紅外遙感儀器的誕生成為可能。此后德國首先研制出主動式紅

5、外線夜視儀等幾種紅外探測儀器，但它們都未能在第二次世界大戰(zhàn)中實際使用。1945年夏，紅外夜視儀第一次用于戰(zhàn)場。美軍登陸進攻沖繩島，隱藏在巖洞坑道里的日軍利用復雜的地形，夜晚出來偷襲美軍。于是美軍將一批剛剛制造出來的紅外夜儀緊急運往沖繩，把安有紅外線夜視儀的槍炮架在巖洞附近，當日軍趁黑夜剛爬出洞口，立即被一陣準確的槍炮擊倒。洞內的日軍不明其因，繼續(xù)往外沖，又糊里糊涂地送了命。紅外線夜視儀初上戰(zhàn)場，就為肅清沖繩島上頑抗的日軍發(fā)揮了重要作用。微光電視系統(tǒng)的產生微光電視系統(tǒng)可謂是紅外夜視鏡的一種衍生產物。攝像機輸出的電信號可以通過視頻

6、電纜送達顯示器(閉路微光電視)，也可以饋至專用發(fā)射機通過天線傳輸，遠處的顯示終端通過天線接收信號后在顯示器上顯示(開路微光電視)。微光電視系統(tǒng)在軍事領域起著舉足輕重的地位，通過微光電視系統(tǒng)，不僅裝配著紅外夜視儀的前線戰(zhàn)士可以在夜間清晰洞察到敵軍的動靜，而且位于戰(zhàn)線后方的指揮中心也可以清晰的了解到前線作戰(zhàn)的情況并根據情況的不同制定合理的應戰(zhàn)措施。在微光夜視儀后加裝攝像機就成了微光電視。微光電視是像增強管和電視攝像管相結合的微光夜視系統(tǒng)。它誕生于四十年代，七十年才迅速發(fā)展起來。它具有成像面積大、直觀性強、連續(xù)性、遠距離多點多人觀察

7、等優(yōu)點，目益廣泛地用于監(jiān)視、偵察、探測、制導、跟蹤等方面，國外已裝備30余種。典型產品有法國的坦克用的"卡納斯特"微光電視系統(tǒng)、美國的直機用UVR-700型晝夜兩用電視跟蹤系統(tǒng)、英國的海軍用V0084型微光電視系統(tǒng)、瑞士的2704型遠距離(觀察距離為10公里)微光電視攝像機等。目前的微光夜視裝置僅能提供單色的圖像，而利用彩色圖像會有助于目標識別，使識別速度提高30％，識別錯誤減少60％，因此彩色微光夜視技術已受到關注。美國Delft傳感器系統(tǒng)公司采用光譜響應不同的兩只像增強器管觀察同一場景，利用它們間的差別，通過濾光和特殊的電

8、子處理技術，來產生彩色圖像。麻省理工學院林肯實驗室則將微光圖像和紅外熱像相結合，產生彩色圖像。林肯實驗室設計的小型彩色夜視系統(tǒng)采用與三代像增強器耦合的電荷耦合器件（CCD）獲得微光圖像，又用非致冷熱成像陣列獲得紅外熱像，然后用二向色分光鏡進行匹配和圖像處理器處理，在液晶顯示器