攝象器件與顯象器ppt課件(已修改)
2025-01-29 17:49 本頁面
【正文】 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 器件 主要特性 調(diào)制特性與 電視系統(tǒng) 總傳輸特性 第 6講 攝像器件與顯像器件 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ⑴ .攝像 、 顯像器件是電視系統(tǒng) 發(fā)端與收端 的 2大關(guān)鍵 設(shè)備 。 ⑵ .在進行 電視掃描 的同時完成光電 、 電光轉(zhuǎn)換 。 ⑶ .攝像器件 是 電視系統(tǒng) 最的圖像來源 。 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ⑴ . 光電效應(yīng) 原理 ⑵ . 光導(dǎo)真空 攝像管 (3). 光敏固體 攝像器件 . 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 光敏 材料 ， 受 光激發(fā) 釋放出自由電子 類 型 電子運動方式 外光電效應(yīng) 逸出材料外部 （ 50年代 ） 內(nèi)光電效應(yīng) 材料內(nèi)部 . ⑴ .光電效應(yīng)原理 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 成像鏡頭 光導(dǎo)靶面 電子槍 聚焦裝置 偏轉(zhuǎn)裝置 輸 出 景物光像 對應(yīng)電像 電子束 像素尺寸 HV掃描 圖像信號 ⑵ .光導(dǎo)真空攝像管 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ① . 工作原理 ② . MOS結(jié)構(gòu) ③ . 面陣 CCD攝像器件 ④ . IT行間轉(zhuǎn)移方式 ⑤ . FT幀間轉(zhuǎn)移 方式 ⑥ . FIT幀行間轉(zhuǎn)移方式 . ⑶ .光敏固體攝像器件 CCD 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ? 攝像器件是決定電視系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵器件 ,目前所有電視攝像機的攝像器件都采用電荷耦合器件 (CCD,ChargeCoupledDevice)。 CCD器件是基于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的固體攝像器件 ,屬于 MOS(金屬 氧化物 半導(dǎo)體 )結(jié)構(gòu)。 ? CCD攝像器件是金屬 氧化物 半導(dǎo)體 (MOS)結(jié)構(gòu)的有序排列 ,具體說 ,就是以具有光敏特性的 P型(或 N型 )半導(dǎo)體硅為襯底 ,在其上面生長一層約 100mm厚的 Si02絕緣層 ,再在絕緣層上按一定排列方式沉積一組 (幾十萬個 )金屬鋁電極 ,每個金屬電極(稱為柵極）部分為一個 CCD單元 , 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ① .工作原理 * 硅光敏 材料 * MOS結(jié)構(gòu) * 光像 注入 電荷 * 時鐘脈沖 驅(qū)動 * 信號 有序 取出 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 光的照射方法有兩種 :正面入射 (從電極面入射 )和背面入射 (從襯底面入射 ),背 面入射的光效率高于正面入射。 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 金屬 氧化物 半導(dǎo)體 硅光敏材料 電極 絕緣層 載流子 景物光像 正電壓 電 勢 移空 形成電子勢阱 注入 電荷 . ② .CCD器件 MOS結(jié)構(gòu) +++++++++++++ +++++++++++++++ 光 －＋ －＋ －＋ －＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋電 荷包 電 荷耗 盡區(qū) （ 勢阱 ） 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 信號輸出采用轉(zhuǎn)移電荷包的方法，為了轉(zhuǎn)移電荷包需要增加用于轉(zhuǎn)移的電極 ,在轉(zhuǎn)移電荷時通過加深轉(zhuǎn)移電極的勢阱深度 ,使電荷向相鄰的轉(zhuǎn)移電極轉(zhuǎn)移 ,如圖 (a)所示。在電荷積累期間 ,積累申荷電極 2V2為高電位 ,轉(zhuǎn)移用電極 lV1為零電位 ,電荷儲存在電極 2下面 :在電荷轉(zhuǎn)移期間 ,如圖 (b)所示 ,電極 2的電位逐漸下降到零電位，而電極 1的電位逐漸上升到高電位。電極 2儲存的電荷全部轉(zhuǎn)移到電極 1的下面。這就是電荷轉(zhuǎn)移的基本原理。 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ③ . 面陣 CCD攝像器件 像素 / 勢阱 矩陣 H V H V 信號電荷 積累 與 光強 和 時間 正比 時鐘脈沖 信號電荷 輸出 ， 有序讀出 電荷轉(zhuǎn)移 方式 IT、 FT和 FIT 三種 。 . 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ④ . IT行間轉(zhuǎn)移方式 感光單元矩陣 + 垂直位移寄存器 + 水平位移寄存器 場正程： 1場像素 注入電荷 場逆程 ： 1場電荷 移入 垂直 位移寄存器 行正程： 輸出 1行信號 電荷 行逆程： 下移 1行信號 電荷 . 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ⑤ . FT幀間轉(zhuǎn)移方式 感光單元矩陣 + 存儲單元矩陣 + 讀出寄存器 場正程： 1場像素 注入電荷 場逆程 ： 1場電荷 移入 場存儲 單元矩陣 ， 下移 312行 。 行正程： 輸出 1行信號 電荷 行逆程： 下移 1行信號 電荷 . 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 ⑥ . FIT幀行間轉(zhuǎn)移方式 感光單元矩陣 +垂直位移寄存器 + 存儲單元矩陣 + 水平位移寄存器 場正程： 1場像素 注入電荷 場逆程 ： 1場電荷 先移入 垂直位移寄存器 ， 再移入 存儲單元矩陣 行正程： 輸出 1行信號 電荷 行逆程： 下移 1行信號 電荷 . 蘇州科技大學(xué)傳媒與視覺藝術(shù)學(xué)院 電荷轉(zhuǎn)移方式比較 轉(zhuǎn)移方式
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