【正文】 普通光導(dǎo)攝像管相同 ， 鍺面板是用單晶鍺制成的透紅外窗口 ， 涂有透 8～ 14μm波段的抗反射涂層； TGS靶是直徑為 2cm、 厚 15～ 20μm的薄圓片 ， 用熱釋電材料制成 ， 在靠近面板一側(cè)的表面有一層透明導(dǎo)電信號(hào)板 ，它通過(guò)靶環(huán)與外電路相連接 。 SdTI APdt?(8―1) 第 8章 特殊成像電視 2)熱釋電電視攝像機(jī)的工作原理 熱釋電視像管只對(duì)溫度的變化率敏感 ， 為了對(duì)靜止目標(biāo)成像 ， 必須將輸入信號(hào)調(diào)制 。 第 8章 特殊成像電視 3)熱釋電電視攝像機(jī)的主要技術(shù)性能 (1)最小可分辨溫差 (MRTD)。 兩者的差別僅僅在定義目標(biāo)的形狀上 。 3～ 5μm波段的透鏡 ， 用硅 、 鍺和三硫化二砷等材料制成 。 發(fā)生火災(zāi)時(shí) ， 消防人員用熱釋電電視攝像機(jī)可在濃煙和黑暗環(huán)境中 ， 尋找救護(hù)目標(biāo) ， 探測(cè)火源位置 。 混成式紅外焦平面的技術(shù)關(guān)鍵是解決光敏元和CCD器件間的互連問(wèn)題 ， 包括熱匹配和電接觸 。 目前 ， 焦平面陣列大多數(shù)采用背照射結(jié)構(gòu) 。在 CSD方式中 ， 在一個(gè)水平周期內(nèi) ， 只有水平方向并排的一組轉(zhuǎn)移柵開(kāi)啟；在一個(gè)垂直電荷轉(zhuǎn)移單元內(nèi) ，只讀出一個(gè)像元的信號(hào)；垂直電荷轉(zhuǎn)移單元尺寸可以做得很小 ， 因此像元尺寸相對(duì)較大 ， 增加了每個(gè)像元所占的探測(cè)器面積比 ， 從而提高了分辨率 。 然后加入水平 、 垂直消隱和同步脈沖 ， 復(fù)合成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào) ， 送至顯示器 。 Ｘ線能夠穿透物體 ， 穿透力除與波長(zhǎng)有關(guān)外 ,還與物質(zhì)密度有關(guān) 。 2. X線的產(chǎn)生 Ｘ線由Ｘ線源產(chǎn)生 ， Ｘ線源由Ｘ線管 、 變壓器和控制器三部分組成 ， 圖 8― 6是Ｘ線源示意圖 。Ｘ線電視系統(tǒng)要求Ｘ射線源必須是小焦點(diǎn)Ｘ線管 ， 最好用焦點(diǎn)面積只有 ～ 。 第 8章 特殊成像電視 3. X線機(jī)及其缺點(diǎn) 上述Ｘ線源配上Ｘ線熒光屏就構(gòu)成Ｘ線機(jī) 。 Ｘ線像增強(qiáng)器由Ｘ線像增強(qiáng)管 、 殼體和電源三部分組成 ， 如圖 8― 8所示 。 輸入屏的構(gòu)成如圖 8― 9(a)所示 ，由外至內(nèi)各層依次是鋁膜 、 熒光屏 、 透明層 、 光電陰極 ， 鋁膜作熒光反射體 ， 熒光屏的熒光物是碘化銫或硫化鋅鎘 ， 光電陰極為銻銫涂層 。 由于光纖技術(shù)的發(fā)展 ， 圖像增強(qiáng)管使用了光纖輸出面板 ， 它能與帶光纖面板的 CCD攝像機(jī)直接耦合 ，可以提高靈敏度 ， 降低Ｘ線劑量 。 通常先用大視野觀察 ， 對(duì)其不詳?shù)牟课辉儆眯∫曇坝^察 。 若為可變視野增強(qiáng)管 ， 則應(yīng)對(duì)各輸入視野進(jìn)行轉(zhuǎn)換系數(shù)測(cè)量 。測(cè)試時(shí)把透度計(jì)置于像增強(qiáng)器的輸入面上，增強(qiáng)管能檢測(cè)到的最淺盲孔深度值稱作增強(qiáng)管的對(duì)比靈敏度。 L L2距離應(yīng)盡量短 ， 以免產(chǎn)生光通量損失 ， 造成圖像亮度不均勻 ， 中間部分亮邊沿逐漸變暗 。 當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于電視攝像時(shí) ， 則用電機(jī)控制半反射鏡面旋轉(zhuǎn) ， 使大部分能量到達(dá)電視攝像機(jī) 。 