[發明專利]一種調節像管MCP電壓以改善夜視儀成像質量的方法

無效

• 申請號: 201210223635.9
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102752626A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陳聰;曹峰梅;崔志剛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明屬于數字化夜視儀及非可見光電視成像系統的性能改善領域，主要涉及超二代像管的應用，尤其設計了一種調節超二代像管MCP電壓以提高數字化夜視儀及非可見光電視成像系統成像質量的方法。

背景技術

微光夜視儀是在夜間或極低照度下（10^-1~10^-5Lx），利用微弱的月光、星光、大氣輝光等光線通過放大后轉變成人眼可清晰觀察的圖像，從而實現在夜間對目標進行觀察的一種高科技儀器。與其他夜視設備相比，微光夜視儀具有體積小、重量輕、可靠性高、成本低等優點，是目前應用最普遍的夜視產品。當前我國微光夜視技術得到了較快的發展和廣泛的應用，超二代像管是以微通道板（MCP）為技術特征，已實現了批量化生產，我國自主研發的夜視儀大多采用超二代像管。紫外觀察照相系統是集光、機、電于一體的專業紫外觀察照相設備，它配有專業的紫外石英鏡頭和多種不同波長的紫外濾光鏡，利用高品質的紫外圖像增強管，將不可見的紫外圖像通過光電轉換，成為直觀的可視圖像，實現了現場指紋痕跡“所見所拍即所得”的紫外圖像拍攝效果。

現有技術中2009年3月11日公布的中國專利申請CN?101383901?A“具有微光成像或紫外成像功能的數碼相機及其制造方法”中所述的夜視數碼成像設備具有微光成像或紫外成像功能，便攜式、數字化、攝錄一體化、智能化高分辨力和高清晰度等優點。微光夜視數碼相機CIDC1816，采用先進的光錐耦合技術將數碼相機和像管集成為一體，形成了新一代的低照度數字化高性能夜視設備，結構緊湊、靈敏度高、成像清晰。CIDC1816是目前國內外功能一體化程度最高、使用最為快捷方便的夜視裝備。它采用的光錐耦合技術的同光效率是鏡頭耦合的十倍，在低照度條件下，可以大幅度提高夜視圖像的信噪比。紫外近紅外數碼相機UVIR1818，同樣采用光錐耦合技術將數碼相機和紫外像管集成為一體，能夠直接進行長短波紫外和近紅外成像，具有靈敏度高、結構簡單、使用方便、成像清晰的特點，能同時完成指紋搜索和指紋拍攝功能。

對于ICMOS型相機，圖像的獲取較直接觀察有幾方面的特殊性：①積分時間受CMOS的積分時間影響；②CMOS傳感器的動態范圍與人眼不同；③在光照強度不變的條件下，曝光量與積分時間成正比。因此，CMOS的積分時間應隨著光照強度的變化而改變，由于像管增益或轉換系數過高使得光照變強，將會造成積分時間減少或曝光過度。由于上述原因，其核心器件像管增益過高時會出現以下兩個問題：①由于背景噪聲過大，圖片成像時出現雪花，光強增大，造成光圈無法完全打開，目標成像質量差；②受噪聲影響，夜視儀成像時積分時間變短，增益過高時，動態范圍減小。針對上述問題，本發明在像管增益及對ICMOS圖像質量的影響的理論分析和實驗研究基礎上，根據夜視儀實際生產應用需求，降低了像管MCP電壓，保證可探測到弱光信號，還應可探測到稍強信號，解決了過度曝光問題，即可以擴展動態范圍。

目前，針對超二代像管在實際應用中進行MCP電壓值調節以改善夜視儀成像質量的方法，國內外尚未見到公開報道。

發明內容

本發明提供了一種調節像管MCP電壓以改善夜視儀成像質量的方法，能夠使微光夜視儀能夠在更大的動態范圍內實現大光圈錄像，并解決紫外近紅外數碼相機拍攝白色背景上的指紋時存在的過度曝光問題。

根據需要解決的技術問題，本發明提供了一種調節像管MCP電壓以改善夜視儀成像質量的方法，該方法包括以下步驟：

第一步：將像管與高壓電源盒相連接的四條導線中對應MCP正極[3]、MCP負極[4]電壓的兩條，外接導線以進行電壓測量；

第二步：固定照度條件，外接導線以進行MCP電壓測量，調節電位器旋鈕，確定電位器調節方向與MCP電壓值大小變化的規律，在暗室或暗箱[1]中測量像管的MCP初始電壓值并記錄；

第三步：調節高壓電源盒上對應的電位器[5]旋鈕，并實時測量旋鈕調節后的MCP電壓值；將像管電壓調至參考電壓值；

第四步：裝機后，根據夜視儀整機拍照測試判斷其電壓調節后相機是否正常工作，若夜視儀拍照出現反應過慢的情況，則視為非正常工作，重新將MCP導線外接，沿順時針方向回調電位器旋鈕。

第一步中所述的測量像管的MCP初始電壓值采用以下方法測量：將測量MCP電壓值的萬用表[6]調至直流電壓檔，MCP正極引線接高壓探針[7]，MCP-引線接萬用表負極表筆[8]；像管的高壓電源接電，給熒光屏供電的高壓線與其他三根導線隔開，除去像管遮光膜；由萬用表[6]測得MCP電壓讀數。