光電成像技術(shù)考點(diǎn)及解析

1、基本術(shù)語：光電成像技術(shù)（P2）：采用各類光電成像器件完成成像過程的技術(shù)可以統(tǒng)稱為光電成像技術(shù)。像管（P8）：直視型光電成像器件基本結(jié)構(gòu)包括有：光電發(fā)射體、電子光學(xué)系統(tǒng)、微通道板（電子倍增器件）、熒光屏以及保持高真空工作環(huán)境的管殼等。這種成像器件通常簡(jiǎn)稱為像管。變像管（P8）：接受非可見輻射圖像的直視型光電成像器件統(tǒng)稱為變像管。像增強(qiáng)器（P8）：接受微弱可見光圖像的直視型光電成像器件統(tǒng)稱為像增強(qiáng)器。攝像器（P8）：電視型光電成像器件用于電視攝像和熱成像系統(tǒng)中，只完成攝像功能，不直接輸出圖像的器件，也稱為非直視型光電成像器件或者攝像器件。明適應(yīng)、暗適應(yīng)、：P31-32凝視、凝視中心:P48的倒數(shù)第

2、二段人眼的絕對(duì)視覺閾：P322人眼的閾值對(duì)比度：P333人眼的光譜靈敏度：光譜光視效率P34.4人眼的分辨力：P34.5圖像的信噪比：P42的2-27瞥見時(shí)間：P48的倒數(shù)第二段瞥見孔徑：P49的順數(shù)第二行輻射度量、輻射功率、輻度強(qiáng)度、輻亮度、輻照度、輻射出射度:P54光度量、光能、光能密度、光通量：都在P58表3-3光出射度：符號(hào)M、Mv,意義：光源單位面積向半球空間發(fā)射的光通量；定義式：,單位：;照度：符號(hào),意義：照射到表面一點(diǎn)處單位面積的光通量；定義式:,單位：lx；發(fā)光照度：符號(hào)：,意義：在給定方向上,單位立體角內(nèi)的光通量；定義式：,單位：cd;光亮度：,意義：表面一點(diǎn)處的面元,在給定

3、方向上發(fā)光強(qiáng)度除以該面元在垂直于給定,單位：；方向上的投影面積；定義式：坎德拉：光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540*10A12Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/163W/srcd（P58）1流明lm（P58）:光通量的單位，點(diǎn)光源在某一方向的發(fā)光強(qiáng)度為1cd時(shí)，在該方向單位立體角內(nèi)傳出的光通量。（P58）1勒克司lx：11m的光通量均勻分布在1平方米的面積所產(chǎn)生的照度稱為1lx。（P58）視見函數(shù):P59朗伯輻射體:P60氣溶膠粒子:P91云、霧、霾、靄：云由水滴和冰晶兩種粒子組成，液態(tài)云滴的半徑約為一到一百微米，冰晶尺寸稍大。霧由靠近地面漂浮在空中的機(jī)細(xì)小水滴或冰晶

4、組成，是一種近地層的云。通常把水平能見度小于一千米的近地層水汽凝結(jié)物稱為霧，能見度在一到十千米的霧稱為輕霧和靄。由于人類活動(dòng)排放的煙塵，或者海上產(chǎn)生的人力漂浮于大氣中的固態(tài)氣溶膠系統(tǒng)稱為霾。（P9192）大氣消光：P94大氣散射：P99大氣吸收：P96大氣能見度（能見距度）（P101）大氣透明度（P101）電子透鏡（P123倒數(shù)第三段）光電子圖像：由光電發(fā)射的斯托列托夫定律可知，飽和光電發(fā)射的光電子流密度與入射輻射通量密度成正比。因此，由入射輻射分布構(gòu)成的圖像的可以通過光陰極變換成由變換成由正比光電子流分布構(gòu)成的圖像。（P123）亮度增益：像管在標(biāo)準(zhǔn)光源照射下，熒光屏上的光出射度M與入射到陰極

