光电成像系统的分类
光电成像光学系统的组成。
难点：CCD的结构和工作原理、调制传递函数 的分析。
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§0 光电成像概述
一、光电成像系统的分类：
按照光电成像系统对应的光波长范围，光 电成像系统可以分为：可见光、紫外光、红外
光、 X光光电成像系统。
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二、光电成像系统要研究的问题
光电成像涉及到一系列复杂的信号传递过 程。有四个方面的问题需要研究： 能量方面——物体、光学系统和接收器的光度 学、辐射度学性质，解决能否探测到目标的问 题
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固体摄像器件主要有三大类： 电荷耦合器件（Charge Coupled Device，即 CCD） 互补金属氧化物半导体图像传感器（即 CMOS） 电荷注入器件（Charge Injenction Device， 即CID） 目前，前两种用得较多，我们这里只分析 CCD一种。
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一、电荷耦合摄像器件
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。
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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。
光 信 号 光电摄像器件 (信号变换器) 背 景 噪 声
信 号 显示器 噪 声
信 号 人眼 噪 声
物体 (信号源)
其中光电成（摄）像器件是光电成像系 统的核心。
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§1 固体摄像器件
固体摄像器件的功能：把入射到传感器光 敏面上按空间分布的光强信息（可见光、 红外辐射等），转换为按时序串行输出的 电信号—— 视频信号。其视频信号能再现 入射的光辐射图像。
光电子技术学课件之十五：
——第五章光电成像系统 （1） §1 固体摄像器件
制作者： 赣南师范学院物理与电子信息学院： 王形华
1
教学目的
1、掌握CCD的结构和工作原理、光电 成像原理、光电成像光学系统； 2、了解微光像增强器件和纤维光学成 像原理。
教学重点与难点
重点：CCD的结构和工作原理、光电成像原理、
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一系列彼此非常接近的MOS电容用同一半导 体衬底制成，衬底可以是P型或N型材料，上面生 长均匀、连续的氧化层，在氧化层表面排列互相 绝缘而且距离极小的金属化电极（栅极）。
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（2）、电荷存储
以衬底为P型硅构成的MOS电容为为例。
当在金属电极加上一个正阶梯电压时，在Si-SiO2界 面处的电势发生变化，附近的P型硅中的多数载流子-空 穴被排斥，形成耗尽层。如果栅极电压超过MOS晶体管 的开启电压，则在Si-SiO2界 面处形成深度尽状态，电子 在那里势能较低-形成了一个 势阱。如有信号电子，将聚 集在表面，实现电荷的存储。 此时耗尽层变薄。势阱的深 浅决定存储电荷能力的大小。
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。
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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
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（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。
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表面沟道器件的特点：
工艺简单，动态范围大，但信号
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电荷包的输出过程：VOG为一定值的正电 压，在OG电极下形成耗尽层，使Φ3与FD之间 建立导电沟道。在Φ3高电位期间，电荷包存 储在Φ3电极下面。随复位栅R加正复位脉冲 ΦR ，使FD 区与RD区沟通。因V RD为正十几 伏的直流偏置电压，则FD区的电荷被RD区抽 走。复位正脉冲过去后， FD 区与RD区呈夹 断状态， FD 区具有一定的浮置。之后Φ3转变 为底电位， Φ3电极下面的电荷包通过OG下的 沟道转移到FD 区。 19
成像特性 —— 能分辨的光信号在空间和时间 方面的细致程度，对多光谱成像还包括它的 光谱分辨率
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噪声方面 ——决定接收到的信号不稳定的程度 或可靠性
信息传递速率方面—— 成像特性、噪声信息
传递问题，决定能被传递的信息量大小
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三、光电成像系统基本组成的框图
光源
光 信 号 传输介质
光 信 号 光学系统 (信号分析器) 背 景 噪 声
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。
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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
光注入的方式常见的有：正面照射和背面照射方式。
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（5）、电荷检测 （输出）
CCD输出结构是将CCD传输和处理的信号 电荷变换为电流或电压输出。
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、浮置栅输出结构等。
浮置栅输出结构应用最广。
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OG：输出栅，FD：浮置扩散区，R:复位栅，RD: 复位漏,T:输出场效应管。 浮置栅是指在P型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小 块的n+区域，当扩散区不被偏置，其处于浮置状态。
