第五章_摄像管

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1、光电子器件第五章摄像管电科09（光电子）直视式光电成像系统不足:光图像直接转变为直视图像，具有作用距离短;放大率有限;对比度不能调节;不能超越障碍等。——研究出电视系统。5.1摄像管的工作方式光电子器件电视系统基本过程：光--电……传输通道……电—光图像电视的优势:传送的主要对象是活动的对象在发送端要把光学图像信息转化为电信号经过加工之后，发送到接收端，在接收端进行处理，再把电信号信息还原成光信号。光电子器件1）图象分割图像分割成:小单元（像素）;静止图像;活动图像.2）依次传送光-电-处理-依次传送-(时间开关)-依次显示-电--光.

2、发送端:摄像管+信号处理+存储&发送;接受端:接收天线+合成处理+荧光屏.1.电视制式光电子器件3）电子扫描电子扫描方式完成开关，依次传送的目的。光---电电子扫描方式。行扫描,列扫描组成光栅；光栅的长宽比；扫描行数,列数;分两场扫描：奇数场、偶数场；帧频、场频、行频，及周期时间;行消隐,场消隐。4）同步行同步场同步光电子器件2.摄像管要解决的问题在电视的研究发展过程中，遇到的主要问题是：图像的传送，灵敏度的提高以及像质的改善。这些问题都与电视系统的核心部件——摄像管密切相关。解决灵敏度的提高问题：历史过程：没有信号积累，没有实用化。有

3、信号积累，实用化。光电子器件没有信号积累过程：帧周期为T，象素数N，则电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，其余时间（N-1）T/N内，光虽然照在光阴极上的，由于光电管没有接入电路而白白浪费掉了。只有在扫描的瞬间才能从景物得到信号，没有信号积累过程，光能的利用率太低，所以灵敏度低，因而未能实际应用。光电子器件有信号积累过程：而附加存贮器的装置：但是它将（N-1）T/N的光电信号存贮起来。电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，但读出信号是（N-1）T/N内的信号。积累时间是帧周期，T时间约为

4、40ms。当扫到接通时，贮存的电量全部输送出去。于是摄像管的效率就提高N倍。使摄像管实用化。光电子器件3.摄像管的任务为了完成摄像任务，摄像管必须具有写入、存贮、阅读和抹除等过程。这主要由三部分组成：光电变换部分、电荷存贮部分和信号阅读部分。光电子器件1）光电变换部分把光学图像变成电子图像，由光敏元件组成。常用的材料有：光电阴极和光电导体。2）电荷存贮部分把光电流以电荷的形式存贮起来，而转化成与像素光强相对应的存贮面上的电位。在只有光电阴极或光电导体的摄像管中，光电变换部分和存贮部分是合为一体的。3）信号阅读部分从靶面取出信号，包括电子

5、枪与偏转系统。光电子器件1－面板；2—信号板；3—光电导；4—网；5—金属环；6—聚焦线圈；7—偏转线圈；8—热电极；9—前置放大器。摄像管的组成：光电变换部分；电荷存贮部分；信号阅读部分。光电子器件5.2摄像管的性能指标与评定通过电视系统来传送各种图像，目的是得到准确无误的图像，而是否能准确传送图象，和摄像器件、电视通道、显示器件有关，但起主要作用的是摄像器件。人们希望摄像管能清晰地、无失真地、“干净”地摄取图像。一般地，摄像器件获得图像质量要比人们现场观察的景物差，也就是说，摄像器件送来的图像不够清晰，有失真。描述摄像器件性能用：灵

6、敏度、光电转换特性、分辨率、信噪比、惰性、光谱响应特性等来表示。光电子器件5.2.1摄像管的灵敏度定义：摄像管输出的信号电流与入射在光敏面上的光通量（或照度）之比。测量方法有两种：(1)用已知照度的10lx标准光源照射在摄像管光敏面上，同时在信号输出端（即前置放大器输入端）测量信号电流的大小，如：灵敏度R=信号电流/光通量光电子器件图5-3摄像管灵敏度的测量1—信号板；2—靶；3—信号板；4—靶。(μA/lm)(2)向摄像管的光敏面投射已知照度的黑白条纹图案，同时用示波器测量黑白电平信号的峰-峰振幅，而后将其换成摄像管输出端的信号电流。

7、光电子器件5.2.2摄像管的光电转换输出信号与产生该信号的光敏面上的辐射照度的函数关系。整个电视系统实质上是光能经过转换放大，经过处理后再变成光能的过程。它包括两种转换过程：光-电转换和电-光转换。为了在显示屏上得到一个与景物的亮度分布相一致的图像，电视系统应该保证输出光和输入光之间的线性。光电子器件摄像管的光电转换特性光电子器件光电子器件光电子器件要保证总系统值r等于1要保证总系统值r等于1常用的显像管荧光屏r值平均值约为2.5;大多数摄像管的r值都不满足0.4的要求，例如，光电导摄像管的r值小于1，有的r接近于1，如Sb2S3管r值

8、为0.6~0.7，PbO管1为0.95，而硅靶管1接近于1。为了克服系统值过大的缺点，往往在放大讯道中采用专门的校正器，使放大讯道r<1，以保证全系统r=1。使用校正器的缺点：因为校正器的r=0.5或更小，