5、面上的照度Ev成正比。即GL二M/Ev（倍）在（P132頁）等效背景照度：使熒光屏上亮度等于暗背景亮度值時(shí)的光陰極面上的輸入值。（P134）畸變、像管分辨力、正電子親和勢(shì)、負(fù)電子親和勢(shì)光電發(fā)射的極限、電流密度、mcp的飽和電流密度熒光：P185磷光：P185表面態(tài)：P146微光夜視儀：P212照明系統(tǒng)的光強(qiáng)分布:P224成像系統(tǒng)的極限分辨力:P229231選通技術(shù):243（底）244靶:P252（7.1節(jié)第二點(diǎn)）惰性（上升惰性、衰減惰性）：P258底部攝像管的分辨力：P2637.2.3節(jié)）動(dòng)態(tài)范圍：靶網(wǎng)：居里溫度:居里點(diǎn)也稱居里溫度或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)，是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度，即鐵

6、磁體從鐵磁相轉(zhuǎn)變成順磁相的相變溫度。熱釋電靶的單疇化:熱釋電攝像管在工作時(shí)，靶必須處于自發(fā)電極化的狀態(tài)，即電極化的極軸方向應(yīng)垂直于靶面。通常在制靶時(shí)及靶產(chǎn)生退極化時(shí)，都要進(jìn)行單疇化，使之形成最大的自發(fā)電極化強(qiáng)度。ccd的開啟電壓;CCD開始產(chǎn)生溝道所需要的柵壓就是開啟電壓。ccd的轉(zhuǎn)移效率界面態(tài):界面態(tài)即界面陷阱電荷，主要是指Si-SiO2界面處處于禁帶中的局部能級(jí)，它可在短時(shí)間與襯底半導(dǎo)體交換電荷，是表面復(fù)合和散射的主要成因，它主要是對(duì)表面溝道的CCD的轉(zhuǎn)移效率產(chǎn)生重大影響?！芭?”工作模式:用一定數(shù)量的基底電荷先將界面態(tài)填滿，當(dāng)信號(hào)電荷注入時(shí)，信號(hào)電荷被俘獲的幾率變小，而從界面態(tài)釋放出來的

7、電荷又可以跟上原來的電荷包。信號(hào)電荷包損失到界面態(tài)中去的電荷，可能與它從界面態(tài)得到的電荷相等，從而在一定程度上減少了界面態(tài)帶來的影響。光注入、電注入二、幾個(gè)重要效應(yīng)光電轉(zhuǎn)換效應(yīng):是書上138頁的光電子發(fā)射的三步熱釋電:P281三環(huán)效應(yīng):P195mcp的電阻效應(yīng)/充電效應(yīng):P203(1)/(2)三、幾個(gè)重要定理朗伯輻射體：對(duì)于某些自身發(fā)射輻射的輻射源，其輻亮度與方向無關(guān)，即輻射源各方向的輻亮度不變，這類輻射源稱為朗伯輻射體。氣溶膠粒子：大氣中懸浮著大量固體和液體粒子，通常將半徑小于幾十微米的固體微粒叫做氣溶膠粒子。黑體輻射定律(共有四個(gè)定律)：1普朗克輻射定律：普朗克定律描述了黑體輻射的光譜分布

8、規(guī)律，是黑體輻射理論的基礎(chǔ)2斯蒂芬一玻爾茲曼定律：表明黑體在單位面積上單位時(shí)間內(nèi)輻射的總能量與黑體溫度3T定律：?jiǎn)紊椛涑錾涠茸畲笾祵?duì)應(yīng)的波長(zhǎng)ml4斯蒂芬-玻爾茲曼定律:表明黑體的輻射出射度只與黑體的溫度有關(guān)，而與黑體的其他性質(zhì)無關(guān)波蓋爾定律：輻射通過介質(zhì)的消光作用與入射輻射能量、衰減介質(zhì)密度和所經(jīng)過的路徑成正比斯托列托夫定律、愛因斯坦定律:P122四、重要結(jié)構(gòu)及其工作原理、特點(diǎn)真視型光電成像器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理用于直接觀察的儀器，器件本身具有圖像的轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)及顯示等部分電視型光電成像器件完成將二維空間的可見光圖像或輻射圖像轉(zhuǎn)換成一維時(shí)間的視頻電信號(hào)。獲得的電信號(hào)經(jīng)過放大處理和傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)后

