2常用传感器_7图像传感器
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1.简介
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）， 互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS数字集成电路的基本单元。 1970年，CMOS图 像传感器在NASA 的喷气推进实验室 制造成功。 1997年，英国爱丁 堡VLSI Version 公司首次实现 CMOS图像传感器 的商品化。
• 视觉传感器，以非扩散的方式接 收数据，对环境没有任何信号污 染。 • 速度快 ，满足ITS要求 • 但受雾、夜间、阳光直射影响
视觉传感器
可见光成像
非可见光成像
COMS
CCD
紫外成像
红外成像
无线电成像
超声成像
图像传感器
图像传感器
www.themegallery.com
Company Logo
一、COMS传感器 三、CMOS
二、CCD器件 对不同型号的CCD器件而言，其工作机理是相同 的。 不同型号的CCD器件具有完全不同的外型结构和 驱动时序，在实际使用时必须加以注意。 我们可以通过器件供货商或直接向生产厂家索 取相关资料，为CCD器件的应用提供技术支持。
2、特性参数
Biblioteka Baidu
CCD器件的物理性能可以用特性参数来描述 内部参数描述的是CCD存储和转移信号电荷有 关的特性,是器件理论设计的重要依据； 外部参数描述的是与CCD应用有关的性能指标 主要包括以下内容：电荷转移效率、转移损失 率、工作频率、电荷存储容量、灵敏度、分辨 率。
二、CCD图像传感器
3.2 光电器件-电荷耦合器件
二、CCD图像传感器
二、CCD图像传感器
二、CCD
2.结构与工作原理
•感光二极管（Photodiode） •并行信号寄存器（Shift Register） -用于暂时储存感光后产生的电荷 •串行信号寄存器（Transfer Register） -用于暂时储存并行积存器的模拟信号并 将电荷转移放大 •信号放大器-用于放大微弱电信号 •模/数转换器-将放大的电信号转换 成数字信号
1、分类
二、CCD器件
CCD器件分为线阵CCD和面阵CCD，结构上有多种 不同形式，如单沟道CCD、双沟道CCD、帧转移结构 CCD、行间转移结构CCD。 线阵CCD结构 线阵CCD传感器是由一列MOS光敏元和一列移位寄存 器并行构成。光敏元和移位寄存器之间有一个转移控 制栅，1024位线阵，由1024个光敏元1024个读出移位 寄存器组成。读出移位寄存器的输出端Ga一位位输出 信息，这一过程是一个串行输出过程。
CMOS图像传感器芯片结构框图
CMOS图像传感器像素阵列
一、COMS传感器 三、CMOS
CMOS感光元件的构成比较复杂，除处于核 心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模 数转换电路，每个像素点的构成为一个感光二极 管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是 整个元件的一小部分，造成CMOS传感器的开口 率远低于CCD（开口率：有效感光区域与整个感 光元件的面积比值）；这样在接受同等光照及元 件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉 到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低。
现代CMOS芯片外观
一、COMS传感器
• “无源像敏单元” 成像质量差、像敏单元尺 寸小、填充率低、响应速度慢 • “有源像敏单元” 增添了光敏元件和像敏单 元的寻址开关，增加了信号放大和处理等电路， 提高了光电灵敏度、减少了噪声，扩大动态范 围。
一、COMS传感器 三、CMOS
2.结构与工作原理
MOS电容
CCD 是由规则排列的金属—氧化物—半导体 （Metal Oxide Semiconductor,MOS）电容阵列组成。
Metal Oxide Semiconductor
二、CCD
光信息
CCD
电脉冲
脉冲只反映一个感光元件的受光情况 脉冲幅度的高低反映该感光元件受光照的强弱 输出脉冲的顺序可以反映一个感光元件的位置 完成图像传感
电荷耦合器件的光电物理效应
