CN205945976U - 一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，包括用于通过内部脉冲发生形成激光驱动信号和像增强器驱动信号的时序控制器、激光器、激光光学脉冲生成器、激光驱动器、像增强器选通驱动器、像增强器、光学发射天线和光学接收天线，时序控制器分别与激光器、像增强器选通驱动器连接，激光器与激光驱动器连接，激光器的激光发射光路上依次设置有激光光学脉冲生成器、光学发射天线，像增强器选通驱动器与像增强器连接，像增强器的接收外界光信号传输路上设置有光学接收天线。通过本实用新型实现像增强器窄脉冲选通成像情况下获取大景深的光学场景图像，从而避免窄景深图像带来的操作复杂、无法实时全局观察的问题，提高该系统的实用性。
Description
技术领域
本实用新型属于光电设备领域，涉及一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统。
背景技术
在光电探测设备领域中，当对于某种特殊应用需要进行背景剔除、信号提取时，需要采用某种处理手段，选通就是其中一种常用的技术手段。
对于微光像增强器而言，在其光电转换的阴极面上施加电脉冲信号驱动，该器件可在脉冲开门期间接收外界光信号，在关门后不接收外界信号，从而可以选择性的接收所需要的信号。且，该脉冲开门信号越窄，接收到的外界光信号时间就越短，获取的外界信息就越少。
该技术经常与激光照明系统配合使用，通过发射脉冲激光，形成对景物的瞬间照明，当像增强器被驱动脉冲信号选通接收时，可接受该脉冲激光。通常而言，开门时间与激光持续时间相当，可以得到较好的匹配性。此时，像增强器可以接收到景物的激光回波信号，从而提升该景物的信号强度，实现有效探测。
在激光与像增强器组合使用的观察设备、仪器中，通过激光与像增强器的脉冲驱动与控制，可以有效的获取到前方景物。当两者按照脉宽持续时间类似匹配时，可以有效获取激光在空气中的行程轨迹并获取到在轨迹上的景物图像。但，像增强器的窄脉冲选通带来了一个很大的问题，即单次开门时仅可接受到该开门信号内的激光回波，此时获取到的光学图像景深即为开门期间激光的空间行程。
此时，可以通过以下公式计算出该系统的光学景深：
L＝C*t
其中L为光学景深，C为光速，t为激光进入时间。
当采用该模式进行探测、观察，使得单次能够观察到的光学景深有限，在特定应用场合时该方式可以使用，但当其用于普适性观察设备时，光学景深有限带来了观察不便利的问题。通过调节激光信号与开门信号之间的时间间隔，可以将该光学景深在空间位置上实现调整，从而可以实现大景深，但这样操作需要观察人员调节时间参量，且系统会随着不同景深上的信号强度自动调整内部参数，使得前后不同位置的光学景深内的图像出现灰度差异。
基于上述原因，该类型设备在实际大范围观察时，存在操作不方便，无法快速获取观察范围内的全部图像信息的问题，导致设备实用性下降。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是在激光脉冲照明情况下，通过像增强器的选通控制实现对激光照明景物的有效探测，提供一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，通过本实用新型实现像增强器选通探测方式下获取大景深的光学场景图像，从而避免窄景深图像带来的操作复杂、无法实时全局观察的问题，提高该类系统的实用性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
本实用新型一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，该系统包括用于通过内部脉冲发生形成激光驱动信号和像增强器驱动信号的时序控制器、激光器、激光光学脉冲生成器、激光驱动器、用于控制像增强器同时接收外部脉冲控制信号的像增强器选通驱动器、像增强器、用于将激光器发射出来的激光进行准直发射形成系统的照明区域的光学发射天线和用于将外界的光信号汇集在像增强器上的光学接收天线，时序控制器分别与激光器、像增强器选通驱动器连接，激光器与激光驱动器连接，激光器的激光发射光路上依次设置有激光光学脉冲生成器、光学发射天线，像增强器选通驱动器与像增强器连接，像增强器的接收外界光信号传输路上设置有光学接收天线。
进一步地，时序控制器为调节激光驱动信号和像增强器驱动信号的持续时间及两者之间的时间间隔的控制器。
进一步地，激光光学脉冲生成器为光电开关或燃料片或斩波器。
进一步地，激光驱动器为形成激光振荡发射或直接形成电信号脉冲调制类的光脉冲发射的驱动器。
进一步地，像增强器选通驱动器为控制像增强器的开关门、增益调整、荧光屏亮度的控制器。
本实用新型的有益效果：通过本实用新型实现像增强器窄脉冲选通成像情况下获取大景深的光学场景图像，从而避免窄景深图像带来的操作复杂、无法实时全局观察的问题，提高该类系统的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的系统图；
图2为本实用新型的景深示意图。
图中：1、时序控制器，2、激光器，3、激光光学脉冲生成器，4、激光驱动器，5、像增强器选通驱动器，6、像增强器，7、光学发射天线，8、光学接收天线。
