光电成像系统
• 电荷耦合摄像器件(CCD器件)
光源 光
光
信
信
号
号
光
信
信
信
号
号
号
物体 (信号源)
传输介质
光学系统 (信号分析器)Βιβλιοθήκη 光电摄像器件 (信号变换器)
显示器
人眼
背
背
噪
噪
景
景
声
声
噪
噪
声
声
光电成像系统的基本组成
电荷耦合器件的基本结构 演示
构成CCD的基本单元是 MOS(金属-氧化物-半导 体)电容器
(a)单沟道传输结构
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
(1) 线阵CCD
线阵CCD分为双沟道传输与单沟道传输两种结构，两种结构的工作原理相仿，但 性能略有差别。
双沟道传输结构光敏单元在中间，其奇偶单元的信号电荷分别传送到上、下两列 移位寄存器后串行输出，最后合二为一，恢复信号电荷的原有顺序。这种方案的优点 是光敏单元有较高的封装密度，转移次数减少一半，可提高转移效率，改善图像传感 器性能。
(b)双沟道传输结构
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
(1) 线阵CCD
OD 3
OS 1 DOS 2
信号 输出 缓冲级
补偿 输出 缓冲级
D13 D14 D62 D63 S1 S2 S3 S2158 S2159 S2160 D64 D73 D74
F1
F2
6
19
CCD移位寄存器 2 转移栅 2
D15 ...
(2) 电荷存储
1. 电荷耦合器件的基本原理
表面势 势阱
1. 电荷耦合器件的基本原理
(2) 电荷存储
演示
势阱的功能：存储信号电荷 暗电流 电荷耦合器件必须工作在瞬态和深度耗尽状态，才能存储电荷。
1. 电荷耦合器件的基本原理
(3) 电荷转移 完成电荷转移的CCD主要有两类结构形式：三相CCD结构和两相CCD结构 典型的三相CCD结构,三相CCD是由每三个栅为一组的间隔紧密的MOS结构组
将CCD电荷存储、电荷转移的概念与半导体的光电性质相结合，导致了CCD 摄像器件的出现。
电荷耦合器件有多种分类方法： 按结构分线阵CCD和面阵CCD； 按光谱分为可见光CCD、红外CCD、X光CCD和紫外CCD。 可见光CCD又可分为黑白CCD、彩色CCD和微光CCD
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
成的阵列。每相隔两个栅的栅电极连接到同一驱动信号上，亦称时钟脉冲； 三相时钟脉冲的波形
1. 电荷耦合器件的基本原理
(3) 电荷转移
三相CCD结构及电荷转移
演示
在t1时刻，1高电位， 2 、3低电位。此时1电极下的表面势最大，势 阱最深。假设此时己有信号电荷（电子）注入．则电荷就被存储在1电极下的 势阱中。
演示
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
(2) 面阵CCD
演示
帧转移结构由三部对组成；光敏区、 存储区、水平读出区。这三部分都是CCD结 构，在存储区及水平区上面均由铝层涵盖， 以实现光屏蔽；光敏区与存储区CCD的列数 及位数均相同，而且每一列是相互衔接的。 不同之处是光敏区面积略大于存储区，当 光积分时间到后．时钟A与B均以同一速度 快速驱动．将光敏区的一场信息转移到存 储区。然后，光敏区重新开始另一场的积 分；时钟A停止驱动，一相停在高电平，另 一相停在低电平。同时，转移到存储区的 光信号逐行向水平CCD转移，再由水平CCD 快速读出。光信号由存储区到水平CCD的转 移过程与行间转移面阵CCD相同。
(1) 线阵CCD
演示
线阵CCD分为双沟道传输与单沟道传输两种结构，两种结构的工作原理相仿，但 性能略有差别。
单沟道传输用于低位数CCD传感器。它的光敏单元与CCD移位寄存器SR分开，用转 移栅控制光生信号电荷向移位寄存器转移，转移栅关闭时，光敏单元势阱收集光信号 电荷，经过一定的积分时间，形成与空间分布的光强信号对应的信号电荷图形。积分 周期结束时，转移栅打开，各光敏单元收集的信号电荷并行地转移到CCD移位寄存器 SR的响应单元内。转移栅关闭后，光敏单元开始对下一行图像信号进行积分。而已转 移到移位寄存器的上一行信号电荷，通过移位寄存器串行输出，如此重复上述过程。
.... 光电 .... 二极管
...
