傳感器原理bppt課件-閱讀頁
2025-05-21 00:40本頁面
【正文】 路分別一行行地將信號電荷通過輸出寄存器轉(zhuǎn)移到輸出端。 2） 幀傳輸（ FT）面陣 CCD 幀傳輸（ FT）面陣 CCD的結(jié)構(gòu)如右圖所示，它是由感光區(qū)、暫存區(qū)、輸出寄存器組成。然后，整幀信號再向下移，進(jìn)入水平讀出移位寄存器，串行輸出。 感光區(qū) 暫存區(qū) 讀出寄存器 3）行間傳輸圖像傳感器 行間傳輸圖像傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示，其特點(diǎn)是感光區(qū)和暫存區(qū)行與行相間排列，即一列感光單元，一列不透光的存儲單元交替排列。隨后，在每個水平回掃周期內(nèi)，存儲區(qū)中整個電荷圖像一次一行地向上移到水平讀出移位寄存器中。其優(yōu)點(diǎn)是不存在拖影問題，但這種結(jié)構(gòu)不適宜光從背面照射。 QSAT Y QDARK ES 由圖可見，輸出電荷和曝光量之間有一線性工作區(qū)， QDARK為無光照時 CCD的輸出電荷，稱為暗輸出電荷。曝光量高于 ES后， CCD輸出信號不再增加，可見， CCD圖像傳感器在非飽和區(qū)的光電轉(zhuǎn)換特性接近于線性，因此，應(yīng)將 CCD的工作狀態(tài)控制在非飽和區(qū)。 ? CCD的光譜響應(yīng)范圍 CCD器件的光譜響應(yīng)范圍寬于人眼的視覺范圍，一般在~。 ? 人眼的視覺范圍 光波的波長范圍從幾納米到 1 mm，即 109 ~103m，而人眼的感光范圍只在 ~ μm的范圍。暗電流的大小與溫度的關(guān)系極為密切，溫度每降低 100度，暗電流約減少一半。 五、分辨率 CCD圖象傳感器的分辨率表示能夠分辨圖像中明暗細(xì)節(jié)的能力 ,通常用極限分辨率和調(diào)制傳遞函數(shù) MTF來表征。 CCD是離散采樣器件，根據(jù)奈奎斯特采樣定理，定義圖像傳感器的最高分辨率 fm等于它的空間采樣頻率 f0的一半，即 如果某一方向上的像元間距為 α ，則該方向上的空間采樣頻率為 1/α （線對 /mm）。可表示為輸出調(diào)制度 Mout與輸入調(diào)制度 Min之比。在顯示的圖像中，表現(xiàn)為不規(guī)則的閃爍細(xì)點(diǎn)。信噪比的數(shù)值以分貝（ DB）表示。 其它類型的圖像傳感器 CID與 CCD的主要區(qū)別在于讀出過程，在 CCD中，信號電荷必須經(jīng)過轉(zhuǎn)移，才能讀出，信號一經(jīng)讀取即刻消失。即每當(dāng)積分結(jié)束時，去掉柵極上的電壓，存貯在勢阱中的電荷少數(shù)載流子（電子）被注入到體內(nèi)，從而在外電路中引起信號電流，這種讀出方式稱為非破壞性讀?。?NonDestructive Read Out） ,簡稱： NDRO。 同時 CID可尋址到任意一個或一組象素，因此可獲得如“相板”一樣的所有元素譜線信息。光照產(chǎn)生的信號電荷存貯于感光區(qū)的光敏二極管中，接通轉(zhuǎn)移柵后，信號電荷流入傳輸區(qū)，傳輸區(qū)是遮光的，以防因光生噪聲電荷干擾導(dǎo)致的圖像模糊。 固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用 固態(tài)圖像傳感器的應(yīng)用主要在以下幾方面： ：工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的尺寸、位置、表面缺陷的非接觸在線檢測、距離測定等。 ：自動工作機(jī)械、自動售貨機(jī)、自動搬運(yùn)機(jī)、監(jiān)視裝置等。 對于尺寸較小的物體目標(biāo)（ 2～ 30mm），可以采用平行光成像法，如下圖所示。當(dāng)然，平行光源要作得十分理想是有一定困難的，且隨準(zhǔn)直度的提高成本增加，光源的體積也要加大。 采樣接口 計(jì)算機(jī) 顯示 目標(biāo) 平行光源CCD 對于較大的尺寸測量，可采用光學(xué)成像方法。設(shè) T為像尺寸， K為比例系數(shù)，則被測尺寸 S可用下式表示 式中 K—— 表示每個像元所代表的物方尺寸 ， 它與光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率 、 CCD工作頻率和像元尺寸等因素有關(guān)； T—— 對應(yīng)于像尺寸的脈寬 KTS ? 采樣接口 計(jì)算機(jī) 顯示 物鏡目標(biāo) CCD 當(dāng)以像元時鐘對像尺寸 T的寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)時，其計(jì)數(shù)值表示像尺寸所占的像元數(shù)，因而可得 式中 N —— 計(jì)數(shù)脈沖即像元數(shù)； T0 —— 像元時鐘周期 ， 當(dāng)知道 N和 T0值時 ， 則可求得 T， 代入式即可得到被測物尺寸 ， K值的大小可通過系統(tǒng)標(biāo)定測得 。為了保證測量精度，通常采用背面光照射方式。這種照明消除了因被測目標(biāo)輻射變化對測量精度的影響。圖示出了光學(xué)成像法測量系統(tǒng)的組成原理框圖。 計(jì)算機(jī)主要完成以下功能： （ 1） 完成高速數(shù)據(jù)采集與控制； （ 2） 完成數(shù)據(jù)處理與判別 ， 包括被測尺寸計(jì)算與校正 、 溫度校正 、 偏差運(yùn)算 、 極限判定與報警 、 時間計(jì)數(shù)等 。 利用線陣 CCD的自掃描特性，可以實(shí)現(xiàn)文字和圖像識別，從而組成一個功能很強(qiáng)的掃描 /識別系統(tǒng)。當(dāng)信封運(yùn)動時，傳感器以逐行掃描的方式把數(shù)字依次讀出。由數(shù)字碼，計(jì)算機(jī)控制分類機(jī)構(gòu)，把信件送入相應(yīng)分類箱中。 射線經(jīng)過構(gòu)件后直接由射線－可見光轉(zhuǎn)換屏轉(zhuǎn)換 ， 而后由 CCD相機(jī)獲取轉(zhuǎn)換后的圖像 ， 經(jīng)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)處理后 ， 轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像進(jìn)行分析處理和識別 ， 從而完成構(gòu)件缺陷的射線實(shí)時檢測 。 ? 如何實(shí)現(xiàn)線型 CCD電荷的四相定向轉(zhuǎn)移 ？ 試畫出定向轉(zhuǎn)
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