《光电检测技术第二版》第五章 光电成像检测器件-1-3节.ppt

视频信号 靶 网电极 聚焦线圈 偏转线圈 校正线圈 聚焦极2 聚焦极1 阴极 控制栅极 加速极 RL VT 1．硅靶摄象管 摄象管窗口玻璃内表面涂有一层很薄的既可透光也可导电的SnO2膜，在它上面接有引线可同负载相连，称为信号板。挨着信号板的是一块N型硅片，硅片表面生成一层SiO2绝缘层，利用光刻技术在SiO2上光刻成几十万个小孔，再通过 掺杂使每个小孔都 变成P-Si。最后在 SiO2和P型岛表面蒸 涂一层电阻率适当的 材料，即成为硅靶。 -形成PN型光电二极管 ??? 电路连接：信号板通过引线、负载电阻与靶电源的正极相连。电子枪的热阴极接地，扫描电子束即具有地的电位。当电子束扫描到每个P型岛时，P型岛的PN结即被反偏置，结电容被充电到靶电源电压。 硅靶的光电变换 视频信号 电阻海 P型岛 SiO2 P P P n R2 N+ 工作时，在N+层加5～15伏电压，当有光学图像输入时，N型硅吸收光子产生电子空穴对，它们在电场的作用下作漂移运动，空穴通过PN结移到P型岛，此动作在一帧的周期内连续进行，从而提高了P型岛的电位，其电位的升高的数值正比于该点的曝光量。因此，靶面的P型岛上形成了积累的电荷图像。这时通过电子束的扫描，即可得到视频信号。 2．氧化铅靶视象管 PbO管是目前广播电视和彩色电视中用得较多的一种摄象管。 PbO靶结构 窗口玻璃内壁是一层透明导电膜作为信号板，接着就是PbO靶，靶的成象面一边为N-PbO，扫描面一边为P-PbO，两者之间夹着一层（相对）很厚的本征氧化铅I-PbO，因而具有PIN结构。 工作时，信号板通过负载和靶电源的正极相接，电子枪的热阴极接地，当扫描电子束扫描靶面时，相当于对PIN进行反偏置。靶电源电压约40V左右。 四、摄像管的主要参数 1、 光电转换特性（γ特性） 定义：输出信号与产生该信号的光敏面 上的入射照度之间的关系。 四、摄像管的主要参数 2、 光谱响应特性 四、摄像管的主要参数 3、 时间响应特性（惰性） 器件产生惰性的原因：一种是光电导特性；另一种是电容性特性。 4、 输出信噪比（暗电流和噪声） 5、 动态范围 摄像管的动态范围取决于暗电流和其饱和电流。暗电流引起的噪声决定了最低输入强度，饱和电流决定了最高入射强度。 作业 1、光电发射型摄像管和光电导型摄像管的区别是前者有（ ）区，后者没有。共同的地方是两者都有（ ）区。 2、摄像管的动态范围取决于（ ）和（ ）。 3、电视图像扫描有（ ）和（ ）两种方式。 4、若隔行扫描的场频为60HZ，那么其帧频为（ ）HZ，其实际显示的画面为（ ）幅。 5、摄像管工作时分为哪三个基本过程？ 6、简述光电导型摄像管的结构和工作过程。 讨论： 在电视画面中观看到的电脑界面存在明显的扫描线条，而我们直接用眼睛却无法看到，为什么？ 对于两维的像探测器水平方向扫描称为行扫描；电子束从左到右称为行正程；回头返回左叫行逆程；行周期的倒数为行频fh。 扫完最后一行后再返回第 一行，这样一行接一行地 自上至下扫完一遍，称为 场扫描。场周期的倒数为 场频fv 。 像素 人眼对电视图像的要求 人眼对高于48HZ变化的图像的闪动是不能分辨的。 人眼对电视图像的分辨能力所确定的扫描的水平行数至少应大于600行，因此对于逐行扫描方式，扫描频率必须大于29000HZ才能保证人眼对视觉图像的最低要求。 逐行扫描：电子枪以连续的方式扫描显示器而形成的画面，这种方式比隔行扫描好的图像稳定，电脑显示器基本上都是此类。 隔行扫描：电子束在扫描形成画面时，先扫描奇数线条，再扫描偶数线条，这种扫描方式画面较闪烁，容易引起视觉疲劳，电视机一般是这种扫描方式。 隔行扫描必须满足两个要求： 1、要求下一帧图像的扫描起始点应与上一帧起始点相同，以确保各帧扫描光栅重叠。 2、要求相邻两场光栅必须均匀的镶嵌，以确保获得最高的清晰度。 我国的隔行扫描电视制式，采用每帧扫描行数为625行，每场扫描行数为312.5行。 §5.2 光电成像原理 和电视制式 光电成像系统示意图 同步扫描 视频信号 景物 光学成像 光电变换 图像分割 传送 同步扫描 视频解调 图像再现 摄像部分 显像部分 光电成像原理： 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，经光电成像器件将二维光学图像转变成二维电气图像，然后进行图像分割，并按照一定的规则将所分割的电气图像转变成一维时序信号（视频信号），将视频