一个MOS结构元为MOS光敏元或一个像素， 把一个势阱所收集的光生电子称为一个电荷包； CCD器件内是在硅片上制作成百上千的MOS元， 每个金属电极加电压，就形成成百上千个势阱； 如果照射在这些光敏元上是一幅明暗起伏的图 象，那么这些光敏元就感生出一幅与光照度响应的 光生电荷图象。 这就是电荷耦合器件的光电物理效应基本原理。
二、CCD
CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。
光敏元件 转移栅 输出
不透光的电荷转移结构 (a)
光积分区 转移栅 输出
(b)
线型CCD图像传感器
二、CCD
面型CCD图像传感器由感光 输出二极管 区、信号存储区和输出转移部分 组成。 行 输 扫 左图所示结构由行扫描电路 出 描 寄 、垂直输出寄存器、感光区和输 发 存 生 出二极管组成。行扫描电路将光 器 器 敏元件内的信息转移到水平（行 感光区 ）方向上，由垂直方向的寄存器 将信息转移到输出二极管，输出 信号由信号处理电路转换为视频 面型CCD图像传感器结构 图像信号。
二相驱动
输出寄存器
检波二极管 视频输出
垂直转移 寄存器
感光区
二相驱动
光栅报时钟 (c)
图(c)所示结构是用得最多的一种结构形式。它将图(b)中 感光元件与存储元件相隔排列。即一列感光单元，一列不透光 的存储单元交替排列。在感光区光敏元件积分结束时，转移控 制栅打开，电荷信号进入存储区。随后，在每个水平回扫周期 内，存储区中整个电荷图像一次一行地向上移到水平读出移位 寄存器中。接着这一行电荷信号在读出移位寄存器中向右移位 到输出器件，形成视频信号输出。这种结构的器件操作简单， 但单元设计复杂，感光单元面积减小，图像清晰。 目前，面型CCD图像传感器使用得越来越多，所能生产的产 品的单元数也越来越多，最多已达1024×1024像元。我国也能 生产512×320像元的面型CCD图像传感器。
一、主动传感器
• 发射一定波长的信号，遇到目标时反射被传感 器接收，信号发射与接收之间的时间差TD（ti me difference）与传感器到目标的距离成正 比，通过TD即可得到距离。如激光雷达、微波 雷达等。 • 优点：直接获得深度图像，无需匹配 • 缺点：分辨率低、速度慢、反射率易受影响。
二、被动传感器
贝尔实验室的George Smith和 Willard Boyle将发明了的CCD原型
现代CCD芯片外观
二、CCD图像传感器
二、CCD
由于CCD具有光电转换、信息存储、延时和将 电信号按顺序传送等功能,且集成度高、功耗低, 因此得到飞速发展,是图像采集及数字化处理必不 可少的关键器件,广泛应用于科学、教育、医学、 商业、工业、军事和消费领域。
信号电荷的产生 信号电荷的存贮 CCD基本工作原理
信号电荷的传输
信号电荷的检测 基本功能：电荷的存贮和转移 特点：以电荷作为信号
(1)信号电荷的产生
光电导效应
(2)信号电荷的存储
当金属电极上加正电压时， 由于电场作用，电极下P型 硅区里空穴被排斥入地成耗 尽区。对电子而言，是一势 能很低的区域，称“势阱”。 有光线入射到硅片上时，光 子作用下产生电子—空穴对， 空穴被电场作用排斥出耗尽 区，而电子被附近势阱（俘 获），此时势阱内吸的光子 数与光强度成正比。
二、CCD图像传感器
二、CCD
每个感光元件对应图 像传感器中的一个像素点 ，由于感光元件只能感应 光的强度，无法捕获色彩 信息，因此彩色CCD图 像传感器必须在感光元件 上方覆盖彩色滤光片。
二、CCD图像传感器
二、CCD
最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2 ：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光 片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光 片），采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。
视频输出
二、CCD
线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要 应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等 多项影像输入产品上。
2. 电荷耦合器件的工作原理 CCD
光信息
电脉冲
脉冲只反映一个光敏元的受光情况 脉冲幅度的高低反映该光敏元受光照的强弱 输出脉冲的顺序可以反映一个光敏元的位置
