光电成像原理与技术-33-微光夜视系统的性能-课件

微光夜视系统的性能微光夜视系统的性能1v微光成像器件的主要性能v微光成像系统的整体性能v微光成像系统性能的影响因素微光夜视系统的性能v微光成像器件的主要性能v微光成像系统的整体性能v微光成像系2微光夜视系统的性能微光夜视系统的性能3光电成像原理与技术__33-微光夜视系统的性能_课件4v光谱响应特性光谱响应率量子效率光谱特性曲线光谱匹配系数v增益特性v背景特性v成像特性微光成像器件的主要性能v光谱响应特性光谱响应率光谱特性曲线v增益特性微光成像器5

d

R

P

RIP

d

P光谱响应特性（光电阴极指标）00响应率的定义：P

PP

mR

RRmdRPRIPdP光6P

mPdRm

PRd

Pd光谱响应特性（光电阴极指标）响应率的定义：

0

0

P

PP

m

R

RRm

0

0

0R

P

mPRmRd

0PmPdRmPRd7P

mPdRm

PRd

Pd

PRd

Pd光谱响应特性（光电阴极指标）响应率的定义：

0

0

P

PP

m

R

RRm

0

0

0R

P

mPRmRd

0

0

0a

R

aRmPmPdRmPRd8v亮度增益v辐射亮度增益v光通量增益G

Le

La

E

ek

LaK

EVk

K

G

LG

m

2

G

LΦ

out

Φ

in

MAsEVk

Ac,MaEVk

La

EVkGL

*

K为光视效能；As为荧光屏有效面积；Ac为光阴极面有效面积；m为像管的几何放大率。增益特性

定义为：像管在标准光源照射下，荧光屏上的

光出射度M与入射到阴极面上的照度EV之比。v亮度增益v辐射亮度增益v光通量增益GLeLaLa9u单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

R

P

IUM

a

EkGL

增益特性Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流u单管亮度增益的影响因素探究IEkACRMaGL10mu单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

RACASEkUR

2EkURa

ASM

a

M

a

EkGL

P

IUØ

定义荧光屏发光效率η＝Φa/P，则荧光屏发出的光通量为

a

P

IU

EkACUR增益特性Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流mu单管亮度增益的影响因素探究IEkACRAC11u单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

RACASEkUR

m2EkURa

ASM

a

M

a

EkGL

P

IUØ

定义荧光屏发光效率η＝Φa/P，则荧光屏发出的光通量为

a

P

IU

EkACURGLMa

EkUR

m2Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流提高增益——必须提高η、

、R、U，减小m。u单管亮度增益的影响因素探究IEkACRACE12v等效背景照度v对比度恶化系数v信噪比背景特性（噪声特性）v等效背景照度v对比度恶化系数v信噪比背景特性（噪声特性）13v等效背景照度

Ø

定义：在输出荧光屏的图像上，除了有用的成像（信号）亮度以外，

还存在着一种非成像的附加亮度，称为背景（背景亮度）。

Ø

产生原因：

暗背景Ldb：阴极热发射，场致发射。

信号感生背景Lsb

：阴极透射光、管内散射光、离子反馈、光反馈。Ebe

Ek

LdbLLdbLdb

GL(La

Ldb)

EkGL

lxlxv等效背景照度EbeEk LdbLdb(La14r

C0

1

Cb

C01rdb

rsb

,

r

1rdb

rsb1

2LbLmax

Lmin(Lmax

Lb)(Lmin

Lb)

Lmax

Lmin

2LbCb

,CbC01,

Lb

Ldb

LsbLmax

LminLmax

LminC0

CbC0

2LsbLmax

Lmin,

rsb

2LdbLmax

Lminrdb

1

1

1v对比度恶化系数rC01CbC01rdb15像管的噪声：全部噪声反映在输出像点的闪烁上

(可通过测量输出像点的平均亮度与闪烁值获得信噪比)。v信噪比像管的噪声：全部噪声反映在输出像点的闪烁上(可通过测量输出16v信噪比像增强器的

SNR

对观察效果的影响SNR=30SNR=20SNR=10v信噪比像增强器的SNR对观察效果的影响SNR=30SN17v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标18v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标m——成像器件能将两个相隔极近的目标的像，刚刚能分辨清的能力称为分辨力。lp/mmv极限分辨力成像特性的主要指标m——成像器件能将两个相隔极近19v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标

