Читайте также:
|
Фактически представляла собой электронно-оптический преобразователь, позволявший увеличить чувствительность. На полупрозрачный тонкий фотокатод проецировалось изображение, вследствие этого фотоэлектроны выбивались из фотокатода и, под действием магнитного фокусирующего и электрического ускоряющего полей летели к двусторонней мишени, откуда выбивали вторичные электроны, создавая на мишени потенциальный рельеф. Перед мишенью была мелкоструктурная сетка, на которой оседали выбитые вторичные электроны.
Секция накопления
Границей между секциями была двусторонняя мишень со слабой проводимостью. С противоположной от фотокатода стороны находилась электронная пушка, сканировавшая мишень под воздействием скрещенных полей катушек развёртки. Но напряжённость электрического поля была подобрана так, что вначале электроны ускорялись и фокусировались, а затем тормозились, и не долетая до мишени долей миллиметра, поворачивали назад, где и попадали в секцию умножения. При неосвещённом фотокатоде все электроны до мишени не долетали, а, если на мишени был потенциальный рельеф, часть электронов луча долетала до мишени и оседала на ней, уменьшая ток луча, попадавшего в секцию умножения.
Секция умножения
Представляла собой вторично-электронный (ВЭУ) умножитель, состоявший из нескольких пластин (динодов), на которые подавался возрастающий от пластины к пластине положительный потенциал. За счёт выбитых из динодов вторичных электронов сигнал мог усиливаться в тысячи раз. Преимущество ВЭУ перед обычным ламповым усилителем состояло в меньшем уровне шумов.
История создания
Впервые принцип построения суперортикона был описан американскими учёными А. Розе, П. Веймером и Х. Лоу в 1946 году. Конструкция фотокатода с сеткой и переносом изображения была предложена в 1939 году советским учёным Г. В. Брауде.
Характеристики
Типичные студийные суперортиконы дают отношение «сигнал/шум» 100 и выше при освещённости фотокатода 0,1—1,0 лк.
Самые чувствительные из суперортиконов позволяли вести съёмку при свете полной Луны (при использовании достаточно светосильных объективов) и даже почти в полной темноте (при освещённости фотокатода 10−7 — 10−8 лк).
Недостатки
Суперортикон не имел очевидных недостатков иконоскопа, но имел свои собственные — например, «кометные хвосты» за яркими объектами в кадре. Недостатками суперортикона были большие габариты, сложность эксплуатации и настройки, большая потребляемая электрическая мощность и т. д. Тем не менее, суперортиконы широко применялись в профессиональных телевизионных камерах, даже после появления более удобных видиконов, так как имели на порядок или даже два большую чувствительность.
Видикон
Видико́н (англ. Vidicon, от лат. video — вижу и др.-греч. εἰκών — изображение) — телевизионный передающий электронно-лучевой прибор с накоплением заряда, действие которого основано на внутреннем фотоэффекте. Наиболее распространенный тип передающей телевизионной трубки. Изображение в видиконе проецируется на плоскую мишень из полупроводникового материала, на котором накапливается потенциальный рельеф. Мишень сканируется электронным лучом, подключающим считываемый участок к нагрузке. Рельеф при этом разрушается и восстанавливается к моменту следующего прохода луча.
Видиконы создают сигнал изображения при минимальной освещённости мишени от десятых долей до десятков люкс, обеспечивая разрешающую способность от 400 до 10 000 линий. Чувствительность передающих телевизионных камер на видиконе ограничена шумами усилителя и растёт при их уменьшении. Если потери из-за такого ограничения велики (например, при сверхвысоком разрешении), то используются видиконы, в которых отражённый от мишени луч усиливается вторично-электронным умножителем.
Конструкция
В цилиндрической трубке размещён электронный прожектор, создающий электронный пучок небольшого диаметра (15—30 мкм) при токе порядка долей или единиц микроампер. Для фокусировки и отклонения электронного луча в видиконе используются электростатические или магнитные поля. Одним из важнейших узлов видикона является фотопроводящая мишень, которая содержит т. н. сигнальную пластину (прозрачную металлическую плёнку со стороны проецируемого изображения) и расположенный на ней со стороны электронно-оптической системы фотопроводящий слой. Вследствие непрерывного сканирования рабочей поверхности мишени электронным лучом фотопроводящий слой всегда заряжен. Элементарные участки мишени, равные по площади сечению луча, заряжаются лучом в моменты их коммутации. В остальное время — до следующего прихода луча в ходе развёртки (то есть практически в течение всего кадра) — данный участок мишени разряжается. Скорость разряда зависит от освещённости. Чем больше освещённость участка изображения, тем меньше сопротивление фотопроводника и тем быстрее происходит его разряд.
К моменту прихода луча потенциал мишени в различно освещённых участках неодинаков (на мишени образуется потенциальный рельеф), соответственно неодинаков и заряд этих участков. Заряд, «высаживаемый» на поверхность мишени в момент коммутации, в силу электростатического отталкивания выводит во внешнюю цепь такой же по величине заряд из сигнальной пластины. Заряд, теряемый мишенью в течение кадра, равен заряду, получаемому ею в момент коммутации. Таким образом, в цепи сигнальной пластины протекает ток, значение которого однозначно связано с распределением освещённости по поверхности мишени.
Мишени видикона, отличающиеся большим разнообразием по конструкции (одни состоят из двух или трёх слоев, другие имеют мозаичную структуру или включают гладкие и пористые прослойки), делятся на фоторезистивные и фотодиодные. В фоторезистивных мишенях процесс разряда определяется объёмными свойствами фотопроводящего слоя; фотоэффект в них характеризуется значительной инерционностью. Типичный материал фоторезистивных мишеней — трёхсернистая сурьма; используются также аморфный Se и некоторые другие. В фотодиодных мишенях разряд определяется свойствами p—n-перехода, которые обеспечивают полное разделение световых носителей и в связи с этим безынерционность, линейность световой характеристики, предельно высокую чувствительность прибора. В качестве материала таких мишеней обычно служат PbO, Si, CdSe и др.
В зависимости от типа используемой мишени видиконы делятся на кремниконы, плюмбиконы, кадмиконы, сатиконы, нью-виконы, халниконы, эндиконы и др.
Для цветного телевидения созданы видиконы, генерирующие два или три видеосигнала.
По способу формирования развертки видиконы могут быть разделены на две основные группы:
В телевизионных камерах, как правило, используются видиконы с магнитным отклонением. Видиконы с электростатической системой развертки весьма перспективны для СТЗ промышленных роботов, так как позволяют увеличить скорость развертки и реализовать нестандартные ее виды, в том числе радиальную, спиральную. Кроме того, при их использовании более простыми средствами достигается высокая линейность отклонения луча, размер растра не зависит от частоты отклоняющих сигналов и отсутствует поворот изображения при изменении напряжения на фокусирующем электроде. Близкими по разрешению к видиконам и другим передающим телевизионным трубкам являются матрицы на ПЗС.
В настоящее время для получения видеосигналов вместо видиконов чаще используются полупроводниковые электронные матрицы.
Матрица
Матрица на печатной плате цифрового фотоаппарата
Ма́трица или светочувстви́тельная ма́трица — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 80 | Нарушение авторских прав