转移栅 1 CCD 移位寄存器 1
21 SH
22 SS
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
(2) 面阵CCD
常见的面阵CCD摄像器件有两种：行间转移结构与帧转移结构。
行间转移结构采用光敏区与转移 区相间排列方式，相当于将若干个单 沟道传输的线阵CCD图像传感器按垂 直方向并排，再在垂直阵列的尽头设 置一条水平CCD，水平CCD的每一位与 垂直列CCD一一对应、相互衔接。在 器件工作时，每当水平CCD驱动一行 信息读完，就进入行消隐，在行消隐 期间，垂直CCD向上传输一次，即向 水平CCD转移一行信号电荷，然后， 水平CCD又开始新的一行信号读出， 以此循环，直至将整个一场信号读完， 进入场消隐。在场消隐期间，又将新 的一场光信号电荷从光敏区转移到各 自对应的垂直CCD中。然后，又开始 新一场信号的逐行读出。
所谓“浮置扩散”’是指在p型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小块的n区域， 当扩散区不被偏置，即处于浮置状态工作时，称作“浮置扩散区”。
1. 电荷耦合器件的基本原理
(4) 电荷检测
电荷包输出过程： t1时刻 t2时刻
FD区电位变化量：V A
QFD C
t3时刻
t4时刻
t5时刻
2. 电荷耦合摄像器件的工作原理
在t2时刻……
在t3时刻……
在t4时刻……
1. 电荷耦合器件的基本原理
(3) 电荷转移
两相CCD结构及电荷转移
图示为“阶梯氧化层”两相结构。每一相电极下的绝缘层为阶梯状，由此 形成的势阱也为阶梯状。
在t1时刻……
在t2时刻……
表面沟道器件，SCCD(Surface Channel CCD) 体内沟道器件，BCCD(Bulk or Buried Channel CCD)
在t3时刻……
两相时钟波形
电荷包的转移过程
1. 电荷耦合器件的基本原理
(4) 电荷检测
电荷输出结构有多种形式，如“电流输出”结构、“浮置扩散输出”结构 及“浮置栅输出”结构。其中“浮置扩散输出”结构应用最广泛。
“浮置扩散输出”原理结构: 输出结构包括输出栅OG、浮置扩散区FD、复 位栅R、复位漏RD以及输出场效应管T等。
电荷耦合器件（CCD）与其他器件相比，最突出的特点是以电荷为信号。 CCD的基本功能是电荷的存储和转移，CCD的工作过程就是电荷的产生、存储、 传输和检测的过程。
(1) 电荷产生
1. 电荷耦合器件的基本原理
光辐射
(2) 电荷存储
1. 电荷耦合器件的基本原理
构成CCD的基本单元是MOS电容器，MOS电容器能够存储电荷。 表面势 耗尽层 开启电压 深度耗尽状态
光电成像原理
§2 光电成像原理一、光电成像系统的基本结构1. 光机扫描方式串联扫描 并联扫描 串并联混合扫描2. 电子束扫描方式3. 固体自扫描方式上述的分类方法不是绝对的，有的光电成像系统是不同扫描方式的结合。
从目前情况看，光机扫描及固体自扫描方式的光电成像系统占主导地位。
二、光电成像系统的基本技术参数1. 光学系统的通光口径D 和焦距f /2. 瞬时视场角α、β3. 观察视场角W H 、W V4. 帧时T f 和帧速∙F5. 扫描效率ηf fovT T =η6. 滞留时间d τ对光机扫描系统而言，物空间一点扫过单元探测器所经历的时间称为滞留时间d τ，探测器在观察视场中对应的分辨单元数为：αβVH W W n =由d τ的定义，有:∙==F W W n T V H f d αβηητ光电成像系统的综合性能参数是在以上各基本技术参数的基础上作进一步的综合分析得出的。