美国近年来提出一种新的质量评价指标——D=m×SNR

。fm*SNR0200400600800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200F9810B

Omni

II

Enhanced

超二代1XZ18/18S

DEP超二代

美国尖峰管(四代)

DEP

XR5TM

F9810P

Omni

IV

F9810J

Omni

III

Plus

DEP

XD-4

TM

F9810C

Omni

III

Enhanced

DEP

SHD-3

TM高性能

超二代

1XZ18/18HSACBD高性能像增强器的品质因素v极限分辨力成像特性的主要指标fm*SNR02004006020A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF21A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)10数440,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m36盟3850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF22A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)数41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF23A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF24v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标MTF——全面描述成像系统所构成的图像的各种细节的衰减能力的数学关系。v极限分辨力成像特性的主要指标MTF——全面描述成像系统所构25输入图像分布函数为g(x,

y)，输出图像分布函数为h(ξ,ζ

)

，当光电成像系统满足线性及时间、空间不变性的成像条件时，可以建立如下关系：p(ξ,ζ

)为光电成像系统的点扩散函数。——是由输入δ(x,

y)函数分布的图像所得到的输出图像分布函数。图像的调制传递函数

--h(ξ，

）＝

g(x,y)p(-x,ζ-y)dxdy

g(ξ,ζ)

p(ξ,)输入图像分布函数为g(x,y)，输出图像分布函数为h(ξ,26

πj(xf

-

g(x,

y)

2

exp

-

-

πj(ξf

-

ζ)

h(ξ

2

exp

,图像的调制传递函数

G(fx,fy

)

x

yfy

)dxdy

--H(fx,f

y

)

x

ζf

y

)dd27

g(x,

y)exp-2πj(xf--h(ξ

,ζ)exp-2πj(ξfH(fx,fy)G(fx,fy)O(fx,fy)图像的调制传递函数OTF

MTF

PTF

G(fx,fy

)

x

H(fx,f

y

)

x

--

yfy

)dxdy

ζf

y

)ddg(x,y)exp-2πj(xf--h(ξ28光电成像原理与技术__33-微光夜视系统的性能_课件29微光成像器件的主要性能微光成像器件的主要性能30❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系统性能的影响因素微光夜视系统的性能❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系313.3

微光夜视系统的性能3.3.2

微光成像系统的整体性能3.3微光夜视系统的性能3.3.2微光成像系统的整体性能32微光成像系统的整体性能微光成像系统的整体性能33微光成像系统整体性能

孔径光阑：❖物镜口径D限制成像光束而成为系统的孔径光阑；成像器件foDDc微光成像系统整体性能❖物镜口径D限制成像光束而成为系统的孔径34

=

arctg

Dc2

f0微光成像系统整体性能成像器件α

f0系统视场角（物方）：直视光电成像系统光阴极面有效工作直径Dc限制系统的成像范围而成为视场光阑；又因为系统的旋转对称性，视场范围往往用2ω来表达。其中ω为半视场角：Dc=arctg Dc微光成像系统整体性能成像器件α f035微光成像系统整体性能像方视场角：❖荧光屏的有效成像面决定了目镜成像范围,

对应的目镜视场角(系统的像方视场角)为2

=

2arctg

Ds2fe微光成像系统整体性能❖荧光屏的有效成像面决定了目镜成像范围,36tg=

=

=−

tgf0fe微光成像系统整体性能

系统角放大率

：像方视场角与物方视场角的比例。As

DsAc

Dc=tg===−f0微光成3760

=mfe5736

1

1803438mf0

mf0573

mf0微光成像系统整体性能

分辨力：

人眼通过目镜观察荧光屏，一般认为可分辨目标的最小角度约

为6，为使人眼不限制系统的性能，应有

60

6

mfe

在实际观察条件下，一般取人眼的极限分辨角为6，为确保观

察条件，应使60=fe5736 11803438分辨力：微光成像系统整体性能分辨力：微光成像系统整体性能39微光成像系统整体性能入瞳、出瞳和出瞳距离：❖人眼瞳孔d为系统出瞳，眼睛到目镜后表面的距离p为出瞳距离。DeDsABdp