9、，由顯像裝置還原輸出二維空間的圖像。非直視型(電視型)光電成像器件的。：只能完成攝像功能，不直接輸出圖像，又稱非直視型光電成像器件。人眼的結(jié)構(gòu)及其圖像形成過程：外層由角膜和鞏膜組成。角膜是光線的入口。鞏膜保護(hù)整個(gè)眼球。中間層虹膜和脈絡(luò)膜組成。虹膜中的瞳孔用來控制進(jìn)入眼睛的光通量大小。人種不同，其顏色也各異。瞳孔后面的水晶體如同一個(gè)變焦距透鏡，面的水晶體如同變焦透鏡使景像始終聚焦于黃斑區(qū)。內(nèi)層是視網(wǎng)膜，其表面有大量的感光細(xì)胞。這些感光細(xì)胞按照形狀分為可以兩類：錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞。大氣的基本構(gòu)成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：像管的結(jié)構(gòu)及其成像的物理過程：1）像管的成像過程包括3個(gè)過程A、將接收的微弱的可見光圖像或不

10、可見的輻射圖像轉(zhuǎn)換成電子圖像B、使電子圖像聚焦成像并獲得能量增強(qiáng)或數(shù)量倍增C、將獲得增強(qiáng)后的電子圖像轉(zhuǎn)換成可見的光學(xué)圖像（2）A過程：外廣電效應(yīng)、斯托列夫定律和愛因斯坦定律B過程：利用的是電子在靜電場(chǎng)或電磁復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律來獲得能量增強(qiáng)；或者利用微通道板中二次電子發(fā)射來增加電子流密度來進(jìn)行圖像增強(qiáng)C過程：利用的是熒光屏上的發(fā)光材料可以將光電子動(dòng)能轉(zhuǎn)換成光能來顯示光學(xué)圖像。光陰極實(shí)現(xiàn)輻射圖像光電轉(zhuǎn)換的物理過程（光電發(fā)射過程）電子光學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其成像過程：熒光屏的結(jié)構(gòu)及其發(fā)光機(jī)理：一種電子（陰極）射線管，是電視接收機(jī)監(jiān)視器重現(xiàn)圖像的關(guān)鍵器件。它的主要作用是將發(fā)送端（電視臺(tái)）攝像機(jī)攝取轉(zhuǎn)換的電

11、信號(hào)（圖像信號(hào)）在接收端以亮度變化的形式重現(xiàn)在熒光屏上。為了高質(zhì)量地重現(xiàn)圖像，要求顯像管屏幕尺寸要大，圖像清晰度要高，熒光屏有足夠的發(fā)光亮度。此外對(duì)不同用途的顯像管有各種具體要求。光學(xué)纖維面極的結(jié)構(gòu)及其傳輸原理：光學(xué)纖維面板是基于光線的全反射原理進(jìn)行傳像的,由于光導(dǎo)纖維的芯料折射率高于皮料的折射率,因此入射角小于全反射臨界角的全部光線都只能在內(nèi)芯中反射。所以每一根光導(dǎo)纖維能獨(dú)立地傳遞光線，且相互之間不串光。由大量光導(dǎo)纖維所組成的面板則可以傳遞一幅光學(xué)圖像。2優(yōu)點(diǎn)：光學(xué)纖維面板又使像增強(qiáng)器獲得以下優(yōu)點(diǎn):增加了傳遞圖像的傳光效率;提供了采用準(zhǔn)球?qū)ΨQ電子光學(xué)系統(tǒng)的可能性，從而改善了像質(zhì);可制成錐形光