具体实施方式
本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。
本实用新型一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，主要技术方案如下：
如图1所示，包括时序控制器1、激光器2、激光光学脉冲生成器3、激光驱动器4、像增强器选通驱动器5、像增强器6、光学发射天线7、光学接收天线8。时序控制器1分别与激光器2、像增强器选通驱动器5连接，激光器2与激光驱动器4连接，激光器2的激光发射光路上依次设置有激光光学脉冲生成器3、光学发射天线7，像增强器选通驱动器5与像增强器6连接，像增强器6的接收外界光信号传输路上设置有光学接收天线8。
时序控制器1：通过内部脉冲发生形成两种类型的脉冲驱动，一个为激光驱动信号，持续时间为t1，一个为像增强器驱动信号，持续时间为t2。通过控制时序控制器1可以调节t1、t2的数值及两者之间的时间间隔。
激光器2：为通用器件，可以为半导体、固体、气体或液体等相应的可支持生成脉冲激光的激光器。
激光光学脉冲生成器3：对应为光学方式生成激光光脉冲，可以为光电开关、燃料片或斩波器等。
激光驱动器4：对应为激光器2的电气驱动，可形成激光振荡发射或直接形成电信号脉冲调制类的光脉冲发射。
像增强器选通驱动器5：为像增强器6的控制器，控制着像增强器的开关门、增益的调整、荧光屏的亮度等，其接收外部脉冲控制信号的控制。
像增强器6：为系统光电信号转换器件，接收外界的光信号并将信号转换至荧光屏上供人眼观看。
光学发射天线7：为光学准直系统，将激光器2发射出来的激光进行准直发射，形成系统的照明区域。
光学接收天线8：为系统接收物镜系统，将外界的光信号汇集在像增强器6上。
系统工作时，由时序控制器1发出两个驱动触发信号去驱动激光脉冲发射和像增强器选通接收，两者的持续时间分别是t1和t2，两者之间的延迟时间为t3。当t1达到激光器2时，形成一束空间脉冲照明光。该照明光在空间上形成一个具有一定空间行程尺度的窄区域，当其照明前方景物时，分别照射到轨迹上的目标B1、B2、B3…上。这些激光照明的光束依次返回，在空间形成B1’、B2’、B3’…的回波。通过时序控制器1设定的初始值t3，当B1’、B2’、B3’…到达光学接收天线8附近时，触发驱动t2到达像增强器选通驱动器5，形成一个持续时间为t2的开门信号。此时落在t2时间段内的目标激光回波B1’、B2’、B3’…均可以有效接收。当B1’、B2’、B3’…回波信号强度高于t2时间段内进入系统的干扰光时，这些目标图像均可在荧光屏上显示，从而获取了包括B1、B2、B3…在内的大景深光学图像，如图2所示。
在实际使用期间，B1、B2、B3…总是会在不同的光学距离上，而获取的激光照明能量各不相同。在t2时间内统一进入系统后，其各自的激光反射强度与杂光形成的信噪比即为系统能够发现B1、B2、B3…目标的关键。通过荧光屏的反馈信息，可以确定该目标信噪比情况，通过适当调节延迟时间t3可调节远距离上的目标信号强度，适合正常的人眼观察。
Claims (5)
1.一种像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，其特征在于：所述系统包括用于通过内部脉冲发生形成激光驱动信号和像增强器驱动信号的时序控制器(1)、激光器(2)、激光光学脉冲生成器(3)、激光驱动器(4)、用于控制像增强器(6)同时接收外部脉冲控制信号的像增强器选通驱动器(5)、像增强器(6)、用于将激光器(2)发射出来的激光进行准直发射形成系统的照明区域的光学发射天线(7)和用于将外界的光信号汇集在像增强器(6)上的光学接收天线(8)，时序控制器(1)分别与激光器(2)、像增强器选通驱动器(5)连接，激光器(2)与激光驱动器(4)连接，激光器(2)的激光发射光路上依次设置有激光光学脉冲生成器(3)、光学发射天线(7)，像增强器选通驱动器(5)与像增强器(6)连接，像增强器(6)的接收外界光信号传输路上设置有光学接收天线(8)。
2.根据权利要求1所述的像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，其特征在于：所述时序控制器(1)为调节激光驱动信号和像增强器驱动信号的持续时间及两者之间的时间间隔的控制器。
3.根据权利要求1所述的像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，其特征在于：所述激光光学脉冲生成器(3)为光电开关或燃料片或斩波器。
4.根据权利要求1所述的像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，其特征在于：所述激光驱动器(4)为形成激光振荡发射或直接形成电信号脉冲调制类的光脉冲发射的驱动器。
5.根据权利要求1所述的像增强器窄脉冲选通下实现大景深的系统，其特征在于：所述像增强器选通驱动器(5)为控制像增强器(6)的开关门、增益调整、荧光屏亮度的控制器。
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