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人通過光電開關(guān)由光學(xué)成像系統(tǒng)把圖像成像在CCD光敏單元陣列上，將光強(qiáng)度分布信號(hào)轉(zhuǎn)變成光電荷密度分布信號(hào)；然后，通過驅(qū)動(dòng)脈沖驅(qū)動(dòng)光生電荷轉(zhuǎn)移，從CCD移位寄存器中轉(zhuǎn)移出去，獲得一維的圖像信號(hào)，若使用線性CCD對(duì)二維圖像作掃描運(yùn)動(dòng)，則可獲得二維圖像信號(hào)。掃描儀、傳真機(jī)和復(fù)印機(jī)等都采用線陣CCD作均勻掃描運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。
單線結(jié)構(gòu)線陣CCD
單線結(jié)構(gòu)線陣CCD由光敏單元陣列、轉(zhuǎn)移控制棚和CCD模擬移位寄存器組成。轉(zhuǎn)移控制棚用于隔離或溝通光敏單元陣列和CCD移位寄存器。在棚極上加驅(qū)動(dòng)脈沖電壓，光照射在光敏單元上，使光敏單元?jiǎng)葳宀粩喾e累光生電荷，這段時(shí)間為光積分時(shí)間。此時(shí)轉(zhuǎn)移控制棚加控制脈沖低電平，光敏單元與移位寄存器隔離。光積分結(jié)束后，轉(zhuǎn)移控制棚的電壓為高電平，光敏單元與轉(zhuǎn)移寄存器溝通，各光敏單元積累的光生電荷并行耦合到對(duì)應(yīng)移位寄存器電極下，即電注入。轉(zhuǎn)移控制棚的高電平時(shí)間短，低電平時(shí)間長(zhǎng)，即光積分時(shí)間大于轉(zhuǎn)移時(shí)間。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，如用線陣CCD獲得二維信號(hào)，則掃描結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)光敏單元陣列開始下一次光積分。在每次光積分時(shí)間里，CCD在三相對(duì)時(shí)鐘脈沖作用下，將移位寄存器中的信號(hào)電荷由輸出端依次輸出，經(jīng)放大形成時(shí)序信號(hào)。
光敏單元可做得很小，其間隔也很微小，但光敏單元尺寸仍是提高CCD分辨率的主要障礙。分辨率是評(píng)價(jià)CCD識(shí)別微小光像和再現(xiàn)光像能力的指標(biāo)，一般用光電開關(guān)傳感器調(diào)制傳遞函數(shù)MTF表示。MTF以空間頻率為參變量來描述輸入光像與輸出電信號(hào)之比。空間頻率是指明、暗相間光纖條紋子啊空間出現(xiàn)的頻度，單位是線對(duì)/mm。明、暗相間兩條紋為一對(duì)，線對(duì)寬度等于兩明線或兩暗線中心距。線陣CCD可獲得較高的測(cè)量精度。但增加光敏單元數(shù)目會(huì)提高電荷轉(zhuǎn)移損失率。每個(gè)光敏單元的尺寸乘以光敏單元數(shù)目為CCD的工作長(zhǎng)度。 |
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