第 8章 特殊成像電視 自動(dòng)亮度控制就是當(dāng)被檢測(cè)體對(duì)Ｘ線吸收量發(fā)生變化時(shí) ,變動(dòng)Ｘ線機(jī)產(chǎn)生的Ｘ線劑量 ， 以保證圖像增強(qiáng)器輸出屏亮度保持恒定 ， 最終使得監(jiān)視器熒光屏上的被檢測(cè)體圖像亮度保持恒定 。 在實(shí)際應(yīng)用時(shí) ， 還要考慮 Ｘ 線的硬度 。 第 8章 特殊成像電視 2) 定位機(jī) 對(duì)腫瘤患者進(jìn)行放療前必須對(duì)病灶準(zhǔn)確定位 ， 為此專門(mén)生產(chǎn)出一種模擬定位機(jī) ， 這種設(shè)備也必須配上 X線電視系統(tǒng) 。 微光電視的關(guān)鍵設(shè)備是微光攝像機(jī) 。 不同于非可見(jiàn)光電視和其他夜視手段 ， 它是一種被動(dòng)的 、 通過(guò)自身的增強(qiáng)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)夜視功能的手段 ， 利于保密 。 第 8章 特殊成像電視 微光像增強(qiáng)器 微光像增強(qiáng)器作為一種光增強(qiáng)器件 ， 能夠把較弱的輸入光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為相似的 、 比較明亮的光學(xué)圖像 。 按發(fā)展階段則分為：第一代級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)器 ， 第二代光纖面板陰極窗帶微通道板的像增強(qiáng)器 ，第二代半玻璃陰極窗帶微通道板的像增強(qiáng)器和第三代負(fù)電子親和勢(shì)光陰極像增強(qiáng)器 。 微光條件下使用的 CCD固體攝像器件往往還要采取下述措施 。 4) 背面光照 對(duì)于幀轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)可采用背面照射的方法提高靈敏度 。 EB― CCD在技術(shù)和工藝上比 CCD要困難一些，例如存在硅片的減薄，暗電流的增大，與CCD管座的焊接，靜電干擾，光陰極制作過(guò)程對(duì) CCD的劣化等問(wèn)題，但這些問(wèn)題都正在逐步得到克服。 (4)民用方面：如夜間攝像和天文觀測(cè)等方面 。 :17:1007:17:10March 27, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。 :17:1007:17Mar2327Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。 , March 27, 2023 ? 閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話。 2023年 3月 27日星期一 7時(shí) 17分 10秒 07:17:1027 March 2023 ? 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 。 2023年 3月 27日星期一 7時(shí) 17分 10秒 07:17:1027 March 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 , March 27, 2023 ? 雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。 海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中 ， 美 、 英等國(guó)的部隊(duì)擁有先進(jìn)的夜視設(shè)備 ， 采取夜間行動(dòng) ， 一直掌握著戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán) 。