§3 红外成像光学系统红外成像光学系统应满足以下几方面的基本要求：物像共轭位置、成像放大率、一定的成像范围，以及在像平面上有一定的光能量和反映物体细节的能力（即分辨率）。
一、理想光学系统模型牛顿公式：f f x x //=，///f x x f y y -=-==β 高斯公式：//111f l l=-，l l /=β 二、光学系统中的光阑1. 孔径光阑2. 视场光阑3. 渐晕光阑4. 消杂光光阑三、红外成像光学系统的主要参数1. 焦距f ′决定光学系统的轴向尺寸，f ′越大，所成的像越大，光学系统一般也越大。
2. 相对孔径D/f ′相对孔径定义为光学系统的入瞳直径D 与焦距f ′之比，相对孔径的倒数叫F 数，D f F /=数。
相对孔径决定红外成像光学系统的衍射分辨率及像面上的辐照度。
衍射分辨率:///22.183.3fD D f λλπσ=⋅= 像面中心处的辐照度计算公式为：22//2/sin n n U L K E ⋅⋅=π 3. 视场四、光学系统的像差光学系统近轴区具有理想光学系统的性质，光学系统近轴区的成像被认为是理想像。
第19讲光电成像系统
QFD VA C
1.7
QFD：信号电荷包的大小 C : 是与FD区有关的总电容 ， 包括输出管T的输入电容 和分布电容, C很小。
浮臵栅CCD放大输出信号的特点：
• • • 信号电压是在浮臵电平基础上的负电压； 每个电荷包的输出占有一定的时间长度T0； 在输出信号中叠加有复位期间的高电平脉冲。
1 2
蒸发方向
采用离子注入技术，在电极下面不对称位臵注入势垒区，可 达到定向转移电荷，防止电荷倒流的目的。 • 与三相结构相比，优点是简化电路，同时钟频率下，信号 电荷转移一次所需时间较短。 • 不足之处是单元所容纳电荷量较小，有效势阱深度较小。
表面沟道器件的特点：
工艺简单，动态范围大，但信号电荷的转移受表面态的影响， 转移速度和转移效率低，工作频率一般在10MHz以下。解决 方法，采用“胖零（fat zero）”工作模式（背景电荷填充表 面态）。
1、电荷耦合器件的基本原理
（1） CCD的基本结构包括：转移电极结构、转移沟 道结构、信号输入结构、信号输出结构、信号检测 结构。构成CCD的基本单元是MOS电容。
在P型或N型单晶硅的衬底上用氧 化的办法生成一层厚度约为100～ 150nm的SiO2绝缘层，再在SiO2表 面按一定层次蒸镀一金属电极或 多晶硅电极，在衬底和电极间加 上一个偏臵电压（栅极电压）， 即形成了一个MOS电容器（如图 所示）
（4）电荷检测（输出） 电荷输出结构有多种形式，如电流输出结构、浮臵 栅输出结构、浮臵扩散输出结构等。
OG：输出栅; FD：浮臵扩散区 ; R:复位栅 ; RD:复位漏; T:输出场效应管。
浮臵栅是指在P型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小块的 n+区域，当扩散区不被偏臵，其处于浮臵状态。
机载光电成像系统技术研究
机载光电成像系统技术研究机载光电成像系统是一种以机载设备为载体，利用光学和电子技术对地面目标进行高精度成像和测量的技术系统。
该技术是军事、民用等领域进行侦察、监测、测绘、战术指挥等方面不可缺少的技术手段之一。
本文将从成像机理、系统组成、发展历程等方面分析机载光电成像系统的技术。
一、成像机理机载光电成像系统以光学技术为基础，利用材料的反射、折射、透过等性质，捕获目标的光线信息，通过成像平面转换为电信号，最终显示出总体的成像效果。
成像机理包括光学传递、光电转换、图像处理等过程。
光学传递是机载光电成像系统中的重要环节，通过光学组件将光线沿着预期的传输路径传递到成像平面。
