《電視成像原理》ppt課件

1、第二章第二章 電視成像原理與電視成像原理與視頻信號視頻信號 攝像器件的作用是將接納到攝像器件的作用是將接納到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，它的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，它是攝像機(jī)的中心組成部分，是攝像機(jī)的中心組成部分，攝像機(jī)的更新?lián)Q代是與新型攝像機(jī)的更新?lián)Q代是與新型攝像器件的出現(xiàn)密不可分的。攝像器件的出現(xiàn)密不可分的。 1 1 光電導(dǎo)靶攝像管光電導(dǎo)靶攝像管 一、內(nèi)、外光電效應(yīng)及相應(yīng)的攝像管一、內(nèi)、外光電效應(yīng)及相應(yīng)的攝像管 光電效應(yīng)分外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)兩種。光電效應(yīng)分外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)兩種。 外光電效應(yīng)是指某些半導(dǎo)體受光照射時，半導(dǎo)體外光電效應(yīng)是指某些半導(dǎo)體受光照射時，半導(dǎo)體中的自在電子吸收光能后成為光

2、電子而逸出半導(dǎo)中的自在電子吸收光能后成為光電子而逸出半導(dǎo)體外表的景象。體外表的景象。 內(nèi)光電效應(yīng)是指當(dāng)光照射到半導(dǎo)體外表內(nèi)光電效應(yīng)是指當(dāng)光照射到半導(dǎo)體外表上時，被入射光所激發(fā)的電子并不逸出上時，被入射光所激發(fā)的電子并不逸出半導(dǎo)體外表，而在半導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成非平半導(dǎo)體外表，而在半導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成非平衡附加載流子，從而使半導(dǎo)體內(nèi)載流子衡附加載流子，從而使半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度增大，引起半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增大的濃度增大，引起半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增大的景象。景象。 用內(nèi)光電效應(yīng)制成的攝像管稱為光電導(dǎo)用內(nèi)光電效應(yīng)制成的攝像管稱為光電導(dǎo)靶攝像管。靶攝像管。二、光電導(dǎo)靶攝像管二、光電導(dǎo)靶攝像管 光電導(dǎo)靶攝像管的構(gòu)造如下圖。光電導(dǎo)

3、靶攝像管的構(gòu)造如下圖。 光電導(dǎo)的等效電路如以下圖所示。圖中只畫光電導(dǎo)的等效電路如以下圖所示。圖中只畫出了一個像素的情況，實(shí)踐上一個靶面是由出了一個像素的情況，實(shí)踐上一個靶面是由許多互不相關(guān)的像素組成的許多互不相關(guān)的像素組成的 三、光電導(dǎo)資料三、光電導(dǎo)資料 常用的光電導(dǎo)靶資料有：硫化銻、常用的光電導(dǎo)靶資料有：硫化銻、氧化鉛、硒砷銻等氧化鉛、硒砷銻等 四、光電導(dǎo)靶制造四、光電導(dǎo)靶制造 五、電子光學(xué)系統(tǒng)五、電子光學(xué)系統(tǒng) 1 1電子束的產(chǎn)生電子束的產(chǎn)生 三級攝像管電子槍的構(gòu)造簡圖三級攝像管電子槍的構(gòu)造簡圖 電子槍是由燈絲、電子槍是由燈絲、陰極、調(diào)制極和陰極、調(diào)制極和陽極等組成，其陽極等組成，其作用是提

4、供一個作用是提供一個有一定直徑和一有一定直徑和一定電流的電子束。定電流的電子束。 2電子束著靶電子束著靶 “慢電子著靶慢電子著靶 垂直上靶垂直上靶 3聚焦、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)聚焦、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 六、光電導(dǎo)靶攝像管技術(shù)參數(shù)六、光電導(dǎo)靶攝像管技術(shù)參數(shù)1靈敏度靈敏度 2光譜呼應(yīng)特性光譜呼應(yīng)特性 3光電轉(zhuǎn)換特性光電轉(zhuǎn)換特性 4分辨率分辨率 5惰性惰性 2 固體攝像器件 電荷耦合器件電荷耦合器件CCDCCD： Charge ChargeCouPled DeviceCouPled Device是近年來迅速開展起來的一種新型器件，是近年來迅速開展起來的一種新型器件， 它是集成有大量的它是集成有大量的MOSMOS管的超大規(guī)

5、模集成電路管的超大規(guī)模集成電路 可用作攝像器件、計算機(jī)存儲器、延時器等?？捎米鲾z像器件、計算機(jī)存儲器、延時器等。CCDCCD器件具有工藝簡單、集成度高、本錢低等特器件具有工藝簡單、集成度高、本錢低等特點(diǎn)，用作攝像器件時具有抗燒傷、無老化、慧尾點(diǎn)，用作攝像器件時具有抗燒傷、無老化、慧尾小、靈敏度高、體積小、分量輕等優(yōu)點(diǎn)，是一種小、靈敏度高、體積小、分量輕等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的攝像器件，目前攝像機(jī)中已廣泛采用較為理想的攝像器件，目前攝像機(jī)中已廣泛采用了了CCDCCD器件，器件，CCDCCD攝像機(jī)有著良好的開展前景。攝像機(jī)有著良好的開展前景。 當(dāng)一個半導(dǎo)體接近一帶電的金屬板當(dāng)一個半導(dǎo)體接近一帶電的

6、金屬板時，半導(dǎo)體外表將感生出電荷。時，半導(dǎo)體外表將感生出電荷。 勢阱中的電子數(shù)即代表了入射光的勢阱中的電子數(shù)即代表了入射光的明暗程度。明暗程度。 假設(shè)將許多半導(dǎo)體單元組合成一個假設(shè)將許多半導(dǎo)體單元組合成一個整體，用光像照射時，半導(dǎo)體各單整體，用光像照射時，半導(dǎo)體各單元外表勢阱中的電子多少，反映了元外表勢阱中的電子多少，反映了光像的明暗程度。光像的明暗程度。 將各單元勢阱中的電子取出，也將各單元勢阱中的電子取出，也就完成了從光像到電信號的轉(zhuǎn)變就完成了從光像到電信號的轉(zhuǎn)變過程。這就是過程。這就是CCDCCD器件用作光電器件用作光電轉(zhuǎn)換器件的任務(wù)原理。轉(zhuǎn)換器件的任務(wù)原理。 上述的半導(dǎo)體單元實(shí)踐上是一孤上述的半導(dǎo)體單元實(shí)踐上是一孤立的立的MOSMOS管，管，CCDCCD就是由大量就是由大量MOSMOS管組成的大規(guī)模集成電路。管組成的大規(guī)模集成電路。 CCD器件取出信號的過程與攝像管不同，器件取出信號的過程與攝像管不同，攝像管是經(jīng)過電子轟擊像素產(chǎn)生放電電攝像管是經(jīng)過電子轟擊像素產(chǎn)生放電電流，從而產(chǎn)生圖像信號的。流，從而產(chǎn)生圖像信號的。CCD器件采器件采用的是自掃描的原理。用的是自掃描的原理。 CCD主要性能參數(shù) 1轉(zhuǎn)移效率