ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к электронной технике, в частности к устройству электронно-оптического преобразователя (ЭОП), для усиления яркости изображения в условиях низкой освещенности и перевода изображения в соответствующие цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами.
Известен ЭОП (патент РФ на изобретение №2525827, МПК H01J 31/56, опубл. 20.08.2014, Бюл. №23), включающий корпус, входное и выходное окна, фотокатод, электронно-возбуждаемую черно-белую ПЗС-матрицу, систему фокусировки электронов, установленную между фотокатодом и черно-белой электронно-возбуждаемой ПЗС-матрицей, блок формирования первичного видеосигнала, блок обработки видеосигнала, пульт управления и устройство воспроизведения видимого изображения.
Недостатком ЭОП по патенту №2525827 является низкая четкость изображения и разрешающая способность. Особенно это актуально для приборов ночного видения, так как в темное время суток практически отсутствуют некоторые цвета и для нормальной работы устройства необходима подсветка, что часто недопустимо. Кроме того, ПЗС-матрица достаточна дорога, а ее размещение внутри вакуумного корпуса существенно снижает ремонтопригодность устройства.
Наиболее близким к предлагаемому является электронно-оптический преобразователь (патент РФ на полезную модель №90933, МПК H01J 31/50, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2), включающий фотокатод, структура которого выполнена с буферным слоем толщиной 50-150 А, а источник питания выполнен импульсным.
Недостатком ЭОПа по патенту №90933 является недостаточная четкость изображения и разрешающая способность, обусловленные невозможностью простой переработки реального изображения в цифровой вид.
Задача (технический результат) предлагаемой полезной модели заключается в создании электронно-оптического преобразователя, свободного от вышеуказанных недостатков.
Поставленная задача решается тем, что электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, усилитель эмитируемых фотокатодом электронов, устройство отображения информации, источник питания, согласно предлагаемому изобретению, дополнительно снабжен аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) и устройством преобразования фотоэлектронов для получения аналогового сигнала, характеризующего световой поток. Устройство преобразования фотоэлектронов выполнено в виде установленной перед фотокатодом жидкокристаллической матрицы, усилитель эмитируемых фотокатодом электронов - в виде установленной между фотокатодом и устройством отображения информации микроканальной пластины (МКП), а устройство отображения информации в виде экрана с выводом на АЦП.
Наиболее рациональным признается способ преобразования различных по физической природе величин сначала в функционально связанные с ними электрические, а затем - в цифровые. Снабжение ЭОП устройством преобразования потока фотоэлектронов для получения аналогового сигнала, характеризующего световой поток, обеспечивает повышение эффективности ЭОПа за счет получения цифрового изображения на выходе АЦП, что значительно улучшает обнаружение и распознавание объектов.
Такая конструкция обеспечивает возможность получения аналогового сигнала и преобразования его в цифровой вид, что обеспечивает повышение эффективности предлагаемого ЭОПа и улучшение зрительного восприятия.
Предлагаемая полезная модель поясняется фигурой, на которой схематически изображен предлагаемый ЭОП.
Предлагаемый ЭОП включает фотокатод 1, усилитель эмитируемых фотокатодом 1 электронов, устройство 2 отображения информации, источник питания 3, АЦП 4, усилитель эмитируемых фотокатодом 1 электронов и устройство преобразования фотоэлектронов для получения аналогового сигнала, характеризующего световой поток. Устройство 2 отображения информации может быть выполнено на основе жидкокристаллической панели или на основе панели светоизлучающих диодов. Устройство преобразования фотоэлектронов выполнено в виде установленной перед фотокатодом 1 жидкокристаллической матрицы 5, а усилитель эмитируемых фотокатодом 1 электронов выполнен в виде установленной между фотокатодом 1 и устройством 2 отображения информации микроканальной пластины 6.
Предлагаемый ЭОП работает следующим образом.
От источника питания 3 подается напряжение на фотокатод 1, на МКП 6, АЦП 4 и на устройство 2 отображения информации. В источнике питания 3 размещен также генератор импульсов, который подает управляющие импульсы для создания подвижных окон в жидкокристаллической матрице 5. Отраженный от объекта наблюдения световой поток попадает на жидкокристаллическую матрицу 5. В каждый малый промежуток времени жидкокристаллическая матрица 5 открывает небольшое окно и пропускает на фотокатод 1 пучки фотонов отраженного от объекта светового потока. Фотокатод 1 эмитирует электроны в вакуумную полость 7 корпуса. Эмитируемые фотокатодом 1 электроны попадают в каналы микроканальной пластины (МКП) 6, которая усиливает и ускоряет вошедший от фотокатода 1 электронный поток. Электроны, выходящие из МКП 6, попадают на устройство 2 отображения информации, формируя на нем свой участок изображения, и одновременно в электрическую цепь «устройство 2 отображения информации - АЦП 4», формируя аналоговый электрический импульс. АЦП 4 генерирует соответствующие входным аналоговым электрическим импульсам цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами. Цифровые сигналы с АЦП 4 поступают в сеть хранения и отображения информации. В следующий момент времени жидкокристаллическая матрица 5 сдвигает открытое окно на размер окна и пропускает следующий пучок фотонов отраженного светового потока на фотокатод 1. Далее происходит преобразование пучка фотонов аналогично выше описанному. Таким образом, поочередными пучками через жидкокристаллическую матрицу 5 пропускается весь световой поток. При этом на устройстве 2 отображения информации формируется изображение объекта, а в электрической цепи «устройство 2 отображения информации - АЦП 4» - аналоговый электронный слепок объекта, который в АЦП 4 превращается в цифровое изображение объекта в данный момент времени. Далее этот цифровой сигнал может быть передан на дополнительное видеоконтрольное устройство и/или в сеть хранения и отображения информации, где по запросу наблюдателя возможна переработка изображения, например, изменение его масштаба, в любой части отображаемого объекта.
Предлагаемое решение позволяет подавать на вход устройства метки зеленого, синего, красного цвета при низкой освещенности, что обеспечивает возможность получения цветного изображения объекта.
Предлагаемая конструкция ЭОПа обеспечивает повышение эффективности обнаружения объектов в условиях низкой освещенности и улучшение зрительного восприятия за счет перевода изображения в соответствующие цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами.