現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)版課件-092圖像傳感器

現(xiàn)代檢測(cè)圖像傳感精勤敦精勤敦篤果毅忠恕主要內(nèi)圖像傳感CCD,圖像測(cè)量照明、鏡頭、圖像傳感器、圖 、圖像處圖像處基本概念、圖像增強(qiáng)、圖像分圖像測(cè)量信 圖 控制中樞、圖像處圖像傳固態(tài)圖像傳感器是高度集成的半導(dǎo)體光電器件，在一件上可以完成固態(tài)圖像傳感器 是電荷轉(zhuǎn)移器件，有五種類(lèi)型電荷耦合器件互補(bǔ)式金屬-氧化物-半導(dǎo)體（CMOS）電 器件電荷耦合器件是以陣列形式排列在襯底材料上的金屬－氧化物－半導(dǎo)（MetalOxideSemiconductor，簡(jiǎn)稱(chēng)MOS）電容器組成的，金二氧化P型

勢(shì)阱(光生電子MOS光敏單元電荷CCD光敏像元金二氧金二氧P勢(shì)阱(光生電子型襯OS，—上施加一足夠大的正點(diǎn)，導(dǎo)體面將于深盡狀態(tài)半導(dǎo)體表面形成半導(dǎo)表面對(duì)于內(nèi)的電稱(chēng)為勢(shì)阱深。勢(shì)阱可以 少載流（型襯底情況下少數(shù)載流子是電阱越深 荷越。當(dāng)光照射到硅片上時(shí)，在光子作用下產(chǎn)生電子-自由電子會(huì)被勢(shì)阱收集，電子數(shù)主要取決于光照強(qiáng)度和（積分）時(shí)間的長(zhǎng)CCD電荷的收集和 電荷積蓄、轉(zhuǎn)

+U+Uφ輸3CCD電荷的收集和在t1時(shí)刻，電極1、47下方出現(xiàn)勢(shì)阱，并收

到光生電荷，電荷的1φφ2 1φ 電極2、5、8下方勢(shì)阱 深，原 在電極1、43 7下方的電荷將在電場(chǎng)34 用下轉(zhuǎn)移到2、5、8下方45 到t3時(shí)刻，電荷全部5CCD電荷的收集和CCD結(jié)CCD結(jié)構(gòu)主要功能模光敏區(qū)（成像區(qū)、光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)移柵 ，轉(zhuǎn)移電荷電荷移位寄存器陣列（電荷移位輸出電荷/電壓轉(zhuǎn)換器和電壓放大器（輸 信號(hào)CCD圖像傳感器的上。線型CCD可以直接接收一維光信號(hào)，主要用于測(cè)傳真和光學(xué)文字識(shí)別技術(shù)按一定的方式將一維線型CCD的光敏單元及移位寄器排列成二維陣列，即可以構(gòu)成二維面型CCD線型CCD工作原 線型CCD工作原為了減少信號(hào)電荷在轉(zhuǎn)移過(guò)程中的損失，通常面型CCD工作原常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有隔列轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)（行間傳輸）和幀轉(zhuǎn)移（場(chǎng)傳輸）呈二維排列，每單遮光的垂直移位寄存器隔開(kāi)，光像敏單元與垂直移位寄存器之敏間又有轉(zhuǎn)移控制柵。像敏單元元單到信號(hào)。

轉(zhuǎn)移水平移位寄存 輸面型CCD工作原 彩色CCD結(jié) 不能區(qū)分不同光譜的顏色，為了區(qū)光譜的RGB三基色，常采三晶片結(jié)構(gòu)片CCD上。彩色CCD結(jié)彩色濾波陣列—Bayer濾波器

克CCD的長(zhǎng)寬比和CCD長(zhǎng)寬比為4：3，尺寸如圖所示768*576,1024*768,2048*2048等CCD的基本特性 響應(yīng)度（）和積分響應(yīng)度（對(duì)連續(xù)波長(zhǎng)輻射光光譜特性：響應(yīng)度與入射光頻率或波長(zhǎng)的關(guān)系（譜峰值硅晶片對(duì)400n至1060n（nfRdilt）。在機(jī)器視覺(jué)中，可將IR濾波器去掉 特定譜濾波器，制成紅外光感應(yīng)器CCD的光譜CCD的基本特性暗電流：無(wú)光信號(hào)時(shí)的輸出電流——圖像噪分辨率CCD實(shí)際分辨率=光敏單元中心距/光學(xué)系統(tǒng)放均勻性：光敏單元對(duì)光強(qiáng)度響應(yīng)的一致CCD傳感器的應(yīng)用非接觸檢測(cè)響應(yīng)快可靠性高,維修簡(jiǎn)便測(cè)量精度高體積小,重量輕;容易與計(jì)算機(jī)連CMOS圖像傳CMOS（ComplementaryMetalOxide是集成電路中廣泛使用的一個(gè)基本單元，在動(dòng) 器中廣出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代初，早期CMOS圖像傳感 質(zhì)量差僅用 90年代后重新得到關(guān)注，低功耗、高集成度 CCD和CMOS的工作以電荷形式傳 以電壓形式傳CCD和CM