12、學(xué)纖維面板或光學(xué)纖維扭像器。微通道板（mcp的結(jié)構(gòu)及其電子圖像倍增原理）：P196-198MCP的結(jié)構(gòu):MCP的結(jié)構(gòu)是由大量平行堆集的單通道電子倍增器組成的薄板。它實(shí)際上是一塊通道內(nèi)壁具有良好二次發(fā)射性能和一定導(dǎo)電性能的微細(xì)空心通道玻璃纖維面板。這些微通道的孔徑為612#m?？讖骄啾M可能小，以求盡量減少非通孔的端面，端面上的開口面積比為55%85%。通道的長(zhǎng)度與孔徑之比典型值為40。在MCP的兩個(gè)端面鍍有鎳層，形成輸入電極和輸出電極。在MCP的外緣帶有加固環(huán)。通常微通道不垂直于端面，具有7°15。的斜角。電子圖像倍增原理MCP是利用二次電子倍增性質(zhì)來完成電子圖像增強(qiáng)的。微通道的入口端

13、對(duì)著像管的光陰極，并位于電子光學(xué)系統(tǒng)的像面上，出口端對(duì)著熒光屏。微通道的兩個(gè)端面電極上施加工作電壓形成電場(chǎng)。高速光電子進(jìn)入通道與內(nèi)壁碰撞，由于通道內(nèi)壁具有良好的二次電子倍增性質(zhì)，入射電子得到倍增。重復(fù)這一過程直至倍增電子從通道出口端射出為止。如果取每次碰撞的二次倍增系數(shù)6=2（通常6=3），累計(jì)的碰撞次數(shù)為10210時(shí)，則通道的總電子倍增值大于G=。由此可看出通道的電流增強(qiáng)作用是十分驚人的。MCP的各通道彼此隔離，因此，它可以將二維空間分布的電子流進(jìn)行對(duì)應(yīng)的增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)電子圖像增強(qiáng)的目的。主動(dòng)紅外成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其成像過程:P211-212主動(dòng)紅外成像系統(tǒng)主要部件包括紅外照明光源，物鏡，紅外變

14、像管（或具有紅外延伸的像增強(qiáng)器）及目鏡等。工作波段在0.7612切的近紅外光譜區(qū)，其長(zhǎng)波限由變像管光陰極決定。紅外照明光源發(fā)出的紅外輻射照射景物場(chǎng)景，光學(xué)物鏡將被場(chǎng)景反射回來的紅外輻射成像在紅外變像管的光陰極面上，形成場(chǎng)景的反射圖像；變像管對(duì)場(chǎng)景圖像進(jìn)行光譜轉(zhuǎn)換和亮度增強(qiáng)。最后在熒光屏上顯景圖像。示場(chǎng)景的可見光圖像，人眼通過目鏡觀察增強(qiáng)的場(chǎng)夜視成像系統(tǒng)結(jié):P2136-2-11105064340攝像管的結(jié)構(gòu)及其工作原理:P2527-1-11105064341光電導(dǎo)攝像管的ooooo：P273熱釋電攝像管的ooooo：P2841105064342電子槍的結(jié)構(gòu)：P290752電子槍工作原理：P292

15、753電容器的結(jié)構(gòu)：P2981105064343mosmos電容器的電荷存儲(chǔ)原理:P305ccd的結(jié)構(gòu)及其電荷傳輸原理：P308下、P309下埋溝ccd(bccd)的結(jié)構(gòu)及其工作原理：P315-317線陣ccd的結(jié)構(gòu)及其成像原理：P338-340五、關(guān)鍵器件系統(tǒng)的性能參數(shù)表征光電成像器件的性能參數(shù)、表征像管的性能參數(shù)大氣輻射傳輸過程:大氣輻射傳輸是指電磁波在大氣界質(zhì)中的傳播輸送過程。這一過程中，由于輻射能與介質(zhì)的相互作用而發(fā)生吸收和散射，同時(shí)大氣也放射輻射。大氣中吸收太陽輻射的主要成分是氧氣、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等，對(duì)長(zhǎng)波輻射的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧。影響光電成像系統(tǒng)的因素:

16、景物細(xì)節(jié)的輻射亮度(或單位面積的輻射強(qiáng)度)；景物細(xì)節(jié)對(duì)光電成像系統(tǒng)接受孔徑的張角；景物細(xì)節(jié)與背景之間的輻射對(duì)比度。mcp相關(guān)概念、微光成像系統(tǒng)的性能影響因素?cái)z像管主要性能參數(shù)、熱釋電靶ooooo(相關(guān))表征ccd的物理性能參數(shù)：1、CCD的開啟電壓Vth面)P320)2、CCD的電荷負(fù)載能力(包括三個(gè)方P321)(1)、三相CCD及多相CCD的存儲(chǔ)能力3)、P321)(2)、二相CCD的電荷存儲(chǔ)能力(P321)BCCD的存儲(chǔ)能力(P332)3、CCD的工作頻率(兩方面)P322)(1)、影響CCD工作的頻率的下限因素(P323)(2) 、影響CCD工作的頻率的上限因素(P323)4、轉(zhuǎn)移效率式

17、8-73、8-74(P323)5、CCD噪聲(P332)6、CCD的暗電流(P335)7、CCD的功耗(P337)六、其他輻射源的輻射能量所集中的波段：mcp的自飽和特性：像管對(duì)直流高壓電源的要求受激輻射可見光的條件:P185受激輻射可見光的條件是電子躍遷的能級(jí)差必須與可見光光子的能量相同課后題，1.什么是變像管？什么是像增強(qiáng)器？試比較二者的異同。答：1變像管：接收非可見輻射圖像，如紅外變像管等，特點(diǎn)是入射圖像和出射圖像的光譜不同。2像增強(qiáng)器：接收微弱可見光輻射圖像，如帶有微通道板的像增強(qiáng)器等，特點(diǎn)是入射圖像極其微弱，經(jīng)過器件內(nèi)部電子圖像能量增強(qiáng)后通過熒光屏輸出人眼能夠正常觀看的光學(xué)圖像。3

18、異同、相同點(diǎn)：二者均屬于直視型光電成像器件。不同點(diǎn)：主要是二者工作波段不同，變像管主要完成圖像的電磁波譜轉(zhuǎn)換，像增強(qiáng)器主要完成圖像的亮度增強(qiáng)。2.光學(xué)成像系統(tǒng)與光電成像系統(tǒng)的成像過程各有什么特點(diǎn)？在光電成像系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方面通常應(yīng)該從哪幾方面考慮？答：a、兩者都有光學(xué)元件并且其目的都是成像。而區(qū)別是光電成像系統(tǒng)中多了光電裝換器。b、灱敏度的限制，夜間無照明時(shí)人的規(guī)覺能力很差；分辨力的限制，沒有趍夠的規(guī)角和對(duì)比度就難以辨認(rèn)；時(shí)間上的限制，發(fā)化過去的影像無法存留在規(guī)覺上；穸間上的限制，隔開的穸間人眼將無法觀察；光譜上的限制，人眼只對(duì)電磁波譜中很窄的可見光區(qū)感興趌。3.反映光電成像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換能力的參

19、數(shù)有哪些？答：轉(zhuǎn)換系數(shù)（增益），光電靈敏度（響應(yīng)度），峰值波長(zhǎng)，截止波長(zhǎng)。4.光電成像過程通常包括哪幾種噪聲？答：主要包括：散粒噪聲，產(chǎn)生復(fù)合噪聲，溫度噪聲，熱噪聲，低頻噪聲，介質(zhì)損耗噪聲，點(diǎn)和耦合器件（CCD）的轉(zhuǎn)移噪聲。5.影響光電成像系統(tǒng)分辨景物細(xì)節(jié)的主要因素有哪些？答：景物細(xì)節(jié)的輻射亮度，景物細(xì)節(jié)對(duì)光電成像系統(tǒng)接受孔徑的張角，景物細(xì)節(jié)與背景之間的輻射對(duì)比度。6、通常光輻射的波長(zhǎng)范圍可分為哪幾個(gè)波段？7、試述輻射度量與光度量的聯(lián)系和區(qū)別。答：光輻射度量在歷史上形成了輻射度學(xué)和光度學(xué)兩套度量系統(tǒng)。輻射度學(xué)：是建立在物理測(cè)量的基礎(chǔ)上的輻射能量客觀度量,不受人眼主觀視覺的限制，其概念和方法適用