光学组件包括镜头、稳像器等，能够有效拍摄到清晰的目标图像。
光电转换是光学图像转化为电子信号的过程，通过感光材料、变换器等将光学信号转化为电子信号，并存储或传输到计算机进行后续处理和分析。
图像处理是将成像信号处理为最终的图像结果，通过数学分析、滤波技术、图像增强等手段对信号进行处理，得到更加清晰、准确的目标图像。
二、系统组成机载光电成像系统的组成包括光学部分、电子部分、稳像部分等，下面主要分别介绍各部分的作用和特点。
光学部分是机载光电成像系统中起到抓取目标光线信息的部分，主要包括镜头、偏振片、滤波器等。
其中镜头是关键组件，直接影响成像效果，常用的镜头有定焦镜、变焦镜等。
电子部分主要用来将捕获的光线信息转化为电信号，常用的电子部件包括感光器件、A/D转换器、SDRAM等，完成光电转换和信号存储等功能。
其中，CCD和CMOS成像器件是机载光电成像系统中经常用到的两种感光器件，两种器件对成像质量和实时性能都有较好的表现。
稳像部分是机载光电成像系统中确保成像平稳稳定的重要部分，通常采用陀螺仪或电控陀螺等技术，能够有效消除机载振动、气流流动等因素对成像质量的影响。
三、发展历程机载光电成像系统技术的发展可追溯到上世纪70年代初期，当时诞生了以U-2飞机和KH-4型卫星镜头为代表的高空大范围监听系统。
光电成像原理与技术 第八章 电视型光电成像系统与特性分析
光电成像原理
§8.1 电视系统的组成与工作原理
复合同步信号： 复合同步信号： 接收端接收到全电视信号，先设法将复合同步信号分离， 接收端接收到全电视信号，先设法将复合同步信号分离， 然后将行同步、场同步信号分离。 然后将行同步、场同步信号分离。 由于行同步、场同步的脉冲宽度相差很大（ 由于行同步、场同步的脉冲宽度相差很大（约45倍）， 倍 所以可以用简单的微分电路和积分电路将它们分开。 所以可以用简单的微分电路和积分电路将它们分开。 另外， 另外，为了使场同步期间不会失去行同步脉冲而造成每 场行同步混乱，可在场同步开槽 开槽的上升沿（槽后沿） 开槽； 场行同步混乱，可在场同步开槽；开槽的上升沿（槽后沿） 正好处在原来应该在此出现同步脉冲上升沿（前沿）的位置。 正好处在原来应该在此出现同步脉冲上升沿（前沿）的位置。 开槽方式：在奇数场的场同步脉冲上开2个 开槽方式：在奇数场的场同步脉冲上开 个、在偶数场 的场同步脉冲上开3个宽度均为4.7µs的槽，槽的后沿应在原 的槽， 的场同步脉冲上开 个宽度均为 的槽 行同步脉冲上升沿的位置。采用微分电路， 行同步脉冲上升沿的位置。采用微分电路，在场同步开槽的 后沿(上升沿 位置处就获得了相应的行同步尖脉冲。 上升沿)位置处就获得了相应的行同步尖脉冲 后沿 上升沿 位置处就获得了相应的行同步尖脉冲。
图像信号的传输原理： 图像信号的传输原理： 发送端： 发送端：需要传送的光学图像作用于一个由许多 独立的光电元件组成的光电板上， 独立的光电元件组成的光电板上，形成与光学图像亮 度分布一一对应的电子图像； 度分布一一对应的电子图像； 接收端：具有相同数目的发光元件组成发光板， 接收端：具有相同数目的发光元件组成发光板， 当传送通道由开关S1依次接通A、B、C时，S2开关 当传送通道由开关 依次接通 、 、 时 也依次接通；像素1、 、 也依次接通；像素 、2、 3传送到接收端并显示 传送到接收端并显示 在发光板上； 在发光板上；再依次 传送后续像素到接收端 并显示在相应位置上。 并显示在相应位置上。
即采用光注入CCD
（3）、电荷转移
CCD的转移电极相数有二相、三相、四相等。对 于单层金属化电极结构，为了保证电荷的定向转移， 至少需要三相。这里以三相表面沟道CCD为例。 表面沟道器件，即 SCCD（Surface Channel CCD）——转移沟道在界面的CCD器件。
