Устройство для усиления яркости изображения

Полезная модель относится к области фоторегистрирующей техники и может быть использована для преобразования инфракрасного излучения в видимое, в наблюдательных приборах видимого и ближнего инфракрасного диапазона, видеокамерах видимого и ближнего инфракрасного диапазона, оптических измерительных приборах, в частности, интерферометрах и спектрометрах, лабораторных приборах, в частности, в микроскопах различного назначения. Цель полезной модели - повышение качества изображения путем, в частности, усиление яркости изображения и увеличение разрешающей способности. Это достигается, в частности, разделением светочувствительной поверхности фотокатода на геометрически и по физическому строению одинаковы части.

Полезная модель относится к области фоторегистрирующей техники и может быть использована для преобразования инфракрасного излучения в видимое, в наблюдательных приборах видимого и ближнего инфракрасного диапазона, видеокамерах видимого и ближнего инфракрасного диапазона, оптических измерительных приборах, в частности, интерферометрах и спектрометрах, лабораторных приборах, в частности, в микроскопах различного назначения.

Известно «Устройство автоматического контроля яркости экрана электронно-оптического преобразователя» заявка Великобритании 2112550 G05D 25/02, 1983 г. содержащее для регулирования яркости схемное решение в области питания фотокатода, фокусирующего электрода и экрана электронно-оптического преобразователя. Автоматическая регулировка яркости осуществляется уменьшением ускоряющего напряжения на микроканальной пластине.

Известно техническое решение патент РФ 1840321 G05D 25/02? 28/07/887 г. «Устройство для регулирования яркости свечения экрана электронно оптического преобразователя с микроканальной пластиной», также содержит схемное решение отрицательной обратной связи в области питания микроканальной пластины.

Тема преобразования инфракрасного излучения для различных целей отражена, например, в патентах США 7026618 H01J 31|49, 7105819 250/338.3 и, например, патенте России 2308116, где для улучшения качества изображения корпус электронно-оптического преобразователя разделен на вакуумированную и невакуумированную части и дополнительно содержит блок обработки видеосигнала. В этом случае задача улучшения качества изображения решается путем дополнительной обработки уже сформированного сигнала в блоке обработки.

Повышение качества изображения возможно также путем совершенствования параметров самого преобразователя, в частности, увеличение яркости изображения путем увеличение площади фоточувствительной поверхности. Эта задача решается в известных технических решениях с различными вариантами форм электродов.

Задачей полезной модели является усиление яркости изображения.

Этот технический результат, в отличие от указанных аналогов, достигается путем увеличения площади светочувствительной области фотокатода без увеличения размеров электронно-оптического преобразователя. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, На фиг. 2 представлены варианты геометрических фигур различных вариантов разделения светочувствительной поверхности фотокатода.

Функциональная схема устройств содержит объект наблюдения 1, объектив 2, электронно оптический преобразователь 3, фотокатод 4, микроканальную пластину 5, выходной блок 6.

Заявленное устройство работает следующим образом. Свет от объекта на блюдения 1 проецируется с помощью объектива 2 на фотокатод 4 электронно-оптического преобразователя 3. Фотокатод представляет собой источник однородного потока электронов. Фотоны света вызывают в материале фотокатода эмиссию электронов, которые под действием ускоряющего электрического поля попадают на микроканальную пластину 5. Поток электронов, проходя через каналы микроканальной пластины, усиливается и, после выхода из микроканальной пластины, попадает на выходной блок 6. Выходной блок может быть выполнен под визуальное наблюдение или под многоэлементный приемник излучения. В случае визуального наблюдения, выходной блок представляет собой слой люминофора, нанесенный либо на

стеклянное выходное окно, либо на волоконно-оптический элемент. В этом случае на нем формируется наблюдаемое изображение.

А во втором случае выходной блок может представлять собой фотоприемную матрицу, которая либо непосредственно установлена позади микроканальной пластины, либо оптически сопряжена с ней через волоконно-оптический элемент (например фокон). Элементы электронно-оптического преобразователя конструктивно объединены в едином вакуумном объеме. Микроканальная пластина может быть выполнена на основе алмазоподобной пленки с регулярной структурой с размером ячейки 1-15 мкм и внутренней полупроводящей поверхностью.

Фотокатод 4 выполнен в виде прозрачной пластины, на которую нанесена специальная светочувствительная структура, выполненная из геометрически и по физическому составу одинаковых частей. Это позволяет увеличить площадь светочувствительной области, не увеличивая площади электродов электронно-оптического преобразователя. Небольшие промежутки между отдельными частями светочувствительной структуры не будут формировать сигнал на выходе и отобразятся как темные полосы. Однако толщина этих полос столь незначительна, что не повлияет на восприятие сформированного изображения. Способ разделения светочувствительной поверхности фотокатода может быть различным.

На фиг.2а представлено разбиение на прямоугольный массив, на фиг.2б - на разделение на сектора. Возможны и другие варианты разбиения.

Устройство для усиления яркости изображения промышленно применимо, поскольку при его производстве используются известные материалы и технологии. Описанную фотокатодную структуру можно изготовить, например, методом жидкофазной эпитаксии.

1. Устройство для усиления яркости изображения, содержащее объектив, электронно-оптический преобразователь, содержащий фотокатод, микроканальную пластину, выходной блок, элементы электронно оптического преобразователя конструктивно объединены в едином вакуумном объеме, объектив оптически соединен с фоточувствительной поверхностью фотокатода электронно-оптического преобразователя, отличающееся тем, что фотокатод выполнен в виде прозрачной пластины, на которую нанесена светочувствительная структура, геометрически выполненная составной из одинаковых по своему физическому строению частей.

2. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что геометрическое разделение светочувствительной структуры выполнено в виде прямоугольного массива.

3. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что геометрическое разделение светочувствительной структуры выполнено в виде секторного разбиения.

4. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что микроканальная пластина выполнена на основе алмазоподобной пленки с регулярной структурой ячеек величиной 1-15 мкм и внутренней проводящей поверхностью.

5. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что выходной блок выполнен под визуальное наблюдение и представляет собой слой люминофора, нанесенный либо на стеклянное выходное окно, либо на волоконно-оптический элемент.

6. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что выходной блок выполнен в виде многоэлементного приемника излучения.

7. Устройство для усиления яркости изображения по п.3, отличающееся тем что многоэлементный приемник излучения представляет собой фотоприемную матрицу, которая либо непосредственно установлена позади микроканальной пластины, либо оптически сопряжена с ней через волоконно-оптический элемент.

8. Устройство для усиления яркости изображения по п.1, отличающееся тем, что фотокатод выполнен в виде прозрачной пластины с нанесением светочувствительной структуры, геометрически выполненной составной из одинаковых по физическому строению частей.