這樣可避開(kāi)表面對(duì)電荷的俘獲 ， 減少信息電荷的傳輸損失 ， 極限隨機(jī)噪聲得以大大降低 。 2) 慢掃描 當(dāng)暗電流被控制在極小的數(shù)值后 ， 可以采用慢掃描方式來(lái)積累信息以提高靈敏度 。 第 8章 特殊成像電視 圖 8―14 像增強(qiáng)器耦合 CCD示意圖 I C C DI2CCD 第 8章 特殊成像電視 像增強(qiáng)之間的耦合是通過(guò)它們的輸出光纖面板和輸入光纖面板直接進(jìn)行的 ,除了接合損失外還有光纖不對(duì)中所引起的損失，一般耦合效率在 25%左右。 微光像增強(qiáng)器本身也是一種直接觀察的夜視器件 。 例如 ,在煙 、 霧 、 雨 、 雪中 ， 微光電視所產(chǎn)生的圖像并不比人直接觀察或使用光學(xué)設(shè)備觀察的效果好 。在這樣的光照下，人眼已無(wú)法看清楚景物，而微光電視系統(tǒng)能夠在這樣的條件下攝取高質(zhì)量圖像。 第 8章 特殊成像電視 Ｘ 線電視系統(tǒng)還是一種很好的無(wú)損檢測(cè)手段 ， 可用于工業(yè)探傷 。 根據(jù)使用特點(diǎn) ， X線電視系統(tǒng)可分為診斷機(jī) 、 定位機(jī)和治療機(jī) 。 自動(dòng)亮度控制系統(tǒng)的調(diào)整過(guò)程是慢速的 ， 必須與調(diào)整速度快的自動(dòng)增益控制電路配合工作 。 3) 較高的分辨率和亮度鑒別等級(jí) 為了能夠發(fā)現(xiàn)被檢測(cè)物體密度極小的差異 ， Ｘ線電視攝像機(jī)必須有較高的亮度鑒別等級(jí)和分辨率 。 為保證光學(xué)準(zhǔn)直性 ， 平面反射鏡與水平面所成的角度應(yīng)能微調(diào) 。 因?yàn)橥哥R的像面照度與其相對(duì)孔徑 D／ f的平方成正比 ， 故在Ｘ線電視設(shè)備中應(yīng)選用大孔徑光學(xué)系統(tǒng) 。 測(cè)量時(shí) ，在緊靠圖像增強(qiáng)器輸入面的中心放一個(gè)能遮住 10%輸入視野的鉛盤(pán) ， 盤(pán)的厚度為 6mm。 第 8章 特殊成像電視 圖 8―10 可變視野像增強(qiáng)管示意圖 1 1 c m( 4 . 5 英寸 )2 3 c m(9 英寸 )2 3 c m(9 英寸 )1 5 c m(6 英寸 )1 1 c m( 4 . 5 英寸 )輸入窗 G1聚焦電極 G2聚焦電極輔助陽(yáng)極陽(yáng)極輸出屏3 0 k V 第 8章 特殊成像電視 通常把從輸入視野中心到 20%視野半徑區(qū)內(nèi)的分辨率叫中心分辨率 ， 把從輸入視野中心到視野半徑70%區(qū)內(nèi)的分辨率叫中間分辨率 ， 把視野半徑 70%到90%之間的分辨率叫邊緣分辨率 。 第 8章 特殊成像電視 可變視野圖像增強(qiáng)管的結(jié)構(gòu)與固定視野像增強(qiáng)管的結(jié)構(gòu)相似 ， 只不過(guò)前者多了兩個(gè)輔助電極 。(c)輸出屏 鋁膜熒光屏透明層光電陰極輸入窗輸入屏聚焦電極陽(yáng)極輸出屏鋁膜熒光屏輸出窗( a ) ( b ) ( c ) 第 8章 特殊成像電視 2) Ｘ線像增強(qiáng)管工作原理 Ｘ線穿過(guò)物體后 ， 其強(qiáng)度隨物體密度分布變化 ，該攜帶物體密度分布信息的射線經(jīng)輸入窗投射到輸入屏 ， 屏上的熒光物按Ｘ線強(qiáng)度分布激發(fā)出一幅熒光圖像 。外殼有防潮和遮光作用 ， 由鋁材和鐵皮制成 。 第 8章 特殊成像電視 X線電視系統(tǒng) Ｘ線電視系統(tǒng)由Ｘ線源 、 像增強(qiáng)器 、 光學(xué)系統(tǒng) 、攝像機(jī) 、 控制器和監(jiān)視器等設(shè)備組成 ， 其框圖示于圖 8― 7。 