13
表面沟道器件的特点：
工艺简单，动态范围大，但信号
浮置 栅CCD放大输出信号的特点是：信号
电压是在浮置电平基础上的负电压；每个电荷
包的输出占有一定的时间长度T；在输出信号
中叠加有复位期间的高电平脉冲。
对CCD的输出信号进行处理时，较多地采 用了取样技术，以去除浮置电平、复位高脉冲 及抑制噪声。
20
2、电荷耦合摄像器件的工作原理
CCD的电荷存储、转移的概念 + 半导体的 光电性质——CCD摄像器件
电荷耦合器件（CCD）特点——以
电荷作为信号。
CCD 的基本功能 —— 电荷存储和
电荷转移。
CCD工作过程——信号电荷的产
生、存储、传输和检测的过程。
9ห้องสมุดไป่ตู้
1、电荷耦合器件的基本原理 （1）、 CCD的基本结构包括：转移电
极结构、转移沟道结构、信号输入结构、 信号输出结构、信号检测结构。构成
CCD的基本单元是MOS电容。
电荷的转移受表面态的影响，转移速 度和转移效率底，工作频率一般在
10MHz以下。
14
体内沟道（或埋沟道CCD）：
BCCD（Bulk or Buried Channel CCD）— —用离子注入方法改变转移沟道的结构，从而
使势能极小值脱离界面而进入衬底内部，形成
体内的转移沟道，避免了表面态的影响，使得
光电子技术学课件之十五：
光电成像系统复习
光电成像系统基础理论第一章：1. 人眼视觉性能的局限性；(1) 灵敏度的限制：光线很差时人的视觉能力很差；(2) 分辨力的限制：没有足够的视角和对比度就难以辨识；(3) 时间上的限制：变化过去的影像无法存留在视觉上；(4) 空间上的限制：离开的空间人眼将无法观察；(5) 光谱上的限制：人眼局限于电磁波的可见光区；因此，眼睛的直观视觉只能有条件地提供图像信息，为了突破人眼的限制催生了光电成像技术这门学科。
扩展视见光谱范围、视见灵敏度和时空限制。
2. 光电成像系统的分类以及各自的工作方式；(1)直视型光电成像系统工作方式：①通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像；②由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增；③经过增强的电子图像轰击荧光屏，激发荧光屏产生可见光图像。
(2)电视型光电成像系统工作方式：①接收二维的光学图像或热图像，②利用光敏面的光电效应或热电效应将其转换为二维电荷图像并进行适当时间的存储，③然后通过电子束扫描或电荷耦合转移等方式,输出一维时间的视频信号。
3. 变像管与像增强器的异同。
变像管：接受非可见辐射图像的直视型光电成像器件：红外变像管、紫外变像管和X射线变像管等。
共同特点：入射图像的光谱和出射图像的光谱完全不同，输出图像的光谱是可见光。
像增强器：接受微弱可见光图像的直视型光电成像器件：级联式像增强器、带微通道板的像增强器、负电子亲和势光阴极的像增强器等。
共同特点：输入的光学图像极其微弱，经器件内电子图像的能量增强和数量倍增后通过荧光屏输出可见光学图像。
第二章：1. 绝对视觉阈、阈值对比度、光谱灵敏度；人眼的绝对视觉阈所谓人眼的绝对视觉阈，是在充分暗适应的状态下，全黑视场中，人眼感觉到的最小光刺激值(用照度表示，单位lx)，在10-9数量级。
人眼的阈值对比度阈值对比度是指在一定背景下把目标鉴别出来所必须的目标在背景中的衬度(对比度C)。
C的倒数成为反衬灵敏度。
光电项目知识点总结
光电项目知识点总结光电项目是指利用光电子技术，应用在各个领域中，如通信、能源、医疗、军事等。
