光电技术第章.ppt

2）调制传递函数（MTF） ??? 极限分辨率是依靠观察者的眼睛来分辨的，因而带有一定的主观性，同时也不能反映摄象系统各部分对分辨力的影响。因此，多采用调制传递函数（MTF）的概念。MTF的定义是，输出调制度Mo与输入调制度Mi之比的百分数，即 MTF=Mo/Mi×100%=(A-B)/(A+B)×100% ??? M的定义为光信息的最大值A与光信息最小值B之差，对A、B和的百分比。 ??? 图象在传送过程中，调制度M是随空间频率的增大而减小的。如果把调制度的损失程度以百分数表示（以零频时的调制度为100%），则调制度与空间频率的关系曲线，就是调制传递函数。MTF能够用仪器测量，因此它能客观地反映摄象管的分辨力。 调制传递函数曲线 摄象管的光电流输出滞后于光信息输入的一种现象。常用三场后残余信号的百分比表示。这里所说的场，是指电视场，按我国的电视制式，场周期为20ms，三场后残余信号的百分比，即光信息变化60ms后的输出电信号，对于60ms前原输出电信号的百分比。 4.1.3.惰性 5 光电导摄象管（视象管） * * 第8章 图像信息的光电变换 图像传感器 真空成像图像传感器 固体成像图像传感器 CCD图像传感器 CMOS图像传感器 直视型 扫描型 一、真空成像器件 这类器件的应用领域很广，如，夜视技术、电视技术、工件的图象测量、精密零件的微小尺寸测量、产品外观检测、应力应变场分析、机器人视觉、交通管理与指挥、定位、跟踪等。 象管和摄像管 真空成像器件 如: 使不可见光图象变为可见光图象的器件; 使光学图象变为电视信号的器件等。 光学图象投射到器件光敏面后，称为象素的独立的光敏单元分别完成光电转换，在光敏面上形成电量的潜象。扫描装置形成的扫描线按一定的轨迹串行、逐点地采集这些转换后的电量形成输出信号。扫描线经过某一个象素的时间只占扫描整个光敏面所需周期的极小部分，为了提高检测灵敏度，每个象素在扫描周期内应不间断地对转换后的电量进行积累，这种功能称为光电信号的积分存储。 光电摄象器件应具有三种基本功能：光电变换、光电信号存储和扫描输出。 1 象管orthicon 象管 变象管 图象增强管 是指能够把不可见光图象变为可见光图象的真空光电管。 是指能够把亮度很低的光学图象变为有足够亮度图象的真空光电管。 象管和摄象管的主要区别是，象管内部没有扫描机构，不能输出电视信号，对它的使用就跟使用望远镜去观察远处景物一样，观察者必须通过它来直接面对着景物。 image converter tube image intensifier tube 1.1 象管的结构和工作原理 象管的结构原理示意图 象管有三个基本部分： 二是电子光学部分，即电子透镜，有电聚焦和磁聚焦两种形式，它可以使光电阴极发射出来的光电子图象，在保持相对分布不变的情况下进行加速。 三是电光变换部分，即荧光屏，它可以使打到它上面的电子图象变成可见光 一是光电变换部分，即光电阴极，它可以使不可见光图象或亮度很低的光学图象，变成光电子发射图象。 静电聚焦型象管结构示意图 上图为静电聚焦型象管的基本结构，其中几个圆筒形的电极可形成对光电子聚焦和加速的电场，使电子在荧光屏上呈倒立的象。电聚焦型象管各电极电压之比保持不变时，即使总电压稍有变化，电子轨迹也基本不变，因此，各电极电压多用电阻链分压的办法供给。 静电聚焦和电磁聚焦 缺点：电聚焦的球面象差较大，画面的中心部分和边缘部分放大率不等，图象有失真。因此，图中的光电阴极多作成曲面状，以补偿电聚焦引起的象差。但曲率大时，焦距又要变小，使边缘部分的分辨率降低。因此，近年来多采用光纤面板，使其外侧为平面，内侧为球面，以解决光学透镜和电透镜的象差问题。 电磁聚焦型象管结构示意图 圆筒形电极用来形成电透镜和加速，管外的线圈用来使管内产生平行于管轴的磁场，以形成磁透镜。 如果光电子有偏离于管轴的速度分量，磁场会使它呈螺旋状前进。电子每旋一圈所需的时间与初速度无关，所以光电面上任一点发射出来的电子，不管起初是沿什么方向发射，最终都可以被会聚于一点。 以被加速和聚焦了的电子去轰击荧光面时，荧光面可产生明亮的光学图象，一般1个入射的光电子，可使荧光屏产生多个光子。例如，用1个10keV的电子去轰击P-20荧光体时，可产生300个光子；1个20keV的电子，可产生1千多个光子。光电面的响应时间极短，可忽略不计，而荧光面的响应时间约为数毫秒至数秒，所以整管的响应时间主要决定于荧光面。另外，为了避免光反馈，增加荧光面的光输出，常在荧光面上对着光敏面一边涂有铝膜。 2.2 象管的主要特性参量 2.2.1 光谱响应特性和光谱匹配 光谱匹配是指在象管的光谱响应范围内光源与