20、于整個(gè)光輻射范圍（紅外、紫外輻射等必須采用輻射度學(xué)）。光度學(xué)：是建立在人眼對(duì)光輻射的主觀感覺基礎(chǔ)上，是一種心理物理法的測(cè)量，故只適用于電磁波譜中很窄的可見光區(qū)域。8、根據(jù)物體的輻射發(fā)射率可將物體分為哪幾種類型？答：通常,依發(fā)射率與波長(zhǎng)的關(guān)系,將地物分為三種類型。黑體或絕對(duì)黑體，其發(fā)射率E=1,即黑體發(fā)射率對(duì)所有波長(zhǎng)都是一個(gè)常數(shù)，并且等于1.2灰體，其發(fā)射率滬常數(shù)V1（因吸收率aVI）。即灰體的發(fā)射率始終小于1疋不隨波長(zhǎng)變化選擇性輻射體，其發(fā)射率隨波長(zhǎng)而變化，而且EV1（因吸收率a也隨波長(zhǎng)而變化并且aV1）。10、簡(jiǎn)述下述名詞：1氣溶膠粒子:大氣中懸浮著的半徑小于幾十微米的固體和及液體粒子。2絕

21、對(duì)濕度:單位體積空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量,叫做空氣的“絕對(duì)濕度”。3相對(duì)濕度:空氣中實(shí)際所含水蒸汽密度和同溫度下飽和水蒸汽密度的百分比值,叫做空氣的“相對(duì)濕度”。4 波蓋爾定律:輻射通過介質(zhì)的消光作用與入射輻射能量、衰減介質(zhì)密度和所經(jīng)過的路徑成正比5大氣窗口:大氣窗口是指太陽輻射通過大氣層未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光輻射波段范圍。6大氣傳遞函數(shù):反映大氣消光使目標(biāo)與背景的對(duì)比度下降的程度。右式中,K為地平天空亮度與背景亮度之比。所以Tc是K和透過率t的函數(shù)，與目標(biāo)亮度無關(guān)。11、輻射在大氣中傳輸主要有哪些光學(xué)現(xiàn)象？試簡(jiǎn)述其產(chǎn)生的物理原因？答：主要有吸收和散射。產(chǎn)生原因：大氣中吸收太陽輻

22、射的主要成分是氧氣、臭氧、水汽、二氧化碳、甲烷等，對(duì)長(zhǎng)波輻射的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧。不同氣體對(duì)不同波段輻射的吸收作用也不同。這種性質(zhì)稱為大氣對(duì)輻射能的選擇吸收。散射作用的強(qiáng)弱取決于入射電磁波的波長(zhǎng)及散射質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)和大小。當(dāng)散射粒子的尺度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，稱為分子散射或瑞利散射，散射系數(shù)與波長(zhǎng)的四次方成反比，主要是空氣分子的散射。當(dāng)粒子尺度可與波長(zhǎng)相比擬時(shí),稱為米氏散射,散射系數(shù)是波長(zhǎng)和粒子半徑的一個(gè)復(fù)雜函數(shù)。12、像管的成像包括哪些物理過程？其相應(yīng)的理論對(duì)應(yīng)的核心器件是什么？答：1）將接受的微弱或不可見的輸入輻射圖像轉(zhuǎn)換成電子圖像2）使電子圖像獲得能量或數(shù)量增強(qiáng),并聚焦成像、3）將增

23、強(qiáng)的電子圖像轉(zhuǎn)換為可見的光學(xué)圖像核心器件為：1）光陰極、2）電子光學(xué)系統(tǒng)、3）熒光屏13、負(fù)電子親和勢(shì)光陰極的特點(diǎn)是什么？其較正電子親和勢(shì)光陰極有哪些特點(diǎn)？答：它的光電靈敏度目前可高達(dá)3000“A/lm以上，因此三代像增強(qiáng)器具有高增益、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。而且負(fù)電子親和勢(shì)是熱化電子發(fā)射，光電子的初動(dòng)能較低，能量又比較集中,所以，三代像增強(qiáng)器又具有較高的圖像分辨力。14、什么是攝像管?它是怎樣完成攝像過程的?答:1電視攝像管是將2維空間分布的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為1維時(shí)間變化的視頻電信號(hào)的過程。完成這一過程的器件稱為電視攝像管。2攝像過程主要分3個(gè)步驟：磁收輸入圖像的輻照度進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將2維光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為2維空

