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       前面介紹的光輻射信息探測器件是一類單元器件，主要用于對“點源”的探測。本章介紹的光圖像信息探測器件，即光電成像器件'（也稱攝像器件或圖像傳感器），是一類能輸出圖像信息的陣列器件，主要用于對“面源”的探測。

光電成像器件的類型

光電成像器件從成像原理上，可分為掃描型與非掃描型兩類；從人的觀察應用上，又可分為直視型與非直視型兩類，如圖4-1所示。

圖   4-1       光電成像器件的類型

1.直視型光電成像器件

       直視型（即非掃描型）光電成像器件可直接顯示輸出供人觀察的圖像，因而也稱為像管。它基于光電發(fā)射效應，由光電陰極（像敏面）、電子透鏡和熒光屏（顯像面）等三部分構成。這種器件完成光學圖像的光譜變換（即將不可見圖像變?yōu)榭梢妶D像的變像管）或使圖像亮度增強的變換（即像增強管）。直視型光電成像器件可拓展人的視覺光譜范圍和視覺靈敏度，但它只是實時實地的圖像觀察模式，而無法對圖像進行存儲和傳輸，因而不能實現遠程觀察。

2.非直視型光電成像器件

       非直視型（即掃描型）光電成像器件又稱為攝像器件。這種器件通過電子束掃描或固體自掃描等方式，將被攝景物經光學系統(tǒng)成像在器件的光敏面（或靶面）上的二維圖像轉變?yōu)橐痪S時序信號輸出來。這種輸出不能直接觀察到圖像，因而是一種非直視型光電成像器件。這種運載圖像信息的一維時序信號就稱為視頻信號，如將這種視頻信號送入監(jiān)視器，控制顯像管的電子槍的強度，顯像管的電子槍與攝像器件作同步掃描，可將攝像器件所攝取的圖像顯示出來。顯然，這種非直視型光電成像器件能對圖像進行存儲和傳輸，并能實現遠程觀察。

       作為攝像機的成像器件是真空攝像管和固體攝像器件。真空攝像管過去使用最多的是氧化鉛（PbO）靶光導攝像管和硅靶光導攝像管。由于固體攝像器件的出現，以無可比擬的優(yōu)點淘汰了真空管攝像器件，因而本書不再介紹。目前，主要應用的是固體攝像器件。

       大多數固體攝像器件均屬于電荷傳送器件CTD,如電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice,CCD）、電荷注入器件CID、電荷引動器件CPD及自掃描光電二極管陣列SSPA。另有一類主要是大有發(fā)展前途的CMOS攝像器件，以前單獨介紹的新型的LBCAST圖像傳感器也應歸納其中，還有接觸式CIS線列。

電視掃描方式及制式 1.電視掃描方式

       為使大家容易理解，這里仍以大家所熟悉的CRT掃描方式為例來說明。電視圖像的監(jiān)視器與電視接收機的顯示部分的原理是相同的，它們都是應用熒光物質的電光轉換特性來顯示圖像的。電視圖像掃描分為逐行掃描與隔行掃描兩種方式，通過這兩種掃描方式攝像機將景物圖像分解成為一維視頻信號，圖像顯示器將一維視頻信號合成電視圖像，而且攝像機與圖像顯示器必須釆用同一種掃描方式。

       顯像管的電子槍裝有水平和垂直兩個方向的偏轉線圈，線圈中分別流過如圖4-2所示的鋸齒波電流，電子束在偏轉線圈形成的磁場作用下同時進行水平方向和垂直方向的偏轉，完成對顯像管熒光屏的掃描。 

圖4-2        逐行掃描電流波形

       在行、場掃描電流的同時作用下，電子束受水平*'偏轉力和垂直偏轉力的合力作用進行掃描。由于電子束在水平方向的運動速度遠大于垂直方向的運動速度，因而在屏幕上電子束的運動軌跡（一條條的光柵）為如圖4-3所示的稍微傾斜的水平直線。圖4-3即逐行掃描，圖中一場只有7行水平光柵，因此光柵的水平度很差。當一場中很多行時（如幾百行），行掃描的水平度將很高，即一場圖像由很多掃描光柵構成。無論是行掃描的掃描逆程，還是場掃描逆程都不希望電子束使熒光屏發(fā)光，即在回掃時不讓熒光屏發(fā)光，這就需要加入行消隱與場消隱脈沖，使電子束在行逆程與場逆程期間截止。實際上，行消隱脈沖的寬度稍大于行逆程時間，場消隱脈沖的寬度也大于場逆程時間，以確保圖像質量。

圖4-3   逐行掃描f方式                             圖4-4   隔行掃描方式