光电信息系统设计总结[调研知识]

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第2章 光电图像的获取技术
9、红外成像系统的分类？
红外成像系统
利用不同物体对 红外辐射的不同 反射
主动式红外成像系统（红外夜视 仪）
利用物体自然 发射的红外辐 射
被动式红外成像系统（红外热像 仪）
核心：如何将红外图像转变为可见光图像？
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第2章 光电图像的获取技术
10、简述微光夜视仪的结构组成与工作原理。
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第2章 光电图像的获取技术
4、约翰逊（Johnson）准则
工业上一般采用以下判断准则：
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第2章 光电图像的获取技术
5、光电耦合器件-CCD
电荷耦合器件（CCD）是由一系列排得很紧密的MOS电 容器组成。
CCD的特点——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
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第2章 光电图像的获取技术
2、人眼的分辨力如何定义？受什么因素影响？
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第2章 光电图像的获取技术
2、影响图像探测极限的因素？ （影响光电成像系统分辨景物细节的主要因素有哪些？）
①景物细节的辐射亮度或单位面积的辐射强度； ②景物细节对光电成像系统接收孔径的张角； ③景物细节与背景之间的辐射对比度。
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第2章 光电图像的获取技术
8、夜视技术解决问题的基本思路？（四个）
（1）使用大口径的望远镜，尽可能多的得到光能量； S—（—2）暗像纹电宽子度学，那S=样XK，/K设是法相对等微的弱，的则光测图细像丝进直行径放d转大化； 为（用3C）CD用测红S外线探照灯或红外照明弹对景物进行照明；
（4）利用景物在红外波段的辐射能量实现热成像。
wk.baidu.com物镜
光阴极 微通道板 优选分像析增强器
荧光屏
目镜
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第2章 光电图像的获取技术
11、像增强器发展历程：
一代管以三级级联增强技术为特征，增益高达几万倍，但体 积大，重量重
二代管以微通道板（MCP）增强技术为特征，体积小，重量 轻，但夜视距离无明显突破
三代管则采用了负电子亲和势（NEA）GaAs光电阴极，使夜 视距离提高1.5-2倍以上
光电信息系统设计 总结
2017.12.15
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第1章 绪论
• 1、光电系统的概念和意义？
• 2、光电成像系统构成？
辐射 源
传输 介质
光学 成像 系统
光电 转换 器件
信号 处理
图 像 重 现
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第2章 光电图像的获取技术
1、人眼的视觉的适应：人眼视觉响应分哪三类？
人眼视觉响应随着外界视场亮度的变化可分三类: 明视觉响应：人眼适应大于或等于3cd/m2的视场亮度时，视觉由 锥状细胞起作用。 暗视觉响应：人眼适应小于或等于3×10-5cd/m2的视场亮度时， 视觉由杆状细胞起作用。（夜间的灰白） 中介视觉响应：视场亮度介于明、暗视觉响应之间时,视觉响应逐 渐由锥状细胞转向杆状细胞起作用。
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第2章 光电图像的获取技术
3、 光电成像的图像探测方程
2 Bmr 2 2QC 2
S N
min
, 人眼所需的阈值信噪比
当满足上式时，图像可以被探测到。该表达式包含两类参数：①表征 图像：图像的平均亮度Bm，图像的对比度C，图像的视角α；②表征 光电成像系统：光电成像系统的接收孔径D，光电成像的光电转换量 子效率η，光电成像的有效积分时间τ。
Bm
2C 2
2 D2Q
S N
2 min
上式定量的描述了图像探测特性， Bm 、 α 、 C决定的图像细节可以被 D、η、τ确定的光电成像系统探测到。
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第2章 光电图像的获取技术
4、约翰逊（Johnson）准则
– 目标的等效条带：一组黑白间隔相等的条带状图案，其总 高度为基本上能被识别的目标临界尺寸，及目标的最小投影 尺寸，其长度为垂直于临界尺寸方向的横跨目标的尺寸，等 效条带图案的可分辨力为目标临界尺寸所包含的可分辨的条 带数(周／临界尺寸)。 – 约翰逊论证了等效条带图案可分辨力能用来预测目标的探 测识别，通过实验确定了各类目标探测识别准则。
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第2章 光电图像的获取技术
6、CCD与CMOS区别
技术角度： （1）信息读取方式不同 （2）速度不同 （3）电源及功耗不同 （4）成像质量不同
内部结构不同： CCD：电荷转移 CMOS：电荷-电压转换
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第2章 光电图像的获取技术
7、CCD与CMOS的应用
例：微小尺寸的检测（10~500um）
微光夜视仪是在夜间低照度下，将目标反射月光、星光等微 弱自然光形成的图像增强、放大成人眼可见图像的夜视器材。
微光夜视仪由微光物镜、像增强器、目镜及电源等组成。其 核心部分是像增强器，也称微光管，由光电阴极、电子透镜、 荧光屏组成。
自然 景物
微弱的 光学图像
微弱的 电子图像
增强的 电子图像
增强的 光学图像
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例：He-Ne激光λ＝632.8nm, L=1000mm±0.5mm, d=500μm,
s L 1.265(mm)
d
当CCD像元选用13±1μm s 10m
L
测量误差：d S L S 2 S 4.2um
丝越细，测量精度越高（d越小S越大），甚至可达到 Δd=10-2μm.
用衍射的方法对细丝、狭缝、微小位移、微小孔等进行测量。
L
He-Ne
透镜 细丝
线阵CCD
信号读出
信号处理
时钟发生控制器
计数显 示器
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3
2
Xk
1
d
θ
0
S
L
根据夫琅和费衍射公式 : d sin k 可以得到： d k / sin
d——细丝直径；K——衍射暗纹级次K=±1,2,3…；
λ——激光波长； L——被测细丝到CCD光敏面的距离；
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第三章 光电显示技术
1. 液晶的晶相？ 常见液晶的晶相有向列相（nematic）、胆甾相（cholesteric） 和近晶相（smectic）等。
2、液晶显示器的分类 根据驱动方式分类，可将LCD产品分为扭曲向列（TN）
θ——被测细丝到第K级暗纹的连线，与光线主轴的夹角；
xk————第K级暗纹到光轴优的选分距析 离。
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当θ很小时（即L足够大时）Sinθ≈tgθ= xk/L
代入 d k / sin
得到：
d kL L L
xk xk / k s
S——暗纹宽度，S=XK/K是相等的，则测细丝直径d转化 为用CCD测S