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第七章:光电成像技术


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三级串联像增强管
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磁聚焦像增强管
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有光纤板的三级像增强管
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微通道板结构
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4 光电成像原理
系统由光学像系统、光电变换系统、图像分割、 同步扫描和控制系统、视频信号处理系统、荧光 屏显示系统等构成。
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$5、电视制式
1.电视图像的宽高比:观测试验得, W:H = 4:3 2.帧频与场频:电影画面重复频率不得低 于每秒48次。电影采用每秒投影24幅画面, 两幅之间用遮光伐挡一次。电视场采用隔 行扫描,奇数场/偶数场,两场合为一帧。 即场频 50Hz ,帧频 25Hz 。 PAL 制式,每 帧 画 面 625 行 , 行 正 程 52us , 行 逆 程 12us。NTSC制式60Hz.
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二、非扫描型:直视型电真空像管 红外变像管 变相管 紫外变像管 X射线变像管 串联式像增强管 像增强管 级联式像增强管 微通道板式像增强管
负电子亲和势阴极摄像管
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3、光电成像器件的基本特征
一、光谱响应 二、线性 三、空间分辨率
1 光电成像器件的发展
近年来,利用光电成像器件构成图像传感器 进行光学图像处理与图像测量已成为现代光 学仪器、现代测控技术的重要发展方向。它 广泛应用于遥感、遥测技术、图形图像测量 技术和监控工程等,成为现代科学技术的重 要组成部分。
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1934年研制出光电像管,应用于时内外的 广播电视摄像。它的灵敏度相当低,要达 到现在图像信噪比的要求,需要不低于 10000 lx的照度,这是它的应用范围受到 很大限制。 1947年超正析摄像管面世,使最低照度降 至2000 lx。 1954年灵敏度较高的视像管投入市场。其 成本低,体积小,灵敏度和分辨率都较高, 但不是适用于高速场合和彩色应用。
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3电子图像的发光显示
高能电子轰击荧光屏,发出可见光。 荧光屏是利用掺杂的晶态磷光体受激发 光。
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五、像管的主要结构类型
近贴式 静电聚焦倒像式 (单级,多级) 电磁复合聚焦 带微通道板的像管(第二代,2,3之上) 负电子亲和势像管(第三代) X射线变像管和r射线变像管
2018/11/6Leabharlann 12P沟道型CCD原理
金属-氧化物-半导体结 构(MOS)在外加电场 作用下,半导体中空穴 被推离界面,形成表面 势井; 光照产生的电子填充势 井,使势井变浅。势井 变化率与光生载流子成 正比。 势井中的电子在交替变 化的电位作用下耦合到 下一个势井中,顺序移 出。
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2 光电成像器件的类型
一、 扫描型 真空电子束扫描型 光电型:光电导式和光电发射式 热电型:热释电摄像管 固体自扫描型:电荷耦合摄像器件
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扫描型光电成像器件又称为摄像器件。这 种器件通过电子束扫描或自扫描方式将被 设景物将光学系统成像在器件光敏面上的 二维图像转变为一维时序电信号输出出来。 这种运载图像信息的一维时序信号称为视 频信号。
四、像管成像物理过程:(三个环 节)
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1.辐射图像的光电转换: 利用外光电效应。光敏面采用光 电发射型材料。发射的电子流分布正 比于人射的辐射通量分布。由此完成 辐射图像转换为电子图像的过程。 2.电子图像增强: 电场加速 或微通道板中二次电子 发射。
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光电导型真空摄像管
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二、光电发射型摄像管
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电荷耦合器件
Charge-Coupled Devices 1970年由贝尔实验 室首先研制出来。 特点:体积小、重量轻、灵敏度高、寿命长、功 耗低、动态范围大。 主要应用领域:摄像、信号处理、存储、测量 方位测量、遥感遥测、图像制导、图像识别 传真、扫描仪、自动精密测量 高分辨率、高可靠性、高准确度。
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1965年,氧化铅管成功代替正析摄像管, 广泛应用于彩色电视摄像机。它使彩色电 视广播摄像机的发展产生了一个飞跃。 1976年前后,又相继出现灵敏度更高,成 本更低的硒像管和硅靶管。 1970年,美国贝尔实验室发表电荷耦合器 件( CCD )原理,从此光电成像器件的发 展进入了一个新的阶段 ——CCD 固体摄像 器件的发展阶段。
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单沟道线阵CCD
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双沟到线阵CCD
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微弱的光或不可见的输入辐射图像转换 成电子图像(光阴极完成) 电子图像获得能量或数量增强,并聚焦 成像(电子光学系统) 将增强的电子图像转换成可见光的图像 (荧光屏)
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