千伏值越高 ， 電子轟擊陽(yáng)極靶的速度越大 ， 能量越高 ， 產(chǎn)生的Ｘ線波長(zhǎng)越短 ， 穿透能力就越強(qiáng) ， 適用于密度大的物體；千伏值越低 ， 產(chǎn)生的Ｘ線波長(zhǎng)越長(zhǎng) ， 穿透能力則越弱 ， 適用于密度小的物體 。 陰極和陽(yáng)極間的數(shù)十千伏的高壓加速這些電子使它們高速射向陽(yáng)極轟擊陽(yáng)極鎢靶 。 經(jīng)Ｘ線攝影 （ 拍片 ） 后的骨骼傷害和肺部病灶底片可作為治療過(guò)程中的重要參考資料 。 在最新出現(xiàn)的凝視焦平面陣列紅外攝像機(jī)中 ， 數(shù)字圖像運(yùn)算與處理采用高速微處理器 ， 實(shí)現(xiàn)了智能化 。 第 8章 特殊成像電視 圖 8―4 SB―IR TV攝像機(jī)的原理框圖 驅(qū)動(dòng)電路真空杜瓦瓶I R C C D制冷器成像光學(xué)系統(tǒng)緩沖放大器 放大 幀存儲(chǔ)器攝像頭部分同步發(fā)生器A / D 混合放大圖像處理部分 第 8章 特殊成像電視 圖 8― 5為便攜式 SB―IRCCD 攝像機(jī)的視頻處理電路 。 SB―IRCCD 性能上突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)均勻 。 這種結(jié)構(gòu)中 ，探測(cè)器的前面與多路傳輸器面向一個(gè)方向 ， 電極引線從探測(cè)器出來(lái) ， 必須越過(guò)探測(cè)器的邊緣區(qū)域到達(dá)多路傳輸器 。 假如探測(cè)器面陣在水平方向有 m單元垂直方向上有n單元探測(cè)器，當(dāng)幀頻一定時(shí)，探測(cè)器探測(cè)每個(gè)點(diǎn)的時(shí)間將增加至單個(gè)探測(cè)器時(shí)的 mn倍，通頻帶壓縮至單個(gè)探測(cè)器時(shí)的 1／ mn，從而使通道信噪比提高到 倍。 第 8章 特殊成像電視 5) 熱釋電電視攝像機(jī)的應(yīng)用 熱釋電電視攝像機(jī)在常溫下工作 ， 不需照明設(shè)備 ，透灰塵及煙霧的能力強(qiáng) ， 可以對(duì) 3～ 5μm和 8～ 14μm光譜范圍的熱目標(biāo)進(jìn)行成像顯示 ,分辨目標(biāo)的溫度分布和形狀 ,測(cè)量目標(biāo)和背景之間的溫差 ， 具有準(zhǔn)確 、 直觀 、方便等優(yōu)點(diǎn) ， 適用于電力 、 冶金 、 化工 、 消防 、 醫(yī)療等部門(mén)應(yīng)用 。 它表征了攝像機(jī)分辨目標(biāo)細(xì)節(jié)的能力 。 第 8章 特殊成像電視 (2) 最小可探測(cè)溫差 (MDTD)。 第 8章 特殊成像電視 斬波調(diào)制模式是在熱釋電攝像管前裝有由透明的和不透明的柵格組成的調(diào)制盤(pán) 。熱釋電靶產(chǎn)生的熱釋電電流 IS 第 8章 特殊成像電視 式中 ， A是靶單元面積 ， P是靶材料熱釋電系數(shù) ， dT/dt是靶面單元的溫度變化率 。 它的體積小 ， 可靠性高 ，成本低 。 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 還要求對(duì)圖像信號(hào)作進(jìn)一步處理 ， 如圖像增強(qiáng) 、圖像修復(fù)等 。 或者說(shuō) ， 光機(jī)掃描器構(gòu)成的景物圖像依次掃過(guò)探測(cè)器 ， 探測(cè)器依次把景物各部分的紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào) ， 再經(jīng)視頻處理放大器處理后輸出