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微光像增强器与大尺寸CMOS的直接耦合

高天阳 曹峰梅 王霞 崔志刚

高天阳, 曹峰梅, 王霞, 崔志刚. 微光像增强器与大尺寸CMOS的直接耦合[J]. 红外技术, 2021, 43(6): 537-542.
引用本文: 高天阳, 曹峰梅, 王霞, 崔志刚. 微光像增强器与大尺寸CMOS的直接耦合[J]. 红外技术, 2021, 43(6): 537-542.
GAO Tianyang, CAO Fengmei, WANG Xia, CUI Zhigang. Direct Coupling of Low Light Image Intensifier with Large Size CMOS[J]. Infrared Technology , 2021, 43(6): 537-542.
Citation: GAO Tianyang, CAO Fengmei, WANG Xia, CUI Zhigang. Direct Coupling of Low Light Image Intensifier with Large Size CMOS[J]. Infrared Technology , 2021, 43(6): 537-542.

微光像增强器与大尺寸CMOS的直接耦合

基金项目: 

国家重点研发计划项目 2019QY0902

详细信息
    作者简介:

    高天阳(1996-),男,河北廊坊人,硕士,主要从事微光夜视、图像处理方面的研究工作。E-mail:xiuchuan1115@foxmail.com

    通讯作者:

    崔志刚(1967-),男,河北石家庄人,研究员,博士,主要从事微光夜视光锥耦合等方面的研究工作。E-mail:forest508@163.com

  • 中图分类号: TN223, TN206

Direct Coupling of Low Light Image Intensifier with Large Size CMOS

  • 摘要: 通过将直径为40 mm的像增强器与全画幅尺寸CMOS直接耦合,对大尺寸直耦工艺进行了研究。针对使用透镜耦合制成的大尺寸ICCD/ICMOS体积大、光能损失大以及光锥耦合的器件莫尔条纹较多等问题提出采用直接耦合的工艺制作ICCD/ICMOS。文中研制的大尺寸ICMOS可获取更大视场内的信息,整机分辨率可达3800×1900 LW/PH,画面清晰,无明显莫尔条纹,结构紧凑,整机仅为手持数码相机大小,隐蔽性强,有利于在复杂环境中更准确、快速地获取目标信息。
  • 图  1  光锥耦合ICCD/ICMOS成像系统中的莫尔条纹以及干涉条纹

    Figure  1.  Moire fringes and interference fringes in ICCD/ICMOS fiber optic taper coupling imaging systems

    图  2  像增强器与CCD/CMOS耦合方式示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of coupling mode between image intensifier and CCD/CMOS

    图  3  CMOS的激光开窗

    Figure  3.  CMOS laser windowing

    图  4  像增强器荧光屏微观图

    Figure  4.  Microscopic view of image intensifier screen

    图  5  像增强器实物图与打磨过程图

    Figure  5.  Photo and polishing process diagram of image intensifier

    图  6  直耦器件实物图

    Figure  6.  Photo of direct coupled device

    图  7  镜头卡口截圈示意图

    Figure  7.  Schematic diagram of lens mount

    图  8  微光夜视相机整机图

    Figure  8.  Photo of low light night vision camera

    图  9  微光夜视器件的分辨力测试图像

    Figure  9.  Resolution test image of LLL night vision device

    图  10  整机分辨力测试图像

    Figure  10.  Resolution test image of whole device

    图  11  全画幅与半画幅拍摄画面对比

    Figure  11.  Full frame and half frame photo contrast

    表  1  耦合器件的主要参数

    Table  1.   The main parameters of the coupler

    Main parameters of CMOS
    Chip size Silent frame
    (35.6 mm×23.8 mm)
    Effective pixels 24 million
    Video-capture 4K/60P, 50P
    Main parameters of image intensifier
    Screen diameter 40 mm
    Radiation sensitivity(2856K) 790 mA/W
    Signal noise ratio 23
    Central resolution 60 lp/mm
    Luminance gain 9782 cd/m2/lx
    Maximum output brightness 6.4 cd/m2
    Equivalent background brightness 1.4×10-9 lx
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  • [1] 白廷柱. 光电成像技术与系统[M]. 北京: 电子工业出版社, 2016.

    BAI Tingzhu. Photoelectric Imaging Technology and System[M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2016.
    [2] PROXITRONIC Detector Systems GmbH. Image- intensifier- general- information[EB/OL][2011-07-21]. www.proxitronic.de.
    [3] 金伟其, 陶禹, 石峰, 等. 微光视频器件及其技术的进展[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3167-3176. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201511001.htm

    JIN Weiqi, TAO Yu, SHI Feng, et al. Progress of low-light video device and its technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(11): 3167-3176. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201511001.htm
    [4] 王红球. 用于生物探测的制冷型ICCD系统[D]. 北京: 清华大学, 2007.

    WANG Hongqiu. Refrigerated ICCD System for Biological Detection[D]. Beijing: Tsinghua University, 2007.
    [5] 闫晓梅, 王志社. 基于光锥耦合的X射线像增强器[J]. 光学学报, 2010(5): 1478-1482. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXXB201005051.htm

    YAN Xiaomei, WANG Zhishe. X-ray image intensifier based on optical cone coupling[J]. Acta Opticasinica, 2010(5): 1478-1482. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXXB201005051.htm
    [6] 崔志刚. ICCD光锥耦合技术研究及性能分析[D]. 北京: 北京理工大学, 2008.

    CUI Zhigang. Research and Performance Analysis of Optical Cone Coupling Technology of ICCD[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2008.
    [7] PROXITRONIC Detector Systems GmbH. Intensified CCDs with Direct Fiber Optical Coupling[EB/OL][2011-07-21]. www.proxitronic.de.
    [8] 朱广亮. ICCD系统耦合工艺研究与结构设计[D]. 北京: 北京理工大学, 2016.

    ZHU Guangliang. Research and Structure Design of ICCD System Coupling Process[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2016.
    [9] 张宇. ICCD/ICMOS莫尔效应及其影响研究[D]. 北京: 北京理工大学, 2018.

    ZHANG Yu. Study on ICCD/ICMOS Mohr Effect and its Influence[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2018.
    [10] 俞斯乐, 郭福云, 李桂苓, 等. 电视原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 1984.

    YU Sile, GUO Fuyun, LI Guiling, et al. Television Principles[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1984.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-14
  • 修回日期:  2020-10-25
  • 刊出日期:  2021-06-20

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