第三代微光夜视仪滤光片

文章来源: 人气:773 发表时间:2018-01-31

  不做提示的话,你会想得到这是夜视仪拍下的镜头吗?

  如果不是灯光这样的光源特别显眼,很难发现这些镜头与白天拍的照片有什么区别


透镜,滤光片研发生产.jpg


  在人类历史上从未有任何领域像今天的电子技术一样进步神速。在其它任何的高端技术领域,每一点看似微小的技术进步和性能提升,都需要漫长的时间去获得——如果现在有人7年之内就能把航空发动机的油耗降低5%,哪怕只是5%,他就是要普惠、通用的老板跪下抱他大腿叫爸爸都没有任何问题。

  而在微光夜视仪上,7年时间带来的差距是什么?2009年把持美国夜视核心器件制造的ITT公司,刚刚提交了基于第四代增强技术,数字化改造过的增强型夜视仪ENVG AN/PSQ-20;视野仍然只是绿色背景,微光部分仍然是单色显示,只不过能将发热的人或者物体的红黄色图像叠加在视野上罢了。

  滤光片(上)与三代微光夜视仪PSV-14(下)的成像对比。这样的性能进步幅度,如果用百分比来计算,应该是多少?

    而在2016年,赓旭光电的微光夜视仪滤光片,就做到了全彩色显示、4k分辨率、120hz刷新的能力。它记录下的视频,不加注意的话很容易被误认为是大白天留下的某种成像不佳的产物。说句大实话,在装备这个等级夜视性能的军队面前,其它低夜视技术的对手在夜战中只能被吊打得毫无脾气。

  当然滤光片也有它自身的限制,如同所有像增强类型的微光夜视器材,在完全无光(星光、月光、地面微弱人工光源、近红外照明)的情况下,滤光片一样无法工作。而即使是在完全无光的环境中,任何物体都会不停的散发热量,因此并不影响红外热成像的工作。作为一款全数字化的微光夜视设备,滤光片要整合进红外热成像功能完全没有不可克服的障碍——就像ENVG AN/PSQ-20一样,只是算法和芯片计算能力的问题而已。

  赓旭滤光片与它的微光/热成像融合模式

  滤光片是怎么做到这个水平的,中国目前的水平和滤光片差了有多远?赓旭光电并没有公布自己的原理和基本结构,因此下文推测都是基于一般规律而来。1-4代微光夜视仪的基本原理,是利用像增强器,把微弱的光线转化成电子,再把这些电子所代表的信号放大成千上万倍,最后再像老式电视机那样,把电子打在荧光屏上形成图像。

  而像滤光片这样的新一代产品,放大以后的电子流,会打在非常特殊的低照度CMOS上,经过高速模拟-数字电路转换成数字信号,随后中央处理器中根据降噪等算法,形成最终的全彩高分辨率画面。因此滤光片在前端应该采用的是基于第四代像增强技术的改进版本,具体性能强化多少未知。后端的话,根据笔者和一个光电专业老博士讨论通宵的结果,CMOS很有可能采用了非常特殊的材料和微结构工艺(比如哈佛大学专利的“黑硅”——表面呈微凸系列排列),才能获得它公布的一些性能指标。

  国内在2006年-2007年期间,第三代微光夜视技术在实验室中获得了重大突破。最近的公开消息虽然不多,但应该具备小批量的三代微光夜视仪量产能力了;而四代夜视仪技术在实验室中有多大突破,目前尚未可知。而后端的话,算法和中央处理器应该相对容易,不至于成为难以克服的障碍;而在CMOS和高速模拟-数字转换电路方面,国内要突破的难度可能会相当大。具体什么时候能做出滤光片这个级别的产品,目前完全无法推测。

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