光电领域的发展日新月异，新的技术不断涌现，因此对于从事光电项目的工程师和技术人员来说，了解光电项目的知识点显得十分重要。
本文将就光电项目的相关知识点进行总结，包括基础知识、光电器件、光电系统、光电材料、光电成像、光电测量、光电通信等方面，全面系统地介绍光电项目的知识点。
一、基础知识在进行光电项目的相关工作之前，需要了解一些基础知识。
这些基础知识包括光学基础知识、电子学基础知识、材料科学基础知识等。
只有掌握了这些基础知识，才能更好地理解和应用光电项目的技术。
1. 光学基础知识光学是研究光的传播、反射、折射、散射、干涉、衍射以及光和物质相互作用的一门学科。
光学的基础知识包括光的波动理论、光的几何光学、光的偏振、光的干涉和衍射等。
光学原理对于光电项目至关重要，因为很多光电器件和系统都是基于光学原理设计和制造的。
2. 电子学基础知识电子学是研究电子器件、电路和系统的学科。
在光电项目中，无论是光电器件还是光电系统，都离不开电子学的基础知识。
电子学的基础知识包括电子器件的工作原理、电路的设计与分析、电子系统的调试与维护等。
3. 材料科学基础知识材料科学是研究材料的结构、性能、制备和应用的学科。
在光电项目中，材料的选择和应用至关重要。
材料科学的基础知识包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的分析与测试等。
二、光电器件光电器件是将光能转化为电能或者将电能转化为光能的器件。
光电器件是光电项目中的核心部件，其种类繁多，包括光电二极管、光电晶体管、光电变换器等。
下面将介绍一些常见的光电器件。
1. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的器件。
光电二极管的工作原理是利用光照射在PN结上产生光生载流子，从而改变PN结的导电特性，最终产生电信号。
光电二极管在光电通信、光电测量等领域有着广泛的应用。
2. 光电晶体管光电晶体管是一种能够将光信号放大的器件。
光电成像系统的设计与性能分析
光电成像系统的设计与性能分析第一章：引言光电成像系统是现代科技领域中的一个重要研究方向。
它是一种将光学和电子技术相结合的系统，能够将光信号转化为电信号，从而实现图像的获取和处理。
光电成像系统的设计与性能分析对于图像的质量和应用领域的探索具有重要意义。
本文将对光电成像系统的设计原则和性能分析进行详细探讨。
第二章：光电成像系统的设计原则2.1 光电成像系统的基本元素光电成像系统主要由光学部分和电子部分组成。
光学部分包括光源、物体、透镜和光敏元件等，电子部分包括模拟电路和数字电路等。
为了保证光电成像系统的性能，必须合理选择和设计这些元素。
2.2 光电转换效率光电转换效率是评估光电成像系统性能的重要指标之一。
在设计过程中，需要选择合适的光敏元件，并优化光学系统，以提高光电转换效率。
此外，还可以通过选择高质量的透镜材料和增加透镜的直径，来提高光电转换效率。
2.3 噪声源分析与抑制噪声源是光电成像系统中的一个重要问题。
设计者需要对系统中的各个环节进行噪声源分析，并采取相应的抑制措施。
例如，可以使用低噪声的光敏元件和对噪声进行滤波处理，来降低噪声对图像质量的影响。
第三章：光电成像系统的性能分析3.1 分辨率分辨率是衡量光电成像系统性能的重要指标之一。
通过设计合适的光学系统和选择高性能的光敏元件，可以提高图像的分辨率。
同时，还可以采用图像处理技术对获得的图像进行后处理，来进一步提高分辨率。
3.2 灵敏度灵敏度是光电成像系统的另一个重要性能指标。
它反映了系统对光信号的响应能力。
在设计过程中，可以通过选择高灵敏度的光敏元件和增加光源的亮度，来提高系统的灵敏度。