完成图像传感
（3）电荷转移原理
读出移位寄存器 a.CCD电荷耦合器件是以 电荷为信号。 b.读出移位寄存器也是 MOS结构。 c.由三个十分邻近的电极 组成一个耦合单元,在三 个电极上分别施加脉冲波 三相时钟脉冲Φ1Φ2Φ3。
(4)电荷耦合器信号输出
CCD信号电荷 的输出的方式 主要有电流输 出、电压输出 两种,以电压 输出型为例： 有浮置扩散放 大器（FDA）、 浮置栅放大器 （FGA）
2、7 图像传感器
目录
1 2 3
1.1传感器概述
1.2压电传感器 1.3光电传感器 1.4电涡流传感器
4
5 6
1.5微波传感器
1.6超声波传感器 1.7图像传感器
7
图像传感器
• 图像采集设备，由3个部分组成：图像采集设 备（图像传感器）、图像处理硬件和图像处理 软件。 • 在ITS中，图像传感器分为主动传感器和被动 传感器两大类。
三、应用举例 CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、 光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合， 主要用来装配轻型摄像机、摄像头、工业监视器。 CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高 新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法， CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定 位和自动调焦等方面。
二相驱动
视频输出
P2 P3
P1
沟阻 感光区 析像单元
检波二极管 行 扫 描 发 生 器 感光区 二相驱动
输 出 寄 存 器
P1 P2 P3
存储区
视频输出
(a)
P2 P3
P1
输出栅 串行读出
(b)
图（b）所示结构增加了具有公共水平方向电极的不透光 的信息存储区。在正常垂直回扫周期内，具有公共水平方向电 极的感光区所积累的电荷同样迅速下移到信息存储区。在垂直 回扫结束后，感光区回复到积光状态。在水平消隐周期内，存 储区的整个电荷图像向下移动，每次总是将存储区最底部一行 的电荷信号移到水平读出器，该行电荷在读出移位寄存器中向 右移动以视频信号输出。当整帧视频信号自存储移出后，就开 始下一帧信号的形成。该CCD结构具有单元密度高、电极简单等 优点，但增加了存储器。
A、CCD的结构和工作原理
显微镜下的MOS元表面
CCD基本结构分两部分： （1）MOS（金属—氧化物—半导体） 光敏元阵列； 电荷耦合器件是在半导体硅片上 制作成百上千（万）个光敏元， 一个光敏元又称一个像素，在半 导体硅平面上光敏元按线阵或面 阵有规则地排列。 （2）读出移位寄存器。
CCD结构示意图
一、COMS传感器 三、CMOS
3.分类
CMOS 无源 像素 传感 器 PPS 有源 像素 传感 器 APS 数字 像素 传感 器 DPS
视觉传感器、应力传感器、指纹图像传感器 、凹型传感器等
一、COMS传感器 三、CMOS
Tx：开关管 Col：列总线
M1：复位管 M2：源跟随器 M3：行选通管 Col：列总线
a.线阵型
二、CCD器件
电荷输出控制波形
B、CCD器件 64位线阵CCD结构
B、CCD器件
b.面阵电荷耦合器
b．面型CCD图像传感器 面型 CCD 图像传感器由感光区、信号存储区和输出转移部 分组成。目前存在三种典型结构形式，如图所示。 图 (a) 所示结构由行扫描电路、垂直输出寄存器、感光区 和输出二极管组成。行扫描电路将光敏元件内的信息转移到水 平（行）方向上，由垂直方向的寄存器将信息转移到输出二极 管，输出信号由信号处理电路转换为视频图像信号。这种结构 易于引起图像模糊。
PPS
APS
DPS将模／数转换集成在每一个像素单元里，每一像 素单元输出的是数字信号。该器件的优点是高速数字读出 ，无列读出噪声或固定图形噪声，工作速度更快，功耗更 低。
二、CCD图像传感器
二、CCD
1.简介
电荷耦合器件(Charge-Coupled Devices)简称 CCD，是 1970年由美国贝尔实验室首先研制出来的新型固体器件。 作为MOS技术的延伸而产生的一种半导体器件。
