典型光電檢測器件(編輯修改稿)
2024-09-01 02:51 本頁面
【文章內容簡介】 40 CCD的特點 ? 體積小，可靠性高，壽命長。 ? 空間分辨率高，可以獲得很高的定位和測量精度。 ? 靈敏度高，動態(tài)范圍大，紅外敏感性強，信噪比高 。 ? 高速掃描，基本上不保留殘象 ? 集成度高 ? 可用于非接觸精密尺寸測量系統(tǒng)。 ? 無像元燒傷、扭曲，不受電磁干擾。 ? 有數(shù)字掃描能力。像元的位置可由數(shù)字代碼確定，便于與計算機結合接口。 41 CCD的特性參數(shù) ? 像素數(shù)量， CCD尺寸，最低照度，信噪比等 ? 像素數(shù) 是指 CCD上感光元件的數(shù)量。 44萬（ 768*576）、 100萬（ 1024*1024）、 200萬（ 1600*1200）、 600萬（ 2832*2128） ? 信噪比 ：典型值為 46分貝 ? 感光范圍 — 可見光、紅外 42 ＣＣＤ的類型 ? 線陣ＣＣＤ ：光敏元排列為一行的稱為線陣，像元數(shù)從 128位至 5000位 不等，由于生產(chǎn)廠家像元數(shù)的不同，市場上有數(shù)十種型號的器件可供選用。 ? 面陣 CCD：器件像元排列為一平面，它包含若干行和列的結合。 ? 目前達到實用階段的像元數(shù)由 25萬至數(shù)百萬 個不等，按照片子的尺寸不同有 1／ 3英寸、 l／ 2英寸、 2／ 3英寸以至 1英寸之分。 43 線陣 CCD：一行，掃描；體積小，價格低； 面陣 CCD: 整幅圖像；直觀；價格高，體積大； 44 線陣 CCD ? 每次只拍攝圖像的一條線，這種 CCD精度高，速度慢，無法用來拍攝移動的物體，也無法使用閃光燈。 ? 傳真機或掃描儀用的線性 CCD每次捕捉一細長條的光影 45 其他 CCD 柯達 DSC系列 46 彩 色 CCD ? CCD 的像素本身只會 對光的強度有反應 ，對光的色彩則完全沒有 分辨能力，所以單純 CCD 本身，只能拍得 灰度的影像。 ? 如果要拍到彩色的影像，便要在 CCD 的每一個 像素前加上三原色的濾鏡，使每一個光電體也只能接收和量度其中一種原色的光度強弱： R 濾鏡可讓紅光通過； G 濾鏡只讓綠光通過； B 濾鏡則只準藍光通過。 47 CCD 的三層結構： 上：增光鏡片 中：色塊網(wǎng)格 下：感應線路 48 ? 面陣 CCD處理色彩方法有二種： ? GRGB（紅、綠、紅、綠） ? CYGM (青一黃一綠一洋紅 ) 49 ? CCD 分別獲得了影像的三原色光度數(shù)據(jù)，但每格像素也只記錄著其中一種原色的訊號，所以要靠相機內的「彩色插值」系統(tǒng)，利用旁邊其他的像素，為每個原色像素計算出其余兩色的資料 。 50 光敏元件 放大器 A/D轉換器 存儲器 數(shù)字信號處理器 計算機接口電路 CMOS圖像傳感器 二、 CMOS圖像傳感器 結構簡單 處理功能多 成品率高 價格低廉 特點 1969年 （ Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS） 51 SEM Imaging System Pipeline 52 圖像傳感器從目標光通量到輸出電壓的信號路徑。 這種變換接近線性的，并且由三個主要的參數(shù)控制，即外量子效率、積分時間（ t）和轉化增益。 53 ? CMOS（ 互補金屬氧化物半導體 ） 圖像傳感器出現(xiàn)于 1969年 ,它是一種用傳統(tǒng)的芯片工藝方法將 光敏元件 、 放大器 、 A/D轉換器 、存儲器 、 數(shù)字信號處理器 和 計算機接口電路 等集成在一塊硅片上的圖像傳感器件，它結構簡單、處理功能多、成品率高和價格低廉，有著廣泛的應用前景。 54 CMOS傳感器原理 55 56 57 CMOS傳感器特性 （ 1）光照特性 CMOS傳感器的主要應用也是圖像的采集，也要求能夠適應更寬的光照范圍。因此也必須采用非線性的處理方法和自動調整曝光時間與自動增益等處理方法。 結果與 CCD相機一樣損失了光電轉換的線性，正因為此項，它也受限于灰度的測量。 58 （ 2）輸出特性 CMOS圖像傳感器的突出優(yōu)點在于輸出特性，它可以部分輸出任意區(qū)域范圍內的圖像 。（并非所有CMOS傳感器都具有這個功能）。 這個特性在跟蹤、尋的、搜索及室外拍照等的應用前景非常之好。也是 CCD傳感器所無法辦到的。 59 （ 3）光譜響應 光譜響應受半導體材料限制，同種硅材料的光譜響應基本一致， 與 CCD的光譜響應基本一致 。 （ 4）光敏單元的不均勻性 光敏單元的不均勻性是 CMOS圖像傳感
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