3.3 動態範圍动态范围是指光电成像系统能够接受的光强范围。
在设计过程中，需要选择合适的光电元件和电路，以扩展光电成像系统的动态范围。
3.4 信噪比信噪比是光电成像系统的一个关键性能指标。
它可以通过信号处理和噪声抑制策略来提高。
在设计过程中，需要合理选择信号处理算法和噪声抑制技术，以最大程度地提高信噪比。
光电成像技术
二、光电成像系统的原理
转移型面阵CCD虽然有效光面积大， 转移速度快，转移效率高等特点，但电 路比较复杂，因此它的应用范围受到限 制。
二、光电成像系统的原理
面阵CMOS成像器，它可以做成彩色也可 以做成黑白，特点是：像素尺寸小，填充因子 大，光谱响应范围宽，量子效率高等等
总结
面阵CCD：有效光敏面积大，光度灵敏度高， 转移速度快，转移效率高等特点，但电路比较复杂
CMOS：与CCD相比在光度灵敏度上较差，但 在功能、功耗、尺寸和价格等方面要优于CCD
面阵CCD、CMOS图像传感器：用光敏单元进描方式：基于电子束摄像管的电子束按从左到右、从上 到下的扫描方式进行扫描
行扫描
场 扫 描
二、光电成像系统的原理
显像部分的原理
扫描：将被分割后的电气图像转换成一维时序信号
不同的图像传感器有各自的扫描方式，例如： 真空摄像管：采用电子束扫描方式输出一维时序信号
二、光电成像系统的原理
然后光首过把电先光视成，电频像光成信系电像号统器部传分件分给为把处显两景理像个物后部部所，分分反成，，射为经光或视过电发频处成射信理像的号后部光输就分信出把和号景显收物像集图部，像分经再现
二、光电成像系统的原理
光学成像部分的原理
二、光电成像系统的原理
上面展示的图片都有一个共同点
像素阵列是整个输出放大电路的核心部分
二、光电成像系统的原理
X当、光Y信向号移到位达寄像存敏器方是阵存时储，方方阵阵中会的产每生一电个信像号敏，单这元个在电X、信Y号方经向过 上放各大自器的，地输址送值 到。调整电路
二、光电成像系统的原理
光电成像原理
球差
球差可以定义为焦距随孔径的偏移。在透镜中远轴光线要比近 轴光线折射得更厉害。
彗差
当透镜对一个轴外物点成像时，若在近轴像面上得到的不是一个 像点，而是彗星形的光斑，则称该透镜对给定物点成像有彗差。
像散
轴外物点成像时还出现另一种像差，这时通过透镜倾斜入射的光 束不能产生一个像点，而出现两条相隔一定距离并相互垂直的像 线。这种像差就称为斜光束的像散。形成竖直线的平面称为子午 平面，形成水平线的平面称为弧失平面
• 衍射分辨率
3.83 f / 1.22
D
D/ f /
• 像面中心处的辐照度
E/
KL sin 2
U/
n/2
n2
四、光学系统的像差
• 光学系统近轴区具有理想光学系统的性质，光学 系统近轴区的成像被认为是理想像
• 实际光学系统所成的像和近轴区所成的像的差异 即为像差 。
• 单色像差：球差、彗差、像散、场曲、畸变 • 色差：轴向色差、倍率色差
• 视场光阑
安置在物平面或者像平面上限制成像范围的光阑， 称为视场光阑，它是决定物平面上或物空间中成像范 围的光阑，即是限制视场范围大小的光阑。
• 渐晕光阑
在光线系统中，除孔径光阑在物空间所成的像外，还 会有其他不少光阑在物空间成像，这样就会使本来可以通 过入瞳的轴外物点的光束被遮掉一部分，使轴外点的成像 光束小于轴上点的成像光束，从而使像面边缘的辐照度有 所下降。这种由轴外点发出充满入瞳的光束中部分光线被 其他光阑所遮拦的现象，称为轴外点光束的渐晕。
d
Tf
n
WH WV
•
F
§3 红外成像光学系统
普通的风景照，颜色跟我们肉眼所见没什么区别
红外摄影图片，在红外摄影图片中红外线才是其可见光。其中