第二章电视成像原理

第二章电视成像原理第1页，共27页，2023年，2月20日，星期三摄像器件的作用是将接收到的光信号转换为电信号，它是摄像机的核心组成部分，摄像机的更新换代是与新型摄像器件的出现密不可分的。

第2页，共27页，2023年，2月20日，星期三1光电导靶摄像管

一、内、外光电效应及相应的摄像管

光电效应分外光电效应、内光电效应两种。

外光电效应是指某些半导体受光照射时，半导体中的自由电子吸收光能后成为光电子而逸出半导体表面的现象。

第3页，共27页，2023年，2月20日，星期三内光电效应是指当光照射到半导体表面上时，被入射光所激发的电子并不逸出半导体表面，而在半导体内部形成非平衡附加载流子，从而使半导体内载流子浓度增大，引起半导体的电导率增大的现象。

用内光电效应制成的摄像管称为光电导靶摄像管。第4页，共27页，2023年，2月20日，星期三二、光电导靶摄像管

光电导靶摄像管的结构如图所示。

第5页，共27页，2023年，2月20日，星期三光电导的等效电路如下图所示。图中只画出了一个像素的情况，实际上一个靶面是由许多互不相关的像素组成的第6页，共27页，2023年，2月20日，星期三三、光电导材料

常用的光电导靶材料有：硫化锑、氧化铅、硒砷锑等

四、光电导靶制作

第7页，共27页，2023年，2月20日，星期三五、电子光学系统

1．电子束的产生

三级摄像管电子枪的结构简图

电子枪是由灯丝、阴极、调制极和阳极等组成，其作用是提供一个有一定直径和一定电流的电子束。

第8页，共27页，2023年，2月20日，星期三2．电子束着靶

“慢电子”着靶

垂直上靶

3．聚焦、偏转系统

第9页，共27页，2023年，2月20日，星期三

六、光电导靶摄像管技术参数1．灵敏度2．光谱响应特性3．光电转换特性4．分辨率

5．惰性

第10页，共27页，2023年，2月20日，星期三2固体摄像器件

电荷耦合器件（CCD：Charge－CouPledDevice）是近年来迅速发展起来的一种新型器件，

它是集成有大量的MOS管的超大规模集成电路

可用作摄像器件、计算机存储器、延时器等。CCD器件具有工艺简单、集成度高、成本低等特点，用作摄像器件时具有抗烧伤、无老化、慧尾小、灵敏度高、体积小、重量轻等优点，是一种较为理想的摄像器件，目前摄像机中已广泛采用了CCD器件，CCD摄像机有着良好的发展前景。

第11页，共27页，2023年，2月20日，星期三当一个半导体靠近一带电的金属板时，半导体表面将感生出电荷。第12页，共27页，2023年，2月20日，星期三第13页，共27页，2023年，2月20日，星期三第14页，共27页，2023年，2月20日，星期三第15页，共27页，2023年，2月20日，星期三第16页，共27页，2023年，2月20日，星期三势阱中的电子数即代表了入射光的明暗程度。

若将许多半导体单元组合成一个整体，用光像照射时，半导体各单元表面势阱中的电子多少，反映了光像的明暗程度。第17页，共27页，2023年，2月20日，星期三将各单元势阱中的电子取出，也就完成了从光像到电信号的转变过程。这就是CCD器件用作光电转换器件的工作原理。上述的半导体单元实际上是一孤立的MOS管，CCD就是由大量MOS管组成的大规模集成电路。第18页，共27页，2023年，2月20日，星期三CCD器件取出信号的过程与摄像管不同，摄像管是通过电子轰击像素产生放电电流，从而产生图像信号的。CCD器件采用的是自扫描的原理。第19页，共27页，2023年，2月20日，星期三

CCD主要性能参数1．转移效率在形成图像信号之前，电荷须经很多次转移，在每次转移的过程中，或多或少地都有信息电荷不能转移到下一级而残留下来，引起信息电荷的损失。2．工作频率工作频率是指时钟信号的频率，它表示信息电荷的转移速度。3．噪声第20页，共27页，2023年，2月20日，星期三第21页，共27页，2023年，2月20日，星期三第22页，共27页，2023年，2月20日，星期三第23页，共27页，2023年，2月20日，星期三第24页，共