图像传感器PPT演示文稿

图 9.40 数码相机基本结构
图8.19 数码相机基本结构
存储卡 CPU
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8.4 图像传感器
8.4.4 CCD图像传感器的发展趋势 从目前CCD技术的发展趋势来看，主要有以下几
个方向： 1. 高分辨率。 2. 高速度。 3. 微型、超小型化。 4. 新型器件结构。 5. 微光CCD。 6. 多光谱CCD器件。 7. 超级(Super)CCD。
8.4 图像传感器
图像传感器是20世纪70年代发展起来的一 种新型器件，它是利用光电器件的光电转换原 理，将其感光面上的光像转换成为与光像成相 应比例关系的电信号“图像”的一种器件。图 像传感器具有体积小、重量轻、析像度高、功 耗低和低电压驱动等优点，可探测可见光、紫 外光、x射线、红外光和电子轰击等，广泛应 用于图像识别和传送。本节着重介绍CCD 图像 传感器。
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8.4 图像传感器
势阱
V+ 金属电极 SiO2
P 型硅
图8.12 MOS电容的结构
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8.4 图像传感器
2. 电荷注入器件（CID）
CID是CCD 的一种特殊形式。它只具 有积蓄电荷的功能而无转移电荷的功能。
导体电极（-10 V ) 信号电荷
SiO2 膜
p+
n-Si 衬底
势阱 （a）
导体电极（0 V)
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8.4 图像传感器
8.4.1 图像传感器的敏感元件 图像传感器的敏感元件有CCD（信号
电荷耦合器件）、CID（信号电荷器件）、 BBD（戽链式器件）以及MOS（金属— 氧化物—半导体）等 。
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8.4 图像传感器
1. 信号电荷耦合器件（CCD） 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 。
4. MOS式光电变换器件
把MOSFET 的源区充当感光部分的 光电变换器。
SiO2 膜
栅
输出 R
p-Si衬底
源（ n+层）
漏（n+ 层）
图8. 14 MOS式光电变换器件
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8.4 图像传感器
8.4.2 CCD图像传感器 CCD（Charge Couple Device ）图像传感器
是一种MOS结构的新型器件，它具有光电转换、 信号存储和信号传输（自扫描）的功能，是最 有发展前途的固体图像传感器。 CCD固态图像传感器由感光部分和移位寄 存器组成。 感光部分是指在同一半导体衬底上布设的 由若干光敏单元组成的阵列元件。
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8.4 图像传感器
4. 数字摄像机
镜头 CCD线
景
物
型图像
传感器
放
大
A/D转
压缩
器
换器
编码
扫描电路
图 9.39 数字摄像机基本结构
图8.18 数字摄像机基本结构
存储卡 磁带 电动机
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8.4 图像传感器
5. 数码相机
镜头 CCD彩
景
物
色图像
传感器
放大器
取景器 电路
A/D转换器
ASIC集成 电路
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Байду номын сангаас
8.4 图像传感器
根据光敏元件排列形式的不同，CCD固态 图像传感器可分为线阵和面阵两种。
线阵是指在一块芯片上制造了紧密排列的 许多光敏元，它们排列成一条直线，感受一维 方向的光强变化；
面阵是指将光敏元件数目从256个到4096 个或更多；而在面阵中，光敏元的数目可以是 600 ×500（个），甚至4096 ×4096个以上。
滤光片 透镜 固态图像 传感器
放大
比较
校正
显示
光源（钨丝灯泡即可） 图 9.37 工件微小伤痕及污垢检测
图8.16 尺寸微小伤痕及污垢检测
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8.4 图像传感器
3. 月票自动发售机
顾客
申请单
CCD线
放
镜头
型图像
大
传感器
器
光源
纸
自动 誉写机
打
印
月
票
机
图 9.38 月票自动发售机结构组成
图8.17 月票自动发售机结构组成
p+
（b）
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8.4 图像传感器
3. 戽链式器件（BBD）
BBD与CCD相同，它同时具备电荷存储与转 移功能。图8.13是其界面构造及等效电路图。
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导体电极
SiO2 膜 n+ 层
p-Si 衬底
（a）
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（b）
图8.13 BBD及其等效电路 （a）BBD的构造；（b）等效电路
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8.4 图像传感器
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8.4 图像传感器
8.4.3 CCD图像传感器的应用
1. 尺寸测量
线型 传感器 滤光片 红外滤光片
透镜
驱动电路
L
放大
a
b n p
计数、运 算、显示
图 9.36 CCD图像传感器工件尺寸检测系统
图8.15 CCD图像传感器工件尺寸检测系统
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8.4 图像传感器
2. 工件伤痕及表面污垢测试
伤痕或污垢
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