医用传感器_9题稿.ppt

* * 我国也能生产多到2000单元以上的线型图像传感器，国际水平达5732个单元。 线型图像传感器只能用于一维检测系统，为了能传送平面图像信息，必须增加自动扫描机构，或者直接使用面型CCD图像传感器。 电荷转移 电荷转移 位移（水平）寄存器 平行（垂直）寄存器 像素 图像感应区(感光区) 输出 CCD 电荷转移 CCD电荷定向转移 —— 三相控制方式 经过一个时钟脉冲 周期，电荷从前一 组的一个电极下， 转移到下一组的同 号电极下。 —— 电荷定向转移 第一组 第二组 三相控制是在线阵列的每一个像素上有三个金属电极P1,P2,P3,依次在其上施加三个相位不同的控制脉冲Φ1，Φ2，Φ3， 随着控制脉冲的分配，少数载流子便从CCD的一端转移到最终端。终端的输出二极管搜集了少数载流子，送入放大器处理，便实现电荷移动。 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 电荷包的转移是通过变换CCD电极电压来完成的。下图中，标注红色的电极为高电势，标注黑色的电极为低电势。 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 时间滑尺 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 1 2 3 当第一个电荷包由右边移出时，下一个电荷包由左边移入。 电荷的转移 三相CCD 1 2 3 +5V 0V -5V +5V 0V -5V +5V 0V -5V 1 2 3 电荷的转移 三相CCD OD RD R SW 输出三极管 复位三极管 +5V 0V -5V +10V 0V R SW Vout RD 和OD 取恒定电压 Vout 最后一个移位寄存器 电荷包输出 OD RD R SW +5V 0V -5V +10V 0V R SW Vout Vout 复位三极管 输出三极管 最后一个移位寄存器 RD 和OD 取恒定电压 电荷包输出 OD RD R SW +5V 0V -5V +10V 0V R SW Vout Vout 复位三极管 输出三极管 最后一个移位寄存器 RD 和OD 取恒定电压 电荷包输出 OD RD R SW +5V 0V -5V +10V 0V R SW Vout Vout RD 和OD 取恒定电压 复位三极管 输出三极管 最后一个移位寄存器 电荷包输出 CCD的工作过程总结 两种CCD器件介绍： 1、线型CCD图像传感器 2、面阵CCD图像传感器 线型CCD图像传感器 * 尺 寸 检 测 双行结构的线型CCD图像传感器 如何检测二维图像 面阵CCD图像传感器 —— 在x、y两个方向上实现电子自扫描 缺点：易引起图像 模糊 优点： 电极结构简单，转移单元较密。 缺点： 需要附加存储器。 优点：帧传输一次转移完成，器件操作简单，图像清晰。 缺点：单元设计复杂，感光面积减少。 —— 电视摄像系统最好方式。 面阵CCD图像传感器 CCD器件主要特性参数 分辨率 CCD图象传感器的分辨率用调制转移函数MTF表征。当光强以正弦变化的图像作用在传感器上时，电信号幅度随光像空间频率的变化为调制转移函数MTF。 根据奈奎斯特采样定理，定义图像传感器的最高分辨率fm等于它的空间采样频率f0的一半，即 .暗电流 暗电流起因于热激发产生的电子－空穴对，是缺陷产生的主要原因。CCD器件暗电流越小越好。 灵敏度 图象传感器的灵敏度是指单位发射照度下，单位时间、单位面积发射的电量，即 CCD图像传感器应用 1、线阵CCD器件检测工件尺寸 L——工件尺寸， N——覆盖的光敏单元 d——相邻光敏单元中心距离 M——光学系统放大率 2d为图象末端两个光敏单元之间可能的最大误差。根据目前产品情况d＝0．013～0．03mm。 2.线列CCD摄像系统 3.文字图像识别系统