• 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检 测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜 在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测 量工件的尺寸或缺陷； • 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识 别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用； • 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视 装置、指纹机；
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）， 互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS数字集成电路的基本单元。 1970年，CMOS图 像传感器在NASA 的喷气推进实验室 制造成功。 1997年，英国爱丁 堡VLSI Version 公司首次实现 CMOS图像传感器 的商品化。
• 视觉传感器，以非扩散的方式接 收数据，对环境没有任何信号污 染。 • 速度快 ，满足ITS要求 • 但受雾、夜间、阳光直射影响
视觉传感器
可见光成像
非可见光成像
COMS
CCD
紫外成像
红外成像
无线电成像
超声成像
图像传感器
图像传感器
www.themegallery.com
Company Logo
一、COMS传感器 三、CMOS
二、CCD器件 对不同型号的CCD器件而言，其工作机理是相同 的。 不同型号的CCD器件具有完全不同的外型结构和 驱动时序，在实际使用时必须加以注意。 我们可以通过器件供货商或直接向生产厂家索 取相关资料，为CCD器件的应用提供技术支持。
2、特性参数
Biblioteka Baidu
CCD器件的物理性能可以用特性参数来描述 内部参数描述的是CCD存储和转移信号电荷有 关的特性,是器件理论设计的重要依据； 外部参数描述的是与CCD应用有关的性能指标 主要包括以下内容：电荷转移效率、转移损失 率、工作频率、电荷存储容量、灵敏度、分辨 率。
二、CCD图像传感器
3.2 光电器件-电荷耦合器件
二、CCD图像传感器
二、CCD图像传感器
二、CCD
2.结构与工作原理
•感光二极管（Photodiode） •并行信号寄存器（Shift Register） -用于暂时储存感光后产生的电荷 •串行信号寄存器（Transfer Register） -用于暂时储存并行积存器的模拟信号并 将电荷转移放大 •信号放大器-用于放大微弱电信号 •模/数转换器-将放大的电信号转换 成数字信号
1、分类
二、CCD器件
CCD器件分为线阵CCD和面阵CCD，结构上有多种 不同形式，如单沟道CCD、双沟道CCD、帧转移结构 CCD、行间转移结构CCD。 线阵CCD结构 线阵CCD传感器是由一列MOS光敏元和一列移位寄存 器并行构成。光敏元和移位寄存器之间有一个转移控 制栅，1024位线阵，由1024个光敏元1024个读出移位 寄存器组成。读出移位寄存器的输出端Ga一位位输出 信息，这一过程是一个串行输出过程。
CMOS图像传感器芯片结构框图
CMOS图像传感器像素阵列
一、COMS传感器 三、CMOS
CMOS感光元件的构成比较复杂，除处于核 心地位的感光二极管之外，它还包括放大器与模 数转换电路，每个像素点的构成为一个感光二极 管和三颗晶体管，而感光二极管占据的面积只是 整个元件的一小部分，造成CMOS传感器的开口 率远低于CCD（开口率：有效感光区域与整个感 光元件的面积比值）；这样在接受同等光照及元 件大小相同的情况下，CMOS感光元件所能捕捉 到的光信号就明显小于CCD元件，灵敏度较低。
现代CMOS芯片外观
一、COMS传感器
• “无源像敏单元” 成像质量差、像敏单元尺 寸小、填充率低、响应速度慢 • “有源像敏单元” 增添了光敏元件和像敏单 元的寻址开关，增加了信号放大和处理等电路， 提高了光电灵敏度、减少了噪声，扩大动态范 围。
一、COMS传感器 三、CMOS
2.结构与工作原理
MOS电容
CCD 是由规则排列的金属—氧化物—半导体 （Metal Oxide Semiconductor,MOS）电容阵列组成。
Metal Oxide Semiconductor
二、CCD
光信息
CCD
电脉冲
脉冲只反映一个感光元件的受光情况 脉冲幅度的高低反映该感光元件受光照的强弱 输出脉冲的顺序可以反映一个感光元件的位置 完成图像传感
