第10章 CCD固态图像传感器（课件）- 《传感器与检测技术(第二版)》同步教学（重庆大学版）

传感器与检测技术 1.了解CCD传感器工作原理及特性　　　 2.了解传感器的应用 第十章 固态图像传感器 传感器与检测技术 10.1 CCD的工作原理 CCD是由以阵列形式排列在衬底材料上的金属－氧化物－半导体（MOS）电容器件组成，具有光生电荷、积蓄和转移电荷的功能。 MOS光敏元的结构：在半导体(P型硅)基片上形成一种氧化物(如二氧化硅)，在氧化物上再沉积一层金属电极，以此形成一个金属-氧化物-半导体结构元 (MOS)。 第十章 CCD传感器 光线 势阱 一个MOS光敏元称为一个像素，通常的CCD器件是在半导体硅片上制有几百或几千个相互独立排列规则的MOS光敏元，称为光敏元阵列——光电转换。 10.1 CCD的工作原理 10.2 CCD图像传感器 在半导体硅片上按线阵或面阵排列MOS单元，如果照射在这些光敏元上的是一幅明暗起伏的图像，则这些光敏元上就会感生出一幅与光照强度相对应的光生电荷图像。 线阵CCD图像传感器 直线排列的光敏单元（光电转换） 转移栅（转移光生电荷） 读出移位寄存器（驱动脉冲作用——输出视频信号） 第十章 CCD传感器 转移效率高 10.2 CCD固态图像传感器 面阵CCD图像传感器 场传输面阵CCD结构 ——光敏单元按二维矩阵排列组成光敏区 光电转换 电荷暂存 输出视频信号 10.2 CCD固态图像传感器 FT-CCD 行间传输面阵CCD结构 10.2 CCD固态图像传感器 IT-CCD:电荷转移级数大大减少 10.3 CCD的基本特性参数 1.响应度：光电转换效率 2.光谱特性：响应度与入射光频率或波长的关系（光谱峰值） 3.暗电流：无光信号时的输出电流——图像噪声 4.分辨率：常用光敏单元数表示，像元越多分辨率越高；实际分辨率还与CCD光敏单元数的中心间距、光学系统的放大率有关 。 5.均匀性：光敏单元对光强度响应的一致性。 第十章 CCD传感器 10.4 CCD图像传感器及其应用 特点: (1) 非接触检测; (2) 响应快; (3) 可靠性高,维修简便; (4) 测量精度高; (5) 体积小,重量轻; 容易与计算机连接 (6) 对被测物体需要强光照射; (7) 受被测物体以外的光的影响. 第十章 CCD传感器 零件尺寸的在线检测 10.4 CCD图像传感器的应用 邮政编码识别 10.4 CCD图像传感器的应用 钢板尺寸的在线检测 10.4 CCD图像传感器的应用 10.4 CCD图像传感器的应用 条形码扫描器 10.4 CCD图像传感器的应用 10.4 CCD图像传感器的应用 夏普公司新推出的名为RJ21V3BA0ET的8兆象素的CCD传感器产品 10.4 CCD图像传感器的应用 光学指纹采集头 闭路电视摄像头 本章小结： 1.工作原理　　　 2.基本特性参数 3.图像传感器的应用 第十章 CCD传感器 $$