[发明专利]微光电视成像中的光晕仿真方法

摘要

本发明公开了一种微光电视成像中的光晕仿真方法，主要解决传统实验研究方法代价高和效翠低的问题。其实现步骤是：(1)在基于OGRE的三维场景仿真平台上，导入强光源和微光电视成像器件的三维模型，生成三维微光场景；(2)在三维微光场景中，根据微光电视系统内部电子运动规律、光电转换原理和微通道板散射理论，统计到达荧光屏的电子量；(3)以到达荧光屏的电子量为依据，通过系统电压信号转换原理及灰度量化原理，实现光晕灰度分布的模拟。本发明精度高、适应面广、实时性强，能实现强光源在微光电视系统中成像的精确仿真。

主权项

1.一种微光电视成像中的光晕仿真方法，包括如下步骤：(1)输入强光源和光学透镜、光电阴极、电子透镜、微通道板、荧光屏这些构成微光电视成像器件的标定参数，利用3Dmax软件生成强光源和微光电视成像器件的三维模型，并将该三维模型导入基于OGRE的三维场景仿真程序中，生成微光三维场景；(2)根据微光三维场景中的表面材质反射率ρ和背景光的光照度E，以及强光源的光亮度L，计算光学透镜表面的光亮度La(i，j)，其中(i，j)为光学透镜表面面元的二维坐标；(3)根据光学透镜表面的光亮度La(i，j)，通过光电转换计算光电阴极表面受到光照产生的电子数n(i，j)；(4)根据能量守恒定律，计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时偏移距离s1(i，j)(4a)根据能量守恒定律，计算光电阴极表面电子经过电子透镜到达微通道板时的速度V1(i，j)和该速度与电子透镜法线的夹角θ1(i，j)，通过如下公式计算：V1(i，j)＝V02+2eume]]>θ1(i，j)＝arctanV0sinθ0(V0cosθ0)2+2eume]]>其中V0、θ0表示光电阴极表面产生电子的初始速度、初始角度，e表示单个电子的电荷量，m0表示单个电子的质量，u表示电子透镜与微通道板间的工作电压；(4b)根据电子到达微通道板时的速度V1(i，j)和该速度与电子透镜法线的夹角θ1(i，j)，通过能量守恒定律计算其到达微通道板时的偏移距离si(i，j)s1(i，j)＝(V1(i，j)cosθ1(i，j)‑V0cosθ0)meV0sinθ0Deu]]>其中D表示电子透镜与微通道板之间距离；(5)根据微通道板散射理论，计算到达微通道板的电子经过微通道板多次散射后产生的偏移距离s(i，j)；根据荧光屏像素点的二维分布，计算该偏移距离s(i，j)对应荧光屏的每个像素点位置(x，y)，并统计每个像素点位置所接收的电子数ne(x，y)，其中(x，y)为荧光屏表面所有像素点的二维坐标；(6)根据对应荧光屏的每个像素点位置所接收的电子数ne(x，y)，通过荧光屏的电光转换计算荧光屏上所有像素点的灰度值Gray(x，y)，这些灰度值在荧光屏表面的二维坐标中心点附近形成一种环状分布，这种环状分布即为光晕图像，并输出。