MOS電容在光照情況下產生光生電荷
發(fā)布時間:2015/9/4 9:42:32 訪問次數(shù):1314
CCD圖像傳感器。MOS電容在光照情況下產生光生電荷,在三相時序脈沖控制下轉移輸出的結構, FXO-HC526R-100實質上是一種電荷耦合器件與移位寄存器合二為一的結構,稱為光積蓄式結構。這種結構雖簡單,但容易產生“拖尾”現(xiàn)象,圖像模糊不清,同時靈敏度較低。因此,現(xiàn)在CCD圖像傳感器上更多采用電荷耦合器件與移位寄存器分離的方式。這種結構用光敏二極管陣列作為感光元件。光敏二極管在受到光照時,產生對應于入射光量的電荷,經(jīng)電注入法引入CCD敏感元件陣列的勢阱中,便成為用光敏二極管光的C圖像傳感器。它的靈敏度高,在低照度下也能獲得清晰的圖像,強光下不會燒傷感光面。
按照掃描方式的不同,可以將固態(tài)圖像傳感器分為線陣固態(tài)圖像傳感器(一維CCD)和面陣固態(tài)圖像傳感器(二維CCD)。前者可以直接將接收到的一維光信號轉換為時序的電信號輸出,獲得一維的圖像信號,它對勻速運動物體進行掃描成像非常方便,掃描儀、傳真機等采用這種傳感器。面陣固態(tài)圖像傳感器則可以將二維圖像直接轉變?yōu)橐曨l信號輸出,它由若干行線陣CCD排列在一起組成,有行轉移、幀轉移和行間轉移方式等多種類型。
CCD圖像傳感器的選擇。CCD圖像傳感器選擇的主要指標有:
采樣頻率的選擇根據(jù)采樣定理,若已知圖像的最大空間頻率局(線數(shù)/mm),則采樣頻率應大于2k。
例如:已知忌=40線/mm,則采樣頻率大于80線/mm,即采樣尺=l/80mm=12.5 ym(分辨率)。
合理選擇動態(tài)特性,保證轉換后圖像不失真,若于CCD的動態(tài)響應截止頻率,則所測量的圖像光強隨時間變化的頻率不能大于2f。
由于CCD存在一些技術上無法克服的缺點,且隨著CMOS工藝和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,CMOS圖像傳感器又逐漸成為圖像顯示領域的研究熱點。
CMOS圖像傳感器原理。CCD和CMOS使用相同的光敏材料,受光后產生電子的原理相同,并且具有相同的靈敏度和光譜特性。但是,在CMOS傳感器中,勢阱中積聚的電荷不是通過移位寄存器讀出,而是立即被MOS電容中的放犬器所檢測,通過直接尋址方式讀出信號。它的主要優(yōu)勢是成本低、功耗低、數(shù)字接口簡單,通過系統(tǒng)集成可實現(xiàn)小型化和智能化。
CCD圖像傳感器。MOS電容在光照情況下產生光生電荷,在三相時序脈沖控制下轉移輸出的結構, FXO-HC526R-100實質上是一種電荷耦合器件與移位寄存器合二為一的結構,稱為光積蓄式結構。這種結構雖簡單,但容易產生“拖尾”現(xiàn)象,圖像模糊不清,同時靈敏度較低。因此,現(xiàn)在CCD圖像傳感器上更多采用電荷耦合器件與移位寄存器分離的方式。這種結構用光敏二極管陣列作為感光元件。光敏二極管在受到光照時,產生對應于入射光量的電荷,經(jīng)電注入法引入CCD敏感元件陣列的勢阱中,便成為用光敏二極管光的C圖像傳感器。它的靈敏度高,在低照度下也能獲得清晰的圖像,強光下不會燒傷感光面。
按照掃描方式的不同,可以將固態(tài)圖像傳感器分為線陣固態(tài)圖像傳感器(一維CCD)和面陣固態(tài)圖像傳感器(二維CCD)。前者可以直接將接收到的一維光信號轉換為時序的電信號輸出,獲得一維的圖像信號,它對勻速運動物體進行掃描成像非常方便,掃描儀、傳真機等采用這種傳感器。面陣固態(tài)圖像傳感器則可以將二維圖像直接轉變?yōu)橐曨l信號輸出,它由若干行線陣CCD排列在一起組成,有行轉移、幀轉移和行間轉移方式等多種類型。
CCD圖像傳感器的選擇。CCD圖像傳感器選擇的主要指標有:
采樣頻率的選擇根據(jù)采樣定理,若已知圖像的最大空間頻率局(線數(shù)/mm),則采樣頻率應大于2k。
例如:已知忌=40線/mm,則采樣頻率大于80線/mm,即采樣尺=l/80mm=12.5 ym(分辨率)。
合理選擇動態(tài)特性,保證轉換后圖像不失真,若于CCD的動態(tài)響應截止頻率,則所測量的圖像光強隨時間變化的頻率不能大于2f。
由于CCD存在一些技術上無法克服的缺點,且隨著CMOS工藝和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,CMOS圖像傳感器又逐漸成為圖像顯示領域的研究熱點。
CMOS圖像傳感器原理。CCD和CMOS使用相同的光敏材料,受光后產生電子的原理相同,并且具有相同的靈敏度和光譜特性。但是,在CMOS傳感器中,勢阱中積聚的電荷不是通過移位寄存器讀出,而是立即被MOS電容中的放犬器所檢測,通過直接尋址方式讀出信號。它的主要優(yōu)勢是成本低、功耗低、數(shù)字接口簡單,通過系統(tǒng)集成可實現(xiàn)小型化和智能化。