Ap

B荧光屏目

镜眼

瞳出瞳距离

p与目镜有效直径

De的关系微光成像系统整体性能❖人眼瞳孔d为系统出瞳，眼睛到目镜后表面40入瞳、出瞳和出瞳距离：微光成像系统整体性能➢设目镜为一薄透镜，有效直径为De，p’A为无渐晕时最大出瞳距离，则无渐晕时，即系统目镜视场

一定时，目镜有效直径随出瞳距离而加大。➢p’B为50%渐晕时的出瞳距离。DeDsABdp

Ap

B荧光屏目

镜眼

瞳De

=2pA

tg+d

pB

=

pA

+

d2tg入瞳、出瞳和出瞳距离：微光成像系统整体性能➢设目镜为一薄透镜413.3

微光夜视系统的性能3.3微光夜视系统的性能42❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系统性能的影响因素微光夜视系统的性能❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系433.3

微光夜视系统的性能3.3.3

微光成像系统性能的影响因素3.3微光夜视系统的性能3.3.3微光成像系统性能的影响44微光成像系统性能的影响因素微光成像系统性能的影响因素45夜视系统对人眼在微光下的视觉性能的改善➢➢➢➢入瞳大，

更有效地利用来自目标的光子；光学系统可增加物体的视角，

提高作用距离；光阴极的量子效率，扩大了光谱响应，

从而可提高人眼的视觉增益。可使人眼在不需暗适应情况下

有更高的分辨能力。夜视系统对人眼在微光下的视觉性能的改善➢入瞳大，46

一般地，直视微光成像系统性能受到光子噪声、系统光学性能和人眼视觉性能等三个方面限制，正确地设计和使用成像系统可尽可能地减小这些限制的影响。整体性能受各环节性能的影响，且彼此制约怎样搭配各部件使整体性能最优 一般地，直视微光成像系统性能受到光子噪声、系统整体性能47物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响48物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响❖物镜焦距f′增大，在大于星光照度情

况下，系统分辨力得到明显改善，

反之则改善很小。❖

物镜直径D增大，在低于满月光情况

下，系统分辨力得到明显改善，反

之改善很小。❖

光阴极灵敏度S提高，在低于1/4月

光照度，系统得到最大改善。❖

增加积累时间t，与光灵敏度S类似

的改善。❖

提高像增强器极限分辨力m0，在10-4

~10-1lx目标照度范围对系统分辨力

提供一般的改善。当D、S、t一起增

加时这种改善更有意义。物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响❖物镜焦距f′增大，49物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响❖物镜焦距f′增大，在大于星光照度情

况下，系统分辨力得到明显改善，

反之则改善很小。❖

物镜直径D增大，在低于满月光情况

下，系统分辨力得到明显改善，反

之改善很小。❖

光阴极灵敏度S提高，在低于1/4月

光照度，系统得到最大改善。❖

增加积累时间t，与光灵敏度S类似

的改善。❖

提高像增强器极限分辨力m0，在10-4

~10-1lx目标照度范围对系统分辨力

提供一般的改善。当D、S、t一起增

加时这种改善更有意义。需要指出，上述分析中具体的照度值范围可能随系统参数和目标特性而有所改变，但其反映出对低、中和高照度条件下对系统性能的影响规律是一致的。物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响❖物镜焦距f′增大，50像增强器暗背景噪声对系统极限分辨力的影响Eb

L0RA

2(2−C)

8像增强器暗背景噪声对系统极限分辨力的影响EbL0R51❖❖人眼视觉分辨力与观察视场亮度有关，在忽略目镜光损失和像差的情况下，目镜助视眼的视觉锐度曲线等于人眼锐度曲线乘以目镜放大率(如图中虚线)。为充分利用像增强器的性能，需要在任一目标像亮度下，目镜助视眼锐度特性曲线都高于物镜像增强器组合的空间分辨力。人眼和像增强器参数的最佳匹配❖人眼视觉分辨力与观察视场亮人眼和像增强器参数的最佳匹配52微光夜视系统的性能微光夜视系统的性能53v微光成像器件的主要性能v微光成像系统的整体性能v微光成像系统性能的影响因素微光夜视系统的性能v微光成像器件的主要性能v微光成像系统的整体性能v微光成像系54微光夜视系统的性能微光夜视系统的性能55光电成像原理与技术__33-微光夜视系统的性能_课件56v光谱响应特性光谱响应率量子效率光谱特性曲线光谱匹配系数v增益特性v背景特性v成像特性微光成像器件的主要性能v光谱响应特性光谱响应率光谱特性曲线v增益特性微光成像器57

