《光电子技术》第四章光电成像器件.ppt

第四章第四章光电成像器件光电成像器件 摄像管摄像管 摄像器件的性能参数摄像器件的性能参数 电荷耦合器件电荷耦合器件 CMOS CMOS 图像传感器图像传感器 图像增强器图像增强器光电成像器件是能够输出图像信光电成像器件是能够输出图像信息的一类器件息的一类器件??摄像器件摄像器件使光学图像变成视频信号使光学图像变成视频信号· ·摄像管摄像管· ·电荷耦合器件电荷耦合器件· · CMOS CMOS 图像传感器图像传感器??像管像管使光学图像增强或改变光谱使光学图像增强或改变光谱· ·像增强器像增强器· ·变像管变像管 摄像管可分为两大类: *光电发射型摄像管利用外光电效应*视像管利用内光电效应摄像管是能够输出视频信号的真空光电管光电发射型摄像管视像管视像管基本结构:光电靶完成光电转换、信号存储电子枪完成信号扫描输出氧化铅视像管结构与工作原理管子结构氧化铅 PIN 靶 PIN 光电靶:反向偏置,扫描面形成正电位图像电子枪:发射电子束,按电视制式扫描正电位图像,输出视频信号像素: 组成图像的最小单元。摄像管像素大小由电子束截面积决定。在电子束扫描某一像素的瞬间,该像素与电源正极和阴极结成通路。这个像素的光电流由 P→N,流过负载 R L,产生负极性图像信号输出。同时,扫描电子束使 P 层电位降至阴极电位(图像擦除)。 S 在2856K 色温标准光源单位光功率照射下,由器件输出信号电流大小来衡量。单位:μA/lm ;mA/W。实际常用能产生正常电视图像所需最低光照度 L min来表征。-γ特性? kL I P?γ=1 I P 与L 成线性关系, 是最理想情况。γ< 1 低照度下灵敏度相对增加。γ> 1 图像对比度提高。*:⑴极限分辨率: 用在图像(光栅)范围内能分辨的等宽黑白线条数表示(如:水平800 线、垂直 500 线);也用~线对/mm 表示。⑵调制传递函数 MTF :能客观地测试器件对不同空间频率信号的传递能力调制度 M: 调制传递函数 MTF : MTF 随着测试卡线条空间频率的增加而降低。 0 min max min maxA AAA AAM m????%100 ?? i oM M MTF 。( S/N ) Lmax : Lmin = 10 n : 1 )( lg20 )(dB i SN S d m?