该种器件的转移效率高达99.999％以上，工作
频率可高达100MHz，且能做成大规模器件。
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入和光信号注 入两种，在光纤系统中， CCD接收的信号是由光纤 传来的光信号，即采用光注入CCD。 当光照到CCD时，在栅极附近的耗尽区吸收光子 产生电子-空穴对，在栅极电压的作用下，多数载流 子（空穴）流入衬底，少数载流子（电子）被收集 在势阱中，存储起来。这样能量高于半导体禁带的 光子，可以用来建立正比于光强的存储电荷。
通用光电成像测试系统分析
Ｅ ０ ＥＯ
１ 见光靶标设计依据 ） 可
对 电视系统来说 ． 电视系统分辨力主要考核水平 分辨 力和垂直分 准直 系统 是 光学 系 统检 测 、 校 、 校 的 重 要 检 测 仪 器 ． 利 用 光 装 标 是 要求可见光靶标设计通 常采用 １５ 年美 国空军标准靶标 ， ９１ 三条 学 方 法 把 靶 置 于 无 穷 远 处 的 镜 组 通 常分 为分 反射 式 和 透 射 式 常用 辨力 。 靶可以用来对聚焦状态和分辨率进行测试 三 条靶 的长： 间隔 比为 宽： 的 反射 式 准直 系 统 的 形 式 主 要 有 ：
对比， 最后 指 出了通 用 光 电 成像 测 试 系统 的 发 展 方 向 。
【 关键词 】 光电成像 测试 系统 ； 目标发 生器； 靶板 ； 台 转
０． 述 概 通用光 电成像测试 系统是光 电成像 系统测试 必不缺少 的设 备 ． 由 目标发生器 、 台、 转 数据采集分析 系统 组成 ， 在设计时需考虑 到不 同的 光 电成像系统 的测试需求 ， 在波段 、 场大小 、 视 指标测试项及 测试方法 等方面要进行充分论证后才能开展设计 和膜层 的限制 ， 通常只有在 单个波长 的情况下 才有实际应用 ． 而且红 外中波 、 波不能兼顾 长 反射型红 外准直系统 由于没有 色差 ．可 以适 用于近红外 至远红 外， 但存在一定 中心遮拦 ， 目前最 大的视场 只能做到 ４ ～ 。 只能满足 。５． 视 场 小 的光 电 产 品 光 学 系 统 测 试 的 需 求 对于大视 场的被测成像 系统来说 ． 口径小 ． 同时光学成像 上要求 畸变小 、 光学系 统无热化等 ． 带来 目标 模拟装置 中的准直系统在 设计 上需 采 用 如 下 措施 ： １ ） 采用 透射式设计 ， 以便增 大准直 系统 的视 场角 ， 同时采用 渐晕 片设 计技术来 消弱光学渐晕对成像质量带来的负面影响 ： ２采用多 片非球 面 、 ） 衍射面镜片设 计 ， 来消除光学系统 的像 差、 色 差等 ． 提 高 面 形 精 度 ： 来 ３ ） 在靶标 上镀铬金 属 ． 采用 靶标光刻 技术 ． 通过反 畸变来 降低光 学系统的畸变效应 ． 以提高成像质量 由光电产 品的通光 口径 、 探测器 面元 、 光学系统 焦距指标推算 出 测试 系统所需准直系统的技术指标 按照通用化原则 ． 直系统在设 准 计上要 兼顾 全波段的测试需求 ． 为了能够同时满足大视场被 测成像系 统的测 试需求 ． 利用转台来实现大视场的性能指标测试 ｂ靶标 ） 在各种成 像测试系统 中 ， 靶标是 非常重要 的组成部分 ． 它能够提 供不同 的几何形状 不 同形状的靶标对应 的测试 指标 项如表 ２所示 由于对应的测试项不 同． 靶标在尺寸设计上 的依据 也应不同 通常分 为可见光靶标 、 外靶标等 。 红 表 １ 不 同 形状 的 靶标 对 应 的测 试 指 标 项
光电成像原理复习指南(含答案)
复习指南注：答案差不多能在书上找到的都标注页数了，实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了，用红色和题干区分。
特此感为完善本文档所做出贡献的各位大哥。
(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书)1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。
(辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。
P2-4)答:辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。
[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系，通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制：当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力将显著降低。
对波长超过毫米量级的电磁波而言，用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。
因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。
目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。
除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外，用于成像的电磁波也存在一个短波限。
通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。
这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力，所以，宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。
2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5)答：[1]应用：(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9，CCD CMOS)答：[1]直视型：用于直接观察的仪器中，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，可直接显示输出图像，通常使用光电发射效应，也成像管.[2]电视型：于电视摄像和热成像系统中。
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。
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。
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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。