d

R

P

RIP

d

P光谱响应特性（光电阴极指标）00响应率的定义：P

PP

mR

RRmdRPRIPdP光58P

mPdRm

PRd

Pd光谱响应特性（光电阴极指标）响应率的定义：

0

0

P

PP

m

R

RRm

0

0

0R

P

mPRmRd

0PmPdRmPRd59P

mPdRm

PRd

Pd

PRd

Pd光谱响应特性（光电阴极指标）响应率的定义：

0

0

P

PP

m

R

RRm

0

0

0R

P

mPRmRd

0

0

0a

R

aRmPmPdRmPRd60v亮度增益v辐射亮度增益v光通量增益G

Le

La

E

ek

LaK

EVk

K

G

LG

m

2

G

LΦ

out

Φ

in

MAsEVk

Ac,MaEVk

La

EVkGL

*

K为光视效能；As为荧光屏有效面积；Ac为光阴极面有效面积；m为像管的几何放大率。增益特性

定义为：像管在标准光源照射下，荧光屏上的

光出射度M与入射到阴极面上的照度EV之比。v亮度增益v辐射亮度增益v光通量增益GLeLaLa61u单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

R

P

IUM

a

EkGL

增益特性Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流u单管亮度增益的影响因素探究IEkACRMaGL62mu单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

RACASEkUR

2EkURa

ASM

a

M

a

EkGL

P

IUØ

定义荧光屏发光效率η＝Φa/P，则荧光屏发出的光通量为

a

P

IU

EkACUR增益特性Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流mu单管亮度增益的影响因素探究IEkACRAC63u单管亮度增益的影响因素探究I

EkAC

RACASEkUR

m2EkURa

ASM

a

M

a

EkGL

P

IUØ

定义荧光屏发光效率η＝Φa/P，则荧光屏发出的光通量为

a

P

IU

EkACURGLMa

EkUR

m2Ø

按照响应度的定义，有阴极输出电流提高增益——必须提高η、

、R、U，减小m。u单管亮度增益的影响因素探究IEkACRACE64v等效背景照度v对比度恶化系数v信噪比背景特性（噪声特性）v等效背景照度v对比度恶化系数v信噪比背景特性（噪声特性）65v等效背景照度

Ø

定义：在输出荧光屏的图像上，除了有用的成像（信号）亮度以外，

还存在着一种非成像的附加亮度，称为背景（背景亮度）。

Ø

产生原因：

暗背景Ldb：阴极热发射，场致发射。

信号感生背景Lsb

：阴极透射光、管内散射光、离子反馈、光反馈。Ebe

Ek

LdbLLdbLdb

GL(La

Ldb)

EkGL

lxlxv等效背景照度EbeEk LdbLdb(La66r

C0

1

Cb

C01rdb

rsb

,

r

1rdb

rsb1

2LbLmax

Lmin(Lmax

Lb)(Lmin

Lb)

Lmax

Lmin

2LbCb

,CbC01,

Lb

Ldb

LsbLmax

LminLmax

LminC0

CbC0

2LsbLmax

Lmin,

rsb

2LdbLmax

Lminrdb

1

1

1v对比度恶化系数rC01CbC01rdb67像管的噪声：全部噪声反映在输出像点的闪烁上

(可通过测量输出像点的平均亮度与闪烁值获得信噪比)。v信噪比像管的噪声：全部噪声反映在输出像点的闪烁上(可通过测量输出68v信噪比像增强器的

SNR

对观察效果的影响SNR=30SNR=20SNR=10v信噪比像增强器的SNR对观察效果的影响SNR=30SN69v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标70v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标m——成像器件能将两个相隔极近的目标的像，刚刚能分辨清的能力称为分辨力。lp/mmv极限分辨力成像特性的主要指标m——成像器件能将两个相隔极近71v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标

美国近年来提出一种新的质量评价指标——D=m×SNR

。fm*SNR0200400600800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200F9810B

Omni

II

Enhanced

超二代1XZ18/18S

DEP超二代

美国尖峰管(四代)

