《传感器技术及实训 教学课件 ppt 作者 陈东群 第5章2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器技术及实训 教学课件 ppt 作者 陈东群 第5章2（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/5/25,1,5.3 光固体图像传感器,CCD全称电荷耦合器件，它具备光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、分辨力高、动态范围大等优点。 CCD图像传感器被广泛应用于生活、天文、医疗、电视、传真、通信以及工业检测和自动控制系统。,2019/5/25,2,5.3.1电荷耦合器件CCD,1. CCD的结构和工作原理 一个完整的CCD器件由光敏元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。 CCD工作时，在设定的积分时间内，光敏元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏元的电荷量。取样结束后，各光敏元的电荷在转移栅信号驱动下，转移到CCD内部的移位寄存器相应单元中。移
2、位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。输出信号可接到示波器、图象显示器或其他信号存储、处理设备中，可对信号再现或进行存储处理。,2019/5/25,3,图5-18 MOS电容器的结构图,图5-19 MOS电容势阱图,2019/5/25,4,MOS电容器组成的光敏元及数据面的显微照片,CCD光敏元显微照片,CCD读出移位寄存器的数据面显微照片,彩色CCD显微照片（放大7000倍）,2019/5/25,6,CCD图像传感器的分类,1. 线阵CCD外形,2019/5/25,7,2.面阵CCD,面阵CCD能在x、y两个方向都能实现电子自扫描，可以获得二维图像。,2019/5/25,8
3、,面阵CCD外形（续）,200万和1600万像素的面阵CCD,2019/5/25,9,面阵CCD外形（续）,2019/5/25,10,面阵CCD外形（续）,2019/5/25,11,CCD的基本特性参数,CCD的基本特性参数有： 光谱响应、动态范围、信噪比、CCD芯片尺寸等。在CCD像素数目相同的条件下，像素点大的CCD芯片可以获得更好的拍摄效果。大的像素点有更好的电荷存储能力，因此可提高动态范围及其他指标。,2019/5/25,12,5.3.2 CMOS图像传感器,1. CMOS图像传感器结构,CMOS线型图像传感器由光敏二极管和CMOS型放大器阵列以及扫描电路集成在一块芯片上制成。 扫描电
4、路以时钟脉冲的时间间隔轮流CMOS型放大器陈列的各个栅极加上电压，CMOS型放大器轮流进入放大状态,将光敏二极管阵列产生的光生电荷放大输出。,2019/5/25,13,CMOS图像传感器,CMOS图像传感器是采用互补金属-氧化物-半导体工艺制作的另一类图像传感器，简称CMOS。现在市售的视频摄像头多使用CMOS作为光电转换器件。虽然目前的CMOS图像传感器成像质量比CCD略低，但CMOS具有体积小、耗电量小、售价便宜的优点。随着硅晶圆加工技术的进步，CMOS的各项技术指标有望超过CCD，它在图像传感器中的应用也将日趋广泛。,2019/5/25,14,与CCD图像传感器相比，CMOS图像传感器具
5、有明显的优势。 CCD存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂，速度较慢。 CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电压信号，信号读取十分简单，还能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD快得多。,2019/5/25,15,CMOS视频摄像头,带红外LED照明的CMOS视频摄像头,2019/5/25,16,5.3.3 图像传感器的应用,线阵CCD在 扫描仪中的应用,2019/5/25,17,线阵CCD在图像扫描中的应用,线阵CCD摄像机可用于 彩色印刷中的套色工艺监控,风云一号卫星可以对 地球上空的
6、云层分布 进行逐行扫描,2019/5/25,18,线阵CCD用于字符识别,2019/5/25,19,CCD数码照相机,数码相机简称DC，它采用CCD作为光电转换器件，将被摄物体的图像以数字形式记录在存储器中。 数码相机从外观看，也有光学镜头、取景器、对焦系统、光圈、内置电子闪光灯等，但比传统相机多了液晶显示器（LCD），内部更有本质的区别，其快门结构也大不相同。,2019/5/25,20,CCD用于图像记录,2019/5/25,21,数码相机的外形,2019/5/25,22,三基色分离原理,CCD数码照相机的结构,2019/5/25,23,数码相机的结构解剖 （索尼F828）,CCD,2019/5/25,24,CCD数码显微镜拍摄的金属表面显微照片,2019/5/25,25,CCD数码摄像机,2019/5/25,26,CMOS视频摄像头的外部结构,2019/5/25,27,CMOS视频摄像头的外形及内部结构,