电荷耦合器件的光电物理效应
一个MOS结构元为MOS光敏元或一个像素， 把一个势阱所收集的光生电子称为一个电荷包； CCD器件内是在硅片上制作成百上千的MOS元， 每个金属电极加电压，就形成成百上千个势阱； 如果照射在这些光敏元上是一幅明暗起伏的图 象，那么这些光敏元就感生出一幅与光照度响应的 光生电荷图象。 这就是电荷耦合器件的光电物理效应基本原理。
二、CCD
CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。
光敏元件 转移栅 输出
不透光的电荷转移结构 (a)
光积分区 转移栅 输出
(b)
线型CCD图像传感器
二、CCD
面型CCD图像传感器由感光 输出二极管 区、信号存储区和输出转移部分 组成。 行 输 扫 左图所示结构由行扫描电路 出 描 寄 、垂直输出寄存器、感光区和输 发 存 生 出二极管组成。行扫描电路将光 器 器 敏元件内的信息转移到水平（行 感光区 ）方向上，由垂直方向的寄存器 将信息转移到输出二极管，输出 信号由信号处理电路转换为视频 面型CCD图像传感器结构 图像信号。
二相驱动
输出寄存器
检波二极管 视频输出
垂直转移 寄存器
感光区
二相驱动
光栅报时钟 (c)
图(c)所示结构是用得最多的一种结构形式。它将图(b)中 感光元件与存储元件相隔排列。即一列感光单元，一列不透光 的存储单元交替排列。在感光区光敏元件积分结束时，转移控 制栅打开，电荷信号进入存储区。随后，在每个水平回扫周期 内，存储区中整个电荷图像一次一行地向上移到水平读出移位 寄存器中。接着这一行电荷信号在读出移位寄存器中向右移位 到输出器件，形成视频信号输出。这种结构的器件操作简单， 但单元设计复杂，感光单元面积减小，图像清晰。 目前，面型CCD图像传感器使用得越来越多，所能生产的产 品的单元数也越来越多，最多已达1024×1024像元。我国也能 生产512×320像元的面型CCD图像传感器。
一、主动传感器
• 发射一定波长的信号，遇到目标时反射被传感 器接收，信号发射与接收之间的时间差TD（ti me difference）与传感器到目标的距离成正 比，通过TD即可得到距离。如激光雷达、微波 雷达等。 • 优点：直接获得深度图像，无需匹配 • 缺点：分辨率低、速度慢、反射率易受影响。
二、被动传感器
贝尔实验室的George Smith和 Willard Boyle将发明了的CCD原型
现代CCD芯片外观
二、CCD图像传感器
二、CCD
由于CCD具有光电转换、信息存储、延时和将 电信号按顺序传送等功能,且集成度高、功耗低, 因此得到飞速发展,是图像采集及数字化处理必不 可少的关键器件,广泛应用于科学、教育、医学、 商业、工业、军事和消费领域。
信号电荷的产生 信号电荷的存贮 CCD基本工作原理
信号电荷的传输
信号电荷的检测 基本功能：电荷的存贮和转移 特点：以电荷作为信号
(1)信号电荷的产生
光电导效应
(2)信号电荷的存储
当金属电极上加正电压时， 由于电场作用，电极下P型 硅区里空穴被排斥入地成耗 尽区。对电子而言，是一势 能很低的区域，称“势阱”。 有光线入射到硅片上时，光 子作用下产生电子—空穴对， 空穴被电场作用排斥出耗尽 区，而电子被附近势阱（俘 获），此时势阱内吸的光子 数与光强度成正比。
二、CCD图像传感器
二、CCD
每个感光元件对应图 像传感器中的一个像素点 ，由于感光元件只能感应 光的强度，无法捕获色彩 信息，因此彩色CCD图 像传感器必须在感光元件 上方覆盖彩色滤光片。
二、CCD图像传感器
二、CCD
最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，以1：2 ：1的构成由四个像点构成一个彩色像素（即红蓝滤光 片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光 片），采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。
视频输出
二、CCD
线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要 应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等 多项影像输入产品上。
2. 电荷耦合器件的工作原理 CCD
光信息
电脉冲