24、間分布的電荷量4電荷存儲(chǔ)元件在一幀周期內(nèi)連續(xù)積累光敏元件產(chǎn)生的電荷，并保持電荷的空間分布，這一存儲(chǔ)電荷的元件稱之為靶子槍產(chǎn)生2維掃描的電子束，在一幀周期內(nèi)完成全靶面的掃描，在輸出電路上產(chǎn)生與被掃描點(diǎn)光照度強(qiáng)度成比例的電信號(hào)，即視頻信號(hào)15、攝像管的工作原理是什么?簡(jiǎn)述視頻信號(hào)的形成過程.答：其主要由光電變換與存儲(chǔ)部分和信號(hào)閱讀部分兩大部分組成。分為四步：(1)光電變換部分：將光學(xué)圖像變成電荷圖像的任務(wù)由光電變換部分完成，該部分由光敏元件構(gòu)成，常用的材料有光電發(fā)射體和光電導(dǎo)體(2)電荷存儲(chǔ)與積累部分：由于光電變換所得的瞬時(shí)信號(hào)很弱，所以現(xiàn)在攝像管均采用電荷積累元件。它在整個(gè)幀周期內(nèi)連續(xù)地對(duì)圖像上

25、的任一像元積累電荷信號(hào)。因?yàn)橐e累和存儲(chǔ)信號(hào)，所以在幀周期內(nèi)要求信號(hào)不能泄漏。因此，要求電位起伏存儲(chǔ)元件應(yīng)具有足夠的絕緣能力。常見的存儲(chǔ)方式：二次電子發(fā)射積累，二次電子導(dǎo)電積累，電子轟擊感應(yīng)電導(dǎo)積累，光電導(dǎo)積累；(3)信號(hào)閱讀部分：從靶面上取出信號(hào)的任務(wù)由閱讀部分來完成。閱讀部分通常是掃描電子槍系統(tǒng)，它由細(xì)電子束的發(fā)射源、電子束g聚焦系統(tǒng)和電子束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三部分組成；(4)視頻信號(hào)的形成。16、攝像管產(chǎn)生惰性的主要原因是什么?怎樣減小這些惰性?攝像管的分辨力是怎樣定義的?采用什么單位?答:1攝像管的惰性：在攝取動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，攝像管的輸出信號(hào)滯后于輸入照度的變化，這一現(xiàn)象稱為惰性。入照度增加時(shí)，輸出

26、信號(hào)的滯后稱為上升惰性;當(dāng)輸入照度減小時(shí)，輸出信號(hào)的滯后稱為衰減惰性。對(duì)于電視攝像管的惰性指標(biāo)，通常采用輸入照度截止后第三場(chǎng)和第十二場(chǎng)(以幀周期0.04s計(jì)，為60ms和240ms)剩余信號(hào)所占的百分?jǐn)?shù)來表示。攝像管產(chǎn)生惰性的主要原因有兩個(gè):一是圖像寫入時(shí)的光電導(dǎo)惰性;二是圖像讀出時(shí)掃描電子束的等效電阻與靶的等效電容所構(gòu)成的充放電惰性。2減小攝像管的電容性惰性,采取的措施有:減小靶的等效電容降低電子束的等效電阻在低照度攝像時(shí)增加背景光3攝像管的分辨力：電視攝像管攝像時(shí)的對(duì)圖像細(xì)節(jié)的分辨能力是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。由于電視系統(tǒng)采用掃描方式，故分辨力在垂直和水平方向上一般是不同的。因而，通常分成垂直

