傳感器原理bppt課件(存儲版)
【正文】 ?2 ?3( a)( b) t = t1 t = t2 t = t3 t = t4 t = t5 t = t6 CCD中的信號電荷可以通過光注入和電注入兩種方式得到。 輸出機構包括輸出柵 、輸出反偏二極管 D、復位管 T1 和輸出放大器 T2組成。 CCD圖像傳感器 對于線陣 CCD，它可以直接接收一維光信息，為了得到整個二維圖像的輸出，就必須用掃描的方法來實現(xiàn)。轉移柵關閉后，光敏單元開始對下一行圖像信號進行積分。感光區(qū)和暫存區(qū)分開，感光區(qū)在積分時間內，產(chǎn)生與光像對應的電荷包，在積分周期結束后，利用時鐘脈沖將整幀信號轉移到暫存區(qū)。 CCD圖像傳感器的特性參數(shù) 一、光電轉換特性 如下圖所示， X軸表示曝光量， Y軸表示輸出信號幅值，QSAT表示飽和輸出電荷， QDARK表示暗電荷輸出， ES表示飽和曝光量。 四、暗電流 暗電流起因于熱激發(fā)產(chǎn)生的電子－空穴對，是缺陷產(chǎn)生的主要原因。 m i nm a xm i nm a xAAAAM???t i O T 六、轉移效率 當 CCD中電荷包從一個勢阱轉移到另一個勢阱時，若 Q1為轉移一次后的電荷量， Q0為原始電荷，則轉移效率定義為 01??若轉移損耗定義為 ?? ?? 1則電荷進行 N次轉移時，總轉移效率為 NNN )1(0?? ???要求轉移效率必須達到 ％－ % 七、信噪比 表示在圖像信號中包含噪聲成分的指標。 CID的NDRO特性使它具有優(yōu)化指定波長處的信噪比（ S/N）的功能。 ：導航、跟蹤、偵查（帶攝像機的無人駕駛飛機、衛(wèi)星偵查）。 0NTT ? 采樣接口 計算機 顯示 物鏡目標 CCD 成像法適用于冶金線材直徑或機械產(chǎn)品在線尺寸檢測。 （ 3） 數(shù)據(jù)存貯顯示 、 打印與信號提取及反饋 。 前置放大器A / D 轉換器圖像存儲器圖像處理器 監(jiān)視器圖像記錄圖像輸出計算機CCD 相機反射鏡X —射線增強管X —源試件思考題 ? 何謂 CCD勢阱 ？ 論述 CCD的電荷轉移過程 。 3． 射線成像檢測 圖示出了 X射線成像檢測系統(tǒng) 。 采樣接口 計算機 顯示 物鏡目標 CCD 為了對目標像的寬度進行計數(shù) ， 必須先檢測出兩個邊緣信號 ， 這可采用二值化或微分法得到 ， 計數(shù)脈沖通過輸入接口送入計算機處理 。在前面或背面光照射下，被測物經(jīng)透鏡在 CCD上成像，像尺寸與被測尺寸成正比。 ：光學文字識別、標記識別、圖形識別、傳真、攝像等。而在 CID中，信號電荷不用轉移，是直接注入體內形成電流來讀出的。 021 ffm ?五、分辨率 ? 調制傳遞函數(shù) MTF 當光強以正弦變化的圖像作用在傳感器上時，電信號幅度隨光像空間頻率的變化為調制轉移函數(shù) MTF。特種材料的紅外 CCD 的波長響應可擴展到幾微米，即 CCD 的光譜響應范圍從遠紫外，近紫外，可見光到近紅外區(qū)，甚至到中紅外區(qū)。接著這一行電荷信號在讀出移位寄存器中向右移位到輸出器件，形成視頻信號輸出。這種結構的缺點是需要選址電路，結構較復雜，且在電荷轉移過程中，光積分還在進行，會產(chǎn)生“拖影”。 轉移柵關閉時，光敏單元勢阱收集光信號電荷，經(jīng)過一定的積分時間，形成與空間分布的光強信號對應的信號電荷圖像。 綜上所述 ， CCD圖像傳感器既具有光電轉換功能 ， 又具有信號電荷的存貯 、 轉移和檢測功能 ， 它能把一幅空間域分布的光學圖像變換成為一列按時間域分布的離散的電信號“ 圖像 ” 。目前， CCD的輸出方式主要有電流輸出、浮置擴散放大器輸出和浮置柵放大器輸出，通常采用的是浮置柵放大器輸出法。、依此類推，電荷由勢阱中。 32,??1? 若此時有光線入射到硅片上 ,在光子的激發(fā)下硅片上就會產(chǎn)生電子 空穴對。 。 控制相鄰 MOS電容柵極電壓高低來調節(jié)勢阱深淺，讓MOS電容間的排列足夠緊密，使相鄰 MOS電容的勢阱相互溝通，即相互耦合，就可使信號電荷由勢阱淺處流向勢阱深處，實現(xiàn)信號電荷的轉移。這些光生電荷將儲存在電極形成的勢阱中，形成信號電荷存儲起來。這時只呈現(xiàn)出一般耗盡狀態(tài)，耗盡區(qū)厚度正比于外加電場；當柵壓增大超過某特征值 U th時，能帶進一步向下彎曲，以至使半導體表面處的費米能級高于禁帶中央能級， MOS器件處于深耗盡狀態(tài)，在相交點與界面之間逐漸形成一個反型層。 電荷耦合圖像傳感器 CCD按電荷轉移信道劃分有兩種基本類型，一是電荷包存儲在半導體與絕緣體之間的界面，并沿界面?zhèn)鬏?，這類器件稱為表面溝道 CCD（簡稱 SCCD）；二是電荷包存儲在離半導體表面一定深度
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