7.5.2 Приймачі оптичного випромінювання
У СТЗ роботів використовуються переважно селективні фотоелектричні приймачі, чутливість яких неоднакова до випромінювання з різною довжиною хвилі або з різним спектральним складом. Промисловість випускає велику кількість приймачів різного вигляду, типу і призначення. Сюди відносяться вакуумні фотоелементи, фотоелектронні помножувачі, фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори і т. п.
7.5.3 Передавальні телевізійні трубки і камери
Телевізійна передавальна камера (ТПК) СТЗ робота є оптико-електронний функціональний перетворювач, який в загальному випадку містить:
- вакуумну телевізійну передавальну трубку або багатоелементний приймач випромінювання;
- оптичну систему, основним елементом якої є об'єктив;
- блок формування сигналів розгортки;
- блок посилення і перетворення відеосигналу;
- пристрій фокусування і наведення.
Склад і основні характеристики ТПК істотно залежать від її призначення, об'єму і характеру передаваної відеоінформації, умов роботи і т. п. У СТЗ роботів знаходять застосування ТПК для чорно-білого і кольорового зображення, промислові ТПК, стереоскопічні і панорамні.
Вітчизняна промисловість випускає широку номенклатуру ТПК. У них застосовуються суперортикони і відікони. Суперортікони володіють високою чутливістю, але складні по пристрою і в експлуатації, мають порівняно великі розміри. Відікони мають значно менші розміри, чим суперортикони, простіші в експлуатації, але менш чутливіші і мають достатньо високу інертність. За типом матеріалу використовуваного в мішенях відікони іноді називають плюмбіконами, кадміконами, піріконами, кремніконами і т. п.
Спектральні характеристики ТПК охоплюють всю видиму і ближню інфрачервону частини спектру. Деякі трубки здатні реєструвати зображення в інфрачервоній частині спектру.
Багатоелементні приймачі випромінювання виконуються на основі твердотільної або плівкової технології. Технологічно освоєним фотоприймачем, що виконується на основі плівкової і твердотільної технології, є фоторезистивний приймач випромінювання, що містить матрицю фоторезисторів. Його перевагою є простота технології виготовлення, а недоліком – обмежена кількість фоточутливих елементів (із-за зростання паразитних перехресних зв'язків), ефект старіння, низька фоточутливість і швидкодія.
Більш перспективними є фотодіодні приймачі випромінювання, що мають високу швидкодію і порівняно високу чутливість. Найбільш поширені фотодіодні приймачі з матричною структурою, які являють собою матрицю фоточарунок, об'єднаних системою вертикальних і горизонтальних шин
(рис. 7.7).
Як ключові елементи, що розв'язують між собою фотодіоди, використовують польовий транзистор або діод.
Рис. 7.7 Фотодіодна приймальна матриця
Фотодіодні приймачі з матричною структурою мають порівняно малий вихідний сигнал і вимагають використання малошумливих підсилювальних елементів. Від вказаного недоліку вільні фототранзисторні приймачі з матричною структурою. Вони одночасно виконують функції фотоприймача, підсилювача і розв'язуючого елементу. Їх недоліком є значний розкид коефіцієнтів посилення транзисторів (до десятків відсотків).
До найбільш досконалих багатоелементних приймачів випромінювання відносяться прилади із зарядовим зв'язком (ПЗЗ) і прилади з інжекцією заряду (ПЗІ).