27、分辨力和水平分辨力，即以畫面垂直方向或水平方向尺寸內(nèi)所能分辨的黑白條紋數(shù)來表示。這一極限分辨的線條數(shù)簡(jiǎn)稱為電視線(TVL)(1)垂直分辨力：在整個(gè)畫面上，沿垂直方向所能分辨的像元數(shù)或黑白相間的水平等寬矩形條紋數(shù)，稱為垂直分辨力。例如若能夠分辨600行，即稱垂直分辨力為600TVL。(2)水平分辨力：整個(gè)畫面上，沿水平方向所能分辨的像元數(shù)，稱為水平分辨力，習(xí)慣上用電視線（TVL）表示。4采用單位:lp/mm17、簡(jiǎn)述光電導(dǎo)攝像管的工作原理，指出光電導(dǎo)靶的特點(diǎn)答:1工作原理：光電導(dǎo)攝像管是利用內(nèi)光電效應(yīng)將輸入的光學(xué)輻射圖像變換為電信號(hào)的視像管。在視像管中，光電導(dǎo)靶面既作為光電變換器，又作為電信號(hào)存

28、儲(chǔ)與積累器。因此，這種攝像管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。組成視像管的主要部件是光電導(dǎo)靶、掃描電子槍、輸出信號(hào)電極和保持真空的管殼。光電導(dǎo)靶被設(shè)置在攝像管中透明輸入窗的內(nèi)表面上。在面對(duì)輸入窗的靶面上蒸鍍二氧化錫（Sn0）透明導(dǎo)電膜，由這一導(dǎo)電膜作為輸出信號(hào)電極。視像管靶在輸入光學(xué)圖像的作用下產(chǎn)生與像元照度相對(duì)應(yīng)的電荷（電位）圖像，通過掃描電子槍電子束對(duì)圖像順序掃描產(chǎn)生視頻信號(hào)輸出。2特點(diǎn)：1）硫化銻管：工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低，成品率高；2）氧化鉛管：暗電流很小，惰性低，靈敏度高，分辨力高，是理想的廣播電視級(jí)攝像管；3）硅靶管：壽命長(zhǎng)，光譜靈敏度高且范圍寬，分辨力低，暗電流大；4）硒化鎘管:極高的光電靈敏度，較低的暗電流

29、，寬光譜響應(yīng)，分辨力較高，惰性大。被認(rèn)為有前途;5）硒砷碲管:光譜響應(yīng)寬，暗電流低，分辨力高，價(jià)格低于氧化鉛。被認(rèn)為有競(jìng)爭(zhēng)力；6）硫化鋅鎘管:光電靈敏度非常高，適于在低照度下工作。18什么叫熱釋電效應(yīng)？試敘述之。答:熱釋電效應(yīng)是少數(shù)介電晶體所特有的一種性質(zhì)，這種效應(yīng)可表述為:晶體在沒有外加電場(chǎng)和應(yīng)力的情況下，它具有自發(fā)的或永久的極化強(qiáng)度，且這種電極化強(qiáng)度隨晶體本身溫度的變化而變化。當(dāng)溫度降低時(shí)電極化強(qiáng)度升高，當(dāng)溫度升高時(shí)電極化強(qiáng)度降低。使電極化強(qiáng)度降低到零時(shí)的溫度稱為居里溫度。具有熱釋電效應(yīng)的晶體在固體物理學(xué)中稱之為鐵電體。20、什么叫CCD的轉(zhuǎn)移效率，怎樣計(jì)算？提高轉(zhuǎn)移效率有哪幾種方法？答:1CCD轉(zhuǎn)移效率：一次轉(zhuǎn)移后，到達(dá)下一個(gè)勢(shì)阱中的電荷與原來勢(shì)阱中的電荷之比。造成電荷轉(zhuǎn)移損失的主要因素有三個(gè):即轉(zhuǎn)移速度快慢、界面態(tài)俘獲和極間勢(shì)壘。2計(jì)算方法：h3提高轉(zhuǎn)移效率方法：1）電荷轉(zhuǎn)移速度：在時(shí)鐘脈沖較低時(shí)，損