新型主动式宽光谱共焦微光夜视系统的研究

摘要

采用CCD感光器件，兼有可见光、微光和夜间近红外照明监控性能的摄像系统是新一代电视监控设备发展的方向。但是对于新型器件和新技术在该系统的应用研究甚少，尚缺乏对实际应用过程中系统设计的理论指导。本文通过对新型宽光谱共焦微光夜视系统的研究，为此类系统的设计和应用提供若干有价值的结果。 本文包括4个部分，分别介绍了对夜视系统4个方面的研究内容。分别是：确定监控条件下的观察水平，并在此基础上结合科尔特曼公式，推导了应用于CCD摄像系统的探测距离公式，同时考虑到红外主动照明的情况，对公式进行了红外辐射度量的修正；实验测量了三类反射目标的红外反射率，为探测距离公式的应用提供更切合实际的反射率数据；探讨了近红外LED作为远距离照明光源时照明系统增大输出功率的3点措施，并提供了可用于此类系统的准直光路供参考；详细介绍了用于新型夜视系统的宽光谱共焦摄像物镜的设计，其特点是通过把可见光至近红外波段的宽光谱范围都成像在同一焦面上，实现白天黑夜不需调焦而得到同等清晰的图像，且比国外同类产品具有更低的生产成本。

目录

文摘

英文文摘

绪论

1.夜视技术发展概况

2.主动红外照明夜视技术简介

3.新型近红外主动夜视电视系统研究的意义

4.本课题研究内容

4.1夜视系统探测距离的研究

4.2物体红外反射率特性研究

4.3近红外LED照明系统的探讨

4.4宽光谱共焦摄像物镜的设计

第一章微光CCD电视探测距离的研究

1.概述

2.研究的发展和现状

3.微光电视探测距离的推导

3.1最大探测距离

3.2探测距离公式

3.3红外主动照明条件下的公式修正

4.距离公式的应用

4.1大气透过率τa的确定

4.2物镜透过率的计算

4.3视距估算及与实际的比较

5、小结

第二章物体红外反射率特性的实验研究

1.概述

2.实验的基本原理和实验方法

3.实验结果及数据统计

4.实验小结

第三章近红外LED远距离照明系统的初步研究

1.LED照明的优点比较

1.1 LED与卤素灯发光机理的比较

1.2 LED与卤素灯性能比较

2.近红外LED远距离照明系统的一些设想

2.1增加个体LED输出功率

2.2准直光学系统的设计

3.小结

第四章宽光谱共焦摄像镜头的设计

1.提出设计指标

1.1通光孔径D的确定

1.2焦距f的确定

2.确定初始参数

3.设计过程

4.小结

结束语

参考文献

致谢

附录在学期间发表的论文