脉冲只反映一个光敏元的受光情况 脉冲幅度的高低反映该光敏元受光照的强弱 输出脉冲的顺序可以反映一个光敏元的位置
完成图像传感
（3）电荷转移原理
读出移位寄存器 a.CCD电荷耦合器件是以 电荷为信号。 b.读出移位寄存器也是 MOS结构。 c.由三个十分邻近的电极 组成一个耦合单元,在三 个电极上分别施加脉冲波 三相时钟脉冲Φ1Φ2Φ3。
(4)电荷耦合器信号输出
CCD信号电荷 的输出的方式 主要有电流输 出、电压输出 两种,以电压 输出型为例： 有浮置扩散放 大器（FDA）、 浮置栅放大器 （FGA）
2、7 图像传感器
目录
1 2 3
1.1传感器概述
1.2压电传感器 1.3光电传感器 1.4电涡流传感器
4
5 6
1.5微波传感器
1.6超声波传感器 1.7图像传感器
7
图像传感器
• 图像采集设备，由3个部分组成：图像采集设 备（图像传感器）、图像处理硬件和图像处理 软件。 • 在ITS中，图像传感器分为主动传感器和被动 传感器两大类。
三、应用举例 CCD传感器应用时是将不同光源与透镜、镜头、 光导纤维、滤光镜及反射镜等各种光学元件结合， 主要用来装配轻型摄像机、摄像头、工业监视器。 CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高 新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法， CCD被广泛用于在线检测尺寸、位移、速度、定 位和自动调焦等方面。
二相驱动
视频输出
P2 P3
P1
沟阻 感光区 析像单元
检波二极管 行 扫 描 发 生 器 感光区 二相驱动
输 出 寄 存 器
P1 P2 P3
存储区
视频输出
(a)
P2 P3
P1
输出栅 串行读出
(b)
图（b）所示结构增加了具有公共水平方向电极的不透光 的信息存储区。在正常垂直回扫周期内，具有公共水平方向电 极的感光区所积累的电荷同样迅速下移到信息存储区。在垂直 回扫结束后，感光区回复到积光状态。在水平消隐周期内，存 储区的整个电荷图像向下移动，每次总是将存储区最底部一行 的电荷信号移到水平读出器，该行电荷在读出移位寄存器中向 右移动以视频信号输出。当整帧视频信号自存储移出后，就开 始下一帧信号的形成。该CCD结构具有单元密度高、电极简单等 优点，但增加了存储器。
A、CCD的结构和工作原理
显微镜下的MOS元表面
CCD基本结构分两部分： （1）MOS（金属—氧化物—半导体） 光敏元阵列； 电荷耦合器件是在半导体硅片上 制作成百上千（万）个光敏元， 一个光敏元又称一个像素，在半 导体硅平面上光敏元按线阵或面 阵有规则地排列。 （2）读出移位寄存器。
CCD结构示意图
一、COMS传感器 三、CMOS
3.分类
CMOS 无源 像素 传感 器 PPS 有源 像素 传感 器 APS 数字 像素 传感 器 DPS
视觉传感器、应力传感器、指纹图像传感器 、凹型传感器等
一、COMS传感器 三、CMOS
Tx：开关管 Col：列总线
M1：复位管 M2：源跟随器 M3：行选通管 Col：列总线
a.线阵型
二、CCD器件
电荷输出控制波形
B、CCD器件 64位线阵CCD结构
B、CCD器件
b.面阵电荷耦合器
b．面型CCD图像传感器 面型 CCD 图像传感器由感光区、信号存储区和输出转移部 分组成。目前存在三种典型结构形式，如图所示。 图 (a) 所示结构由行扫描电路、垂直输出寄存器、感光区 和输出二极管组成。行扫描电路将光敏元件内的信息转移到水 平（行）方向上，由垂直方向的寄存器将信息转移到输出二极 管，输出信号由信号处理电路转换为视频图像信号。这种结构 易于引起图像模糊。
PPS
APS
DPS将模／数转换集成在每一个像素单元里，每一像 素单元输出的是数字信号。该器件的优点是高速数字读出 ，无列读出噪声或固定图形噪声，工作速度更快，功耗更 低。
二、CCD图像传感器
二、CCD
1.简介
电荷耦合器件(Charge-Coupled Devices)简称 CCD，是 1970年由美国贝尔实验室首先研制出来的新型固体器件。 作为MOS技术的延伸而产生的一种半导体器件。
• 利用CCD测量几何量，CCD诞生后，首先在工业检 测中制成测量长度的光电传感器，物体通过物镜 在CCD光敏元上造成影像，CCD输出的脉冲表征测 量工件的尺寸或缺陷； • 用于传真技术，文字、图象识别。例如用CCD识 别集成电路焊点图案，代替光点穿孔机的作用； • 自动流水线装置，机床、自动售货机、自动监视 装置、指纹机；