Устройство для регистрации малоконтрастных изображений Советский патент 1979 года по МПК H04N5/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ МАЛОКОНТРАСТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано, в частности, для регистрации оптических изображений, например для задач астронавигации при наличии интенсивной солнечной засветки, для обнаружения и исследования очагов лисных пожаров и т. п.

Извертны устройства для регистрации малоконтрастных (например, рентгеновских) изображений, содержаплие высокочувствительную телевизионную трубку (например, видикон), блок регистрации, генератор развертки и блок питания телевизионной трубки I.

Исследуемое рентгеновское изображение преобразуется в видимое изображение, характеризуемое малой контрастностью, которое затем проецируется на фотокатод теЛевизионной трубки.

Основным недостатком данных устройств является малая, величина отно.шения сигнал/ /шум.

Наиболее близким к данному техническому решению является устройство регистрации малоконтрастных изображений 2, содержащее диссектор, источник питания, блок

регистрации и генератор развертки, отклоняющая система диссектора соединена с генератором развертки, коллектор диссектора соединен через конденсатор с блоком регистрации, выводы фотокатода, анода и всех эмиттеров диссектора подключены к соответствующим выводам блока делителей напря-, жения, один из входов которого подключен к шине отрицательной полярности источника питания, а щина положительной полярности заземлена.

Известное устройство обладает малой величиной отношения сигнал/шум вследствие шумов; вызванных флуктуацией тока, соответствующего фоновой засветке, который при регистрации малоконтрастных изображений во много раз больше тока, соответствующего полезному сигналу. Кроме того, величина полезного сигнала, поступающего на блок регистрации, мала, поскольку возможности усиления сигналов электронным умножителем диссектора не могут быть принципиально эффективно использованы для усиления именно полезного сигнала вследствие необходимости усиления токов, соответствующих фону малоконтрастного изображения, который определяет в данном случае максимально возможный коэффициент умножения из-за ограниченности линейного участка амплитудной характеристики электронного умножителя диссектора.

Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум при одновременном повышении величины полезного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что один из промежуточных эмиттеров диссектора подключен через резистор к шине положительной полярности дополнительно введенного источника питания, шина отрицательной полярности которого соединена с шиной нулевого потенциала.

На чертеже показана функциональная схема устройства для регистрации малоконтрастных изображений.

Устройство для регистрации малокрнтрастных изображений состоит из диссектора 1, источника 2 питания диссектора, генератора 3 развертки, блока 4 регистрации и дополнительного источника 5 питания, Коллектор 6 диссектора 1 соединен через конденсатор 7 с блоком 4 регистрации, а через нагрузочный резистор 8 - с шиной нулевого потенциала. Выводы фотокатода 9, анода 10 и всех эмиттеров электронного умножителя диссектора, кроме одного, подключены к соответствующим выводам блока 11 делителей напряжения, один из входов которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой - к шине отрицат ельной полярности источника 2 питания диссектора. Один из эмиттеров 12 диссектора I в промежутке cit Bfoporo до последнего подключен через резистор 13 к шине положительной полярности Дополнительного источника 5 питания, его шина отрицательной полярности соединена с шиной нулевого потенциала. Указанная полярность подключения источников 2 и 5 питания является предпочтительной при регистрации малоконтрастных изображений и соответствует вклю-чению диссектора по схеме с заземленным коллектором. Отклоняюшая система 14 диссектора 1 соединена с генератором 3 развертки.

Исследуемое изображение проецируется с ГЕОМОЩЬЮ оптической системы 15 на полупрозрачный фотокатод 9, где оно преобразуется в электронное изображение, показанное на чертеже стрелкой, котброе переносится на анод под действием ускоряющей разности потенциалов между катодом 9 и анодом 10. Отклоняющая система 14 под действием управляющего сигнала, поступающего с генератора 3 развертки, разворачивает изображение относительно отверстия 16 в центре анода 10, равного по размерам одному элементу разложения. Поочередно проходя через отверстия 16, электроны всех участков изображения попадают на первый эмиттер и усиливаются затем первой частью электронного умножителя (вплоть до эмиттера 12). На эмиттере 12, подключенном через резистор 13 к положительной щине источника 5 питания, осуществляется компейсация постоянного электронного тока, соответствующего постоянной составляющей фона изображения. Для эффективной компенсации постоянной составляющей электронного потока предпочтительно, чтобы при подобном подключении не уменьшалась существенно эффективность сбора электронов на последующий эмиттер, совокупность источника 5 питания и резистора 13 образуют генератор тока, причем величина сопротивления резистора составляет не менее 10® Ом.

Последующие эмиттеры усиливают оставшийся нескомпенсированный электронный поток, имеющий значительно большее отношение полезного сигнала к фону, что позволяет увеличить коэффициент усиления на последующих каскадах умножения и соответственно получить на выходе коллектора значительно большую амплитуду полезного сигнала. Кроме того, увеличение отношения амплитуды полезного сигнала к фону при прочих равных условиях приводит к уменьшению шума, вызванного флуктуациями электронного потока, соответствующего фону изображения, в результате увеличивается отношение сигнал/шум при регистрации малоконтрастных изображений.

Устройство, изготовленное согласно данному изобретению, применяется для регистрации малоконтрастных изображений в видимом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах. В устройстве используются специально разработанные диссекторы. При регистрации изображений, контрастность которых составляла 10, применение данного устройства позволяет увеличить величину полезного сигнала в 70 раз, а для изображений с контрастностью 10 - в 3-10 раз. Одновременно с этим отношение сигнал/шум увеличилось в 2-3 раза.

Формула изобретения

Устройство для регистрации малоконтрастных изображений, содержащее диссектор с отклоняющей системой, соединенной с генератором развертки, причем коллектор диссектора соединен через конденсатор с блоком регистрации и через резистор - с шиной нулевого потенциала, выводы фотокатода, анода и эмиттеров диссектора подключены к соответствуюшим выходам блока делителей напряжения, один из входов которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой - к шине отрицательной полярности источника питания, шина положительной полярности которого соединена с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, один из промежуточных эмиттеров диссектора подключен через резистор к шине положительной полярности дополнительно введенного источника питания, Шина Отрицательной полярности которого соединена с нулевым потенциалом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе /

2.Телевидение. Г1од редакцией Шмакова П. В. М., «Связь, 1970, с. 123-125. юооолллмхх: ХХХХХХХХХХХТ