光电检测发光电成像器

《光电检测发光电成像器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、5光电成像器件光电成象器件是指能够输出图象信息的一类器件，例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。第一节、概述1、光谱响应光电成像器件的光谱响应取决于光电转换材料的光谱响应，其短波限有时受窗口材料的吸收特性影响。在选用光电成像器件时，应当考虑器件的光谱响应与被测景物辐射光谱的匹配。一、光电成像器件的基本特性2、转换特性光电成像器件的输出物理量与相对应的输入物理量的比值关系称为转换特性。转换特性的参量有灵敏度（或响应度）、转换系数及亮度增益等。⑴像管的输入量有辐射和光度两种度量单位，输出量常为光

2、度量单位，它们的转换特性常用转换系数C表示：⑵像增强管的输入量和输出量常常采用光度量单位，它们的转换特性常用亮度转换增益GL表示，它的定义为：像管荧光屏的光出射度与照射在光电阴极面上的光照度之比，即：⑶摄像器件的输入量为辐射量和光度量，输出量为信号电流（或电压），因此，摄像器件的灵敏度单位较多。①若摄像器件的输入量为辐射照度或辐射通量，则灵敏度为：②若摄像器件的输入量为光照度或光通量，则灵敏度为：为了保证摄像器件的光电转换特性为线性，希望器件的灵敏度S在一定范围内为一恒定值。对于光电发射式或硅靶及CCD摄像器件，其光电转换的

3、线性关系是较好的。3、分辨率分辨率是衡量成像器件与成像系统优劣的一个重要参数。分辨率是用来表示能够分辨图像中明暗细节的能力。分辨率常用两种方式来描述：极限分辨率和调制传递函数。极限分辨率是在一定的测试条件之下定义的。当以一定性质的鉴别率图案（有100%对比度的专门的测试卡）投射到CCD光敏面时，在输出端观察到的最小空间频率（即用眼睛分辨的最细黑白条纹对数）就是该器件的极限分辨率。⑴极限分辨率各种分辨率测试卡图片①变像管与像增强管的极限分辨率用每毫米线对数（lp/mm）表示。②摄像管的极限分辨率用在图像范围内所能分辨的等宽度黑

4、白线条数来表示。摄像管的分辨率又有水平分辨率和垂直分辨率之分。优点：极限分辨率的表示方法有专门的测试卡测量而使用方便。缺点：极限分辨率的表示方法不客观科学。其原因是因为：    ①每个人的视觉不一样，观测值带有主观性；    ②测试卡的对比度与几何尺寸以及观测时的照度不一样，观测的结果也会有不同。如当被摄图像对比度低于30%时，观测的分辨率值就会明显下降；    ③观测的分辨率值是系统的总体特性，而不能分摊到各个部件上。⑵调制传递函数调制传递函数是光学系统传递对比度的能力。是输出调制度与输入调制度之比的百分数。或者说调

5、制传递函数是调制度与空间频率的关系。当输入正弦光波（即一个确定的空间频率的物象投射在CCD上）时，CCD的输出也将是随时间变化的一种正弦波，设波峰为A，波谷为B，则调制传递函数为：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，因此它能客观地表示器件对不同空间频率目标的传递能力。调制传递函数曲线它广泛应用于夜视技术、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

6、变场分析、机器人视觉、交通管理与指挥、定位、跟踪遥感、遥测技术和监控工程等，成为现代科学技术的重要组成部分。二、光电成像器件的应用第二节、光电成像原理一、光电成像原理景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│传送→同步扫描→视频调辉→图像再现│显像部分│⑴光学成像：光学物镜将景物所反射出来的光成像到光电成像器件的像敏面上形成二维光学图像。⑵光电变换：光学成像器件将二维光学图像转变成二维“电气”图像的工作。景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│景物→光学成像→光电变换→图像分

7、割→同步扫描→视频信号│摄像部分│⑶图像分割：“电气”图像的电气量在二维空间的分布与光学图像的光强分布保持着线性对应关系。组成一幅图像的最小单元称作像素，像素单元的大小或一幅图像所含像素数决定了图像的清晰度。像素数愈多，或像素几何尺寸愈小，反映图像的细节愈强，图像愈清晰，图像质量愈高。这就是图像分割。景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│⑷同步扫描：按着一定的规律将所分割的电气图像转变成一维时序信号，即将电气图像从左向右，又从上向下的规律输出即为扫描。从左向右的扫描称为行扫描，从上向下的扫描称为场

8、扫描。为了保证图像中的任意一点的信息能够稳定的显示在荧光屏的某一确定点上，在进行、场扫描时还必须给出同步控制信号，常称为行、场同步脉冲。⑸视频信号：由于监视器的显象管几乎都是利用电子束扫描荧光屏，荧光屏又具有一定的余辉效应，便可在显象管上获得可供观察的图像。行扫描：电子束在屏幕水平方向的扫