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 светового потока выполнено в виде установленной перед фотокатодом жидкокристаллической матрицы, а усилитель эмитируемых фотокатодом электронов - в виде установленного между фотокатодом и устройством отображения информации анода.
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.
Выполнение усилителя в виде анода позволяет значительно увеличить энергию фотоэлектронов и упорядоченно подавать электронный аналог светового потока на АЦП по электрической цепи «анод-АЦП». Преобразованный сигнал с АЦП поступает на устройство отображения информации, что позволяет существенно повысить эффективность ЭОПа за счет улучшения обнаружения, распознавания и идентификации цели, контрастности и разрешающей способности.
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 светового потока выполнено в виде установленной перед фотокатодом 1 жидкокристаллической матрицы 5, а усилитель эмитируемых фотокатодом электронов выполнен в виде установленного между фотокатодом 1 и устройством 2 отображения информации анода 6.
Предлагаемый ЭОП работает следующим образом.
От источника питания 3 подается напряжение на фотокатод 1, на анод 6, АЦП 4 и на устройство 2 отображения информации. Питание устройства 2 отображения информации также может осуществляться от АЦП 4. 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. Под действием электрического поля анода 6 электроны ускоряются. Анод 6 поглощает энергию ускоренных электронов, формирует аналоговые электрические импульсы и подает их на АЦП 4. АЦП 4 генерирует соответствующие входным аналоговым электрическим импульсам цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами. Цифровые сигналы с АЦП 4 поступают на устройство 2 отображения информации и/или 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 описанному выше. Таким образом поочередными пучками через жидкокристаллическую матрицу 5 поочередно пропускается весь световой поток от объекта наблюдения.
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.