DEP

XR5TM

F9810P

Omni

IV

F9810J

Omni

III

Plus

DEP

XD-4

TM

F9810C

Omni

III

Enhanced

DEP

SHD-3

TM高性能

超二代

1XZ18/18HSACBD高性能像增强器的品质因素v极限分辨力成像特性的主要指标fm*SNR02004006072A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF73A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)10数440,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m36盟3850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF74A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)数41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF75A档B档C档D档DEP超二代F9810BOmniIIEnhancedDEPSHD-TM3F9810COmniIIIEnhancedDEPTMXD-4F9810JOmniIIIPlusF9810POmniIVMX-10160A(Litton)(有膜)DEPTMXR5F9815RGPinnacle(ITT)MX-10160B(Litton)(无膜)极限分辨力(lp/mm)4045545164646464706457-72信噪比SNR1914.5201824192121282520.6~36G2-5DEP(cd/m/lx,@210lx)-6USA(fl/fc,@210fc)27,000/(4~7)41040,000/(4~7)41040,000/(4~7)410(4~7)410(4~7)41040,000/(4~7)410(3~8)410-112EBI(lx,10lm/cm)0.152.50.152.50.152.52.52.5<0.152.50.5-2.5S(uA/lm,@2850/2856K550800600120070013501800180085020001500-2100RS(mA/W,@800/830nm)40NA55NA601351901908423077-200RS(mA/W,@850/880nm)30NA45NA50807230-100MTF(%)2.5lp/mm86838890929292929392927.5lp/mm62607070808080828015lp/m363850455861616167616125lp/mm201830203838383846383825lp/mm223035注：部分参数与测试条件相关，由于欧洲和美国采用不同的测试标准，因此，表中带下横线的数据对应美国测试标准。A档B档C档D档DEPF9810BDEPF9810CDEPF76v极限分辨力v品质因数v调制传递函数成像特性的主要指标MTF——全面描述成像系统所构成的图像的各种细节的衰减能力的数学关系。v极限分辨力成像特性的主要指标MTF——全面描述成像系统所构77输入图像分布函数为g(x,

y)，输出图像分布函数为h(ξ,ζ

)

，当光电成像系统满足线性及时间、空间不变性的成像条件时，可以建立如下关系：p(ξ,ζ

)为光电成像系统的点扩散函数。——是由输入δ(x,

y)函数分布的图像所得到的输出图像分布函数。图像的调制传递函数

--h(ξ，

）＝

g(x,y)p(-x,ζ-y)dxdy

g(ξ,ζ)

p(ξ,)输入图像分布函数为g(x,y)，输出图像分布函数为h(ξ,78

πj(xf

-

g(x,

y)

2

exp

-

-

πj(ξf

-

ζ)

h(ξ

2

exp

,图像的调制传递函数

G(fx,fy

)

x

yfy

)dxdy

--H(fx,f

y

)

x

ζf

y

)dd79

g(x,

y)exp-2πj(xf--h(ξ

,ζ)exp-2πj(ξfH(fx,fy)G(fx,fy)O(fx,fy)图像的调制传递函数OTF

MTF

PTF

G(fx,fy

)

x

H(fx,f

y

)

x

--

yfy

)dxdy

ζf

y

)ddg(x,y)exp-2πj(xf--h(ξ80光电成像原理与技术__33-微光夜视系统的性能_课件81微光成像器件的主要性能微光成像器件的主要性能82❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系统性能的影响因素微光夜视系统的性能❖微光成像器件的主要性能❖微光成像系统的整体性能❖微光成像系833.3

微光夜视系统的性能3.3.2

微光成像系统的整体性能3.3微光夜视系统的性能3.3.2微光成像系统的整体性能84微光成像系统的整体性能微光成像系统的整体性能85微光成像系统整体性能

孔径光阑：❖物镜口径D限制成像光束而成为系统的孔径光阑；成像器件foDDc微光成像系统整体性能❖物镜口径D限制成像光束而成为系统的孔径86

=

arctg

Dc2

f0微光成像系统整体性能成像器件α

f0系统视场角（物方）：直视光电成像系统光阴极面有效工作直径Dc限制系统的成像范围而成为视场光阑；又因为系统的旋转对称性，视场范围往往用2ω来表达。其中ω为半视场角：Dc=arctg Dc微光成像系统整体性能成像器件α f087微光成像系统整体性能像方视场角：❖荧光屏的有效成像面决定了目镜成像范围,

对应的目镜视场角(系统的像方视场角)为2

=

2arctg

Ds2fe微光成像系统整体性能❖荧光屏的有效成像面决定了目镜成像范围,88tg=

=

=−

tgf0