现代检测技术版课件-092图像传感器

现代检测图像传感精勤敦精勤敦笃果毅忠恕主要内图像传感CCD,图像测量照明、镜头、图像传感器、图 、图像处图像处基本概念、图像增强、图像分图像测量信 图 控制中枢、图像处图像传固态图像传感器是高度集成的半导体光电器件，在一件上可以完成固态图像传感器 是电荷转移器件，有五种类型电荷耦合器件互补式金属-氧化物-半导体（CMOS）电 器件电荷耦合器件是以阵列形式排列在衬底材料上的金属－氧化物－半导（MetalOxideSemiconductor，简称MOS）电容器组成的，金二氧化P型

势阱(光生电子MOS光敏单元电荷CCD光敏像元金二氧金二氧P势阱(光生电子型衬OS，—上施加一足够大的正点，导体面将于深尽状态半导体表面形成半导表面对于内的电称为势阱深。势阱可以 少载流（型衬底情况下少数载流子是电阱越深 荷越。当光照射到硅片上时，在光子作用下产生电子-自由电子会被势阱收集，电子数主要取决于光照强度和（积分）时间的长CCD电荷的收集和 电荷积蓄、转

+U+Uφ输3CCD电荷的收集和在t1时刻，电极1、47下方出现势阱，并收

到光生电荷，电荷的1φφ2 1φ 电极2、5、8下方势阱 深，原 在电极1、43 7下方的电荷将在电场34 用下转移到2、5、8下方45 到t3时刻，电荷全部5CCD电荷的收集和CCD结CCD结构主要功能模光敏区（成像区、光电转换转移栅 ，转移电荷电荷移位寄存器阵列（电荷移位输出电荷/电压转换器和电压放大器（输 信号CCD图像传感器的上。线型CCD可以直接接收一维光信号，主要用于测传真和光学文字识别技术按一定的方式将一维线型CCD的光敏单元及移位寄器排列成二维阵列，即可以构成二维面型CCD线型CCD工作原 线型CCD工作原为了减少信号电荷在转移过程中的损失，通常面型CCD工作原常见的结构有隔列转移结构（行间传输）和帧转移（场传输）呈二维排列，每单遮光的垂直移位寄存器隔开，光像敏单元与垂直移位寄存器之敏间又有转移控制栅。像敏单元元单到信号。

转移水平移位寄存 输面型CCD工作原 彩色CCD结 不能区分不同光谱的颜色，为了区光谱的RGB三基色，常采三晶片结构片CCD上。彩色CCD结彩色滤波阵列—Bayer滤波器

克CCD的长宽比和CCD长宽比为4：3，尺寸如图所示768*576,1024*768,2048*2048等CCD的基本特性 响应度（）和积分响应度（对连续波长辐射光光谱特性：响应度与入射光频率或波长的关系（谱峰值硅晶片对400n至1060n（nfRdilt）。在机器视觉中，可将IR滤波器去掉 特定谱滤波器，制成红外光感应器CCD的光谱CCD的基本特性暗电流：无光信号时的输出电流——图像噪分辨率CCD实际分辨率=光敏单元中心距/光学系统放均匀性：光敏单元对光强度响应的一致CCD传感器的应用非接触检测响应快可靠性高,维修简便测量精度高体积小,重量轻;容易与计算机连CMOS图像传CMOS（ComplementaryMetalOxide是集成电路中广泛使用的一个基本单元，在动 器中广出现于20世纪70年代初，早期CMOS图像传感 质量差仅用 90年代后重新得到关注，低功耗、高集成度 CCD和CMOS的工作以电荷形式传 以电压形式传CCD和CM