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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。
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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。
光电成像技术Chapter直视型光电成像系统与特性分析
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§6.2 夜视光电成像系统的主要部件和特性
b. 小的渐晕 斜光束照射时，渐晕导致像面〔光阴极〕边缘相对
于中心的照度会下降，光阴极上照度的不均匀将造成荧 光屏上图像亮度不均匀，边缘的像质变坏，尤其是低信 噪比的夜视微光系统。
c. 宽光谱范围的色差校正 不同种类的成像系统在不同的光谱范围进行校正色
➢有一定的照射范围，照明系统发出光束的散射角应与成
像系统的视场角根本一致，以保证系统观察目标所要求
的照明的同时，尽可能减少自身的暴露；
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§6.2 夜视光电成像系统的主要部件和特性
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2
§6.1 直视型光电成像系统的原理
一、直视型主动红外成像系统
直视型主动红外成像系统的主要部件：
红外照明光源、物镜、红外变像管/具有近红外 延伸的像增强器、目镜。发射→大气传输→反射→ 大气传输→接收→光电转换→图像增强→可见光图 像显示
直视型主动红外成像系统的主要应用：
公安、工业监测、医学、科学研究；另外，像管 的选通技术的开展促进了其在军事领域的重要应用， 比方巡航导弹的导航等。
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§6.2 夜视光电成像系统的主要部件和特性
(2) 成像物镜的根本类型 成像物镜有三类：折射系统、反射系统和折反射系统. a. 折射系统
折射物镜较易校正像差，可获得较大视场，结构简单，装调 方便。双高斯物镜、匹兹伐物镜，以及它们的改进型。
双高斯物镜：利用厚透镜校正像面弯 曲。应用于较大视场(40~50o)的场合
采用非球面光学和衍射光学元件(衍射光学与微电子 技术相互渗透，基于计算机辅助设计和微米级加工技术 制成的平面浮雕型光学器件)提高系统的成像性2能021/和11/减11 小 镜片数量与体积。微型化、1集4 成化
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
光电成像原理与技术----总复习
光电成像技术的实现途径及应用 射线与X射线成像技术 射线成像技术 X射线成像技术
紫外成像技术 真空型紫外成像技术 紫外变像管 固体型紫外成像技术 紫外探测器
微光夜视技术
微光像增强器技术 像增强器、ICCD等 BCCD、EBCCD、EMCCD
近红外成像技术
真空型近红外成像技术 红外变像管 固体型近红外成像技术 CCD、红外探测器
光电转换器件作为光学成像系统图像接收器，构成光电成像系统， 该系统所涉及的理论知识和技术问题。光电转换器件是系统的核心
光电成像技术已深入到人们日常生活、国民经济、国防建设的各 个领域，是人类文明和发展的基本需要。
光电成像原理, P4
光电成像技术的意义和作用
信息获取是信息传输、处理、显示和存储的前 提，是人类认识客观世界的首要步骤。人类感知 世界首先靠自己的感觉器官，眼睛具有对信息并 行处理功能，它所获得的信息占总获得信息量的 80%以上。
固体成像器件
CCD成像器件
➢ 光敏面阵列、电荷耦 合转移电路构成的集 成块
图 3 IPX－VGA210－L型摄像机
帧/场转移面阵CCD摄像器件
光电成像原理, P27
固体成像器件
CMOS成像器件
➢ 光敏面阵列、二维移位寄 存器构成的集成块
1 光敏元阵列
CMOS像敏元阵列结构 1-垂直移位寄存器；2-水平移位寄存器； 3-水平扫描开关；4-垂直扫描开关；5-像 敏元阵列；6-信号线；7-像敏元。
出刚离去的飞机、坦克和人等所留下的热痕轮廓
计算机图像处理软件改善图像质量，且系统大都设置视频输出，便于通 过电视观察、录象和与通用视频计算机接口系统的连接。
作
探
用
测
距
光电成像技术第六章直视型光电成像系统与
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1 夜视成像物镜
包沃斯-卡塞格伦系统
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1 夜视成像物镜
·包沃斯-卡塞格伦系统：
由于包沃斯系统的焦点在球面反射镜和校 正透镜中间，接收器造成中心挡光，为此 开展成包沃斯-卡塞格伦系统系统把校正 透镜的中心局部镀上铝或银等反射层作次 镜用，将焦点引到主反射镜之外。
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6.2.2 主动红外成像的照明系统
2.
红外滤光片是一种光学滤波器，主要滤除光源 辐射中的可见光成分。对红外滤光片的根本要求 是： 在红外波段光能损失应尽可能地小，而对其 他波段的辐射应尽量全部吸收或反射；光谱透射 比与光阴极光谱灵敏度曲线红外局部相匹配；热 稳定性好，防潮性和机械性能好，耐光源工作时
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1 夜视成像物镜
· 格里高里系统：
由抛物面主镜和椭球次镜组成。次镜 位于主镜焦距之外，椭球面的一个焦 点和抛物面主镜焦点重合，另一个焦 点为整个系统的焦点。系统对无穷远 轴上的点没有像差。
人们研究改进反射系统，把反射镜的
主镜和次镜都采用球面镜，而用参加
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施密特校正板工作原理 (a) 施密特校正板；(b) 改进的施密特校正板
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6.2.2 主动红外成像的照明系统
3.
(1)
白炽灯(包括普通、充气和卤钨白炽灯)是根
据热辐射原理制成，用电流加热灯丝使之到达
白炽而发光。白炽灯工作在白热状态，要求灯
丝材料有高熔点和低蒸发率。灯丝形状影响光
(单位为lm/W)。充气白炽灯比
真空白炽灯有更高的工作温度和发光效率，但
也只有10～20 lm/W，在～的近红外辐射光谱