光电成像器件像管摄像管.ppt

第五章 光电成像器件;光电成像器件; 早在1934年就成功地研制出光电摄像管（Iconoscope），用于室内外的广播电视摄像。但是，它的灵敏度很低，信噪比很低，需要高于10 000lx的照度才能获得较为清晰的图像。使它的应用受到限制。 1947年制出的超正析像管（Imaige Orthico），灵敏度有所提高，但是最低照度仍要求在2 000lx以上。 ; 1965年推出的氧化铅视像管(Plumbicon)成功地取代了超正析像管，发展了彩色电视摄像机，使彩色广播电视摄像机的发展产生一次飞跃。诞生了1英寸，1/2英寸，甚至于1/3英寸（8mm）靶面的彩色摄像机。然而，氧化铅视像管抗强光的能力低，余辉效应影响了它的采样速率。 1976年，又相继研制出灵敏度更高，成本更低的硒靶管（Saticon）和硅靶管（Siticon）。不断满足人们对图像传感器日益增长的需要。 1970年，美国贝尔电话实验室发现的电荷耦合器件（CCD）的原理使图像传感器的发展进入了一个全新的阶段。CCD图像传感器目前已经成为图像传感器的主流产品。CCD图像传感器的应用研究成为当今高新技术的主流课题。 ;光电成像器件是一类能够输出图像信息（图像或视频信号）的功能器件，也称光电图像传感器 。;真空光电成像器件;第5章 光电成像器件;输出视频信号：;5.1 像管（变像管和像增强器）;5.1.1像管基本结构原理;光学图像 电子图像;光电阴极 对红外光敏感的银氧铯红外光电阴极 对可见光敏感的单碱和多碱光电阴极 对紫外光敏感的各种紫外光电阴极 负电子亲和势(NEA)光电阴极 像管中常用的光电阴极是透射式，因此光电阴极应是透明的，可选择透明的基底材料来实现。; 2）静电聚焦电子光学系统 双圆筒电极系统和双球面电极系统 其电场为轴对称的静电场，光电子在极间受到会聚和加速作用。;3）复合聚焦电子光学系统 由纵向加速电场和静磁场产生的磁透镜组成，对电子除了有加速作用，还有聚焦成像作用。;5.1.2变像管; 变像管 ;像增强器 －－ 亮度低图像 ? 亮度高图像;5.1.3像增强器;1、级联式图像增强器;2、微通道板式图象增强器;2、微通道板式图象增强器;3、 负电子亲和势（NEA）;军事：武器瞄准、飞行员夜视镜； 民用：公安部门缉私、缉毒、警侦、追捕； 边境边防安全监控； 金融、商贸、文物、机要、枪支弹药库、危险物品库等重要场所安全监控；;1. 主动红外夜视仪;2. 微光夜视仪（10－5lx）;美军微光夜视器材; 我军微光夜视器材;微光夜视仪的观察效果;右上小图为自然光下观察到的情况， 大图为热成像观察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效） ;第5章 光电成像器件;输出视频信号：;摄像头;5.2 电真空摄像管;5.2.1电视制式;;光电成像原理; ⑴光学成像：光学物镜将景物所反射出来的光成像到光电成像器件的像敏面上形成二维光学图像。 ; ⑶图像分割：“电气”图像的电气量在二维空间的分布与光学图像的光强分布保持着线性对应关系。组成一幅图像的最小单元称作像素，像素单元的大小或一幅图像所含像素数决定了图像的清晰度。像素数愈多，或像素几何尺寸愈小，反映图像的细节愈强，图像愈清晰，图像质量愈高。这就是图像分割。;景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号 │ 摄 像 部 分 │;1. 扫 描;1. 扫 描;一帧：;隔行扫描方式;逐行扫描方式;隔行扫描方式;隔行扫描方式;隔行扫描方式;－－正程和逆程;3. 我国电视标准 ;一、电视制式小结;5.2.2 电真空摄像管结构原理;a) 光电发射式摄象管 b) 光电导式摄象管 ;1）光电发射体：光电阴极 光照下光电阴极产生与光通量成正比的光电子流，既可利用光电子流进行放大处理作为信号输出；也可以利用以光电子发射而提高的光电阴极电位作输出。;外光电效应;1）电子发射积累型;硅增强靶（SIT） ;2）光电导靶（视象管） ;氧化铅靶 ;氧化铅视像管靶结构和原理; 灯丝、热阴极、控制栅极、各加速电极和聚焦电极、靶网电极和管外的聚焦线圈、偏转