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1、第二章电视成像原理第一页，本课件共有27页摄像器件的作用是将接收到摄像器件的作用是将接收到的光信号转换为电信号，它的光信号转换为电信号，它是摄像机的核心组成部分，是摄像机的核心组成部分，摄像机的更新换代是与新型摄像机的更新换代是与新型摄像器件的出现密不可分的。摄像器件的出现密不可分的。第二页，本课件共有27页1 1 光电导靶摄像管光电导靶摄像管 一、内、外光电效应及相应的摄像管一、内、外光电效应及相应的摄像管 光电效应分外光电效应、内光电效应两种。光电效应分外光电效应、内光电效应两种。外光电效应是指某些半导体受光照射时，外光电效应是指某些半导体受光照射时，半导体中的自由电子吸收光能后成为光半导
2、体中的自由电子吸收光能后成为光电子而逸出半导体表面的现象。电子而逸出半导体表面的现象。第三页，本课件共有27页内内光光电电效效应应是是指指当当光光照照射射到到半半导导体体表表面面上上时时，被被入入射射光光所所激激发发的的电电子子并并不不逸逸出出半半导导体体表表面面，而而在在半半导导体体内内部部形形成成非非平平衡衡附附加加载载流流子子，从从而而使使半半导导体体内内载载流流子子浓浓度度增增大大，引引起起半半导导体体的的电电导导率率增增大大的的现象。现象。用用内内光光电电效效应应制制成成的的摄摄像像管管称称为为光电导靶摄像管光电导靶摄像管。第四页，本课件共有27页二、光电导靶摄像管二、光电导靶摄像管
3、 光电导靶摄像管的结构如图所示。光电导靶摄像管的结构如图所示。第五页，本课件共有27页光光电电导导的的等等效效电电路路如如下下图图所所示示。图图中中只只画画出出了了一一个个像像素素的的情情况况，实实际际上上一一个个靶靶面面是是由由许许多互不相关的像素组成的多互不相关的像素组成的 第六页，本课件共有27页三、三、光电导材料光电导材料 常用的光电导靶材料有：硫化锑、氧化常用的光电导靶材料有：硫化锑、氧化铅、硒砷锑等铅、硒砷锑等 四、光电导靶制作四、光电导靶制作 第七页，本课件共有27页五、电子光学系统五、电子光学系统 1电子束的产生 三级摄像管电子枪的结构简图 电电子子枪枪是是由由灯灯丝丝、阴阴极
4、极、调调制制极极和和阳阳极极等等组组成成，其其作作用用是是提提供供一一个个有有一一定定直直径径和和一一定电流的电子束。定电流的电子束。第八页，本课件共有27页2电子束着靶电子束着靶“慢电子慢电子”着靶着靶 垂直上靶垂直上靶 3聚焦、偏转系统聚焦、偏转系统 第九页，本课件共有27页 六、光电导靶摄像管技术参数六、光电导靶摄像管技术参数1 1灵敏度灵敏度 2 2光谱响应特性光谱响应特性 3 3光电转换特性光电转换特性 4 4分辨率分辨率 5惰性惰性 第十页，本课件共有27页2 固体摄像器件 电荷耦合器件（电荷耦合器件（CCD：ChargeCouPled Device）是近年来迅速发展起来的一种新型
5、器件，）是近年来迅速发展起来的一种新型器件，它是集成有大量的它是集成有大量的MOS管的超大规模集成电路管的超大规模集成电路 可用作摄像器件、计算机存储器、延时器等。可用作摄像器件、计算机存储器、延时器等。CCD器件具有工艺简单、集成度高、成本低等特器件具有工艺简单、集成度高、成本低等特点，用作摄像器件时具有抗烧伤、无老化、慧尾点，用作摄像器件时具有抗烧伤、无老化、慧尾小、灵敏度高、体积小、重量轻等优点，是一种小、灵敏度高、体积小、重量轻等优点，是一种较为理想的摄像器件，目前摄像机中已广泛采用较为理想的摄像器件，目前摄像机中已广泛采用了了CCD器件，器件，CCD摄像机有着良好的发展前景。摄像机有
6、着良好的发展前景。第十一页，本课件共有27页当一个半导体靠近一带电的金属板时，当一个半导体靠近一带电的金属板时，半导体表面将感生出电荷。半导体表面将感生出电荷。第十二页，本课件共有27页第十三页，本课件共有27页第十四页，本课件共有27页第十五页，本课件共有27页第十六页，本课件共有27页势阱中的电子数即代表了入射光的明势阱中的电子数即代表了入射光的明暗程度。暗程度。若将许多半导体单元组合成一个整体，若将许多半导体单元组合成一个整体，用光像照射时，半导体各单元表面势用光像照射时，半导体各单元表面势阱中的电子多少，反映了光像的明暗阱中的电子多少，反映了光像的明暗程度。程度。第十七页，本课件共有2
7、7页将各单元势阱中的电子取出，也就将各单元势阱中的电子取出，也就完成了从光像到电信号的转变过程。完成了从光像到电信号的转变过程。这就是这就是CCDCCD器件用作光电转换器件器件用作光电转换器件的工作原理。的工作原理。上上述述的的半半导导体体单单元元实实际际上上是是一一孤孤立立的的MOS管管，CCD就就是是由由大大量量MOS管管组组成成的大规模集成电路。的大规模集成电路。第十八页，本课件共有27页CCD器件取出信号的过程与摄像管不同，器件取出信号的过程与摄像管不同，摄像管是通过电子轰击像素产生放电电摄像管是通过电子轰击像素产生放电电流，从而产生图像信号的。流，从而产生图像信号的。CCD器件采器件
8、采用的是用的是自扫描自扫描的原理的原理。第十九页，本课件共有27页 CCD主要性能参数主要性能参数 1转移效率转移效率 在形成图像信号之前，电荷须经很多次转在形成图像信号之前，电荷须经很多次转移，在每次转移的过程中，或多或少地都移，在每次转移的过程中，或多或少地都有信息电荷不能转移到下一级而残留下来，有信息电荷不能转移到下一级而残留下来，引起信息电荷的损失。引起信息电荷的损失。2工作频率工作频率 工作频率是指时钟信号的频率，它表示信工作频率是指时钟信号的频率，它表示信息电荷的转移速度。息电荷的转移速度。3噪声噪声 第二十页，本课件共有27页第二十一页，本课件共有27页第二十二页，本课件共有27页第二十三页，本课件共有27页第二十四页，本课件共有27页第二十五页，本课件共有27页第二十六页，本课件共有27页第二十七页，本课件共有27页