典型线阵CCD图像传感器

1、教学进度图像传感器的概述图像传感器的概述光电技术基础光电技术基础光源光源CCD图像传感器基本工作原理图像传感器基本工作原理典型面阵典型面阵ICCD视频信号处理及视频信号处理及计算机数据采集计算机数据采集图像传感器的典型应用图像传感器的典型应用典型线阵典型线阵ICCD图像传感器基本原理及电视制式图像传感器基本原理及电视制式第六讲第六讲 典型线阵典型线阵CCD图像传感器图像传感器不同的线阵不同的线阵CCD具有不同的特点，适用于不同的具有不同的特点，适用于不同的应用场合。应用场合。 本章从应用的角度介绍几种典型线阵本章从应用的角度介绍几种典型线阵CCD的基的基本结构、特性参数、驱动方式和应用特点。本

2、结构、特性参数、驱动方式和应用特点。p 典型单沟道线阵典型单沟道线阵CCD-TCD1209Dp 典型双沟道线阵典型双沟道线阵CCD-TCD1206SUPp 具有具有积分时间调整积分时间调整功能的线阵功能的线阵CCD-TCD1205Dp 并行输出并行输出的线阵的线阵CCDp 用于用于光谱探测光谱探测的高性能线阵的高性能线阵CCDp 彩色线阵彩色线阵CCDp 环形线阵环形线阵CCD第六讲第六讲 典型线阵典型线阵CCD图像传感器图像传感器一、典型单沟道线阵一、典型单沟道线阵CCDLinear Image Sensor CCDPDF说明书说明书1 、TCD1209D的基本结构的基本结构 TCD1209

3、D为典型的为典型的二相二相单沟道单沟道型线阵型线阵CCD图像传感器，图像传感器，其其基本结构基本结构、工作原理工作原理及及驱动电路驱动电路等都具有典型性。等都具有典型性。结构组成：结构组成：Photo Diode/转移栅转移栅/CCD模拟移位寄存器模拟移位寄存器/输出单元输出单元每个光敏单元尺寸每个光敏单元尺寸1414um，相邻两光敏单元中心距，相邻两光敏单元中心距14um，光敏单元总长度光敏单元总长度28.672mm（204814um）有效像敏区域(2048个)被遮蔽光电二极管(前19个后8个共27个)1）为何）为何PD最左边为最左边为D13？还有？还有D0D12吗？吗？ 所有的光电二极管已

4、经在此图给出，总共所有的光电二极管已经在此图给出，总共2048+27=2075个。即没有实物存在个。即没有实物存在的的D0D12。它们只是虚设的单元。它们只是虚设的单元(在移位寄存器中有在移位寄存器中有12组对应单元组对应单元)2）遮蔽的）遮蔽的27个个PD的作用？的作用？ 获得暗电流等信息用于对有效信号处理获得暗电流等信息用于对有效信号处理3）根据原理图请问）根据原理图请问CCD模拟移位寄存器的驱动电极至少多少？模拟移位寄存器的驱动电极至少多少？（2048+27+13）2 = 4176个。个。转移栅与光敏阵列及移位寄存器的交叠结构转移栅与光敏阵列及移位寄存器的交叠结构Up为光敏单元；为光敏单

5、元；CR1为为CCD模拟移位寄存器的一个电极；模拟移位寄存器的一个电极；SH为转移栅为转移栅（shift gate）输入信号输入信号 高电平高电平:沟通光敏阵列和移位寄存器沟通光敏阵列和移位寄存器,信号电荷转移到信号电荷转移到CR1势阱势阱 低电平低电平:隔离二者隔离二者,光敏单元阵列积分光敏单元阵列积分,移位寄存器逐位输出；移位寄存器逐位输出； 转移脉冲转移脉冲SH高电平时高电平时, CR1脉冲也应为高电平；脉冲也应为高电平； SH的下降沿时，的下降沿时，CR1也也为高电平，以保证信号完为高电平，以保证信号完整转移成功。整转移成功。(时序及电平要求之一时序及电平要求之一) RS脉冲和脉冲和C

6、R脉冲的时序关系？脉冲的时序关系？2 、TCD1209D的基本工作原理的基本工作原理 TCD1209D的驱动脉冲波形图（掌握）的驱动脉冲波形图（掌握）TCD1209D的驱动脉冲波形图的驱动脉冲波形图（说明书截图）（说明书截图） TCD1209D五路驱动脉冲组成及作用：五路驱动脉冲组成及作用： 转移脉冲转移脉冲SH（沟通（沟通/阻隔阻隔 PD 和和 CCD；控制光积分时间）；控制光积分时间） 驱动脉冲驱动脉冲CR1 （配合（配合CR2把信号电荷从把信号电荷从CCD右向左移动）右向左移动） 驱动脉冲驱动脉冲CR2（其中其中CR2B代表代表CCD移位寄存器的最后一个电极）移位寄存器的最后一个电极）

7、复位脉冲复位脉冲RS（清除上一次未来得及转移走留在输出二极管中的电荷）（清除上一次未来得及转移走留在输出二极管中的电荷） 缓冲控制脉冲缓冲控制脉冲CP（过滤掉输出信号的尖脉冲噪声）（过滤掉输出信号的尖脉冲噪声）u行周期：行周期：SH的周期。的周期。必须大于必须大于2088个转移脉冲个转移脉冲CR1的周期；的周期；uOS输出信号的构成：输出信号的构成：虚设单元虚设单元/哑元哑元/有效信号有效信号/检测单元等；检测单元等；检测一行结束检测一行结束 根据根据TCD1209D说明书中的驱动脉冲波形图及脉冲时序要求说明书中的驱动脉冲波形图及脉冲时序要求设计。设计。3 、TCD1209D的驱动电路的驱动电

8、路 驱动实现的方法有：驱动实现的方法有： 1）采用分立元件及）采用分立元件及74系列芯片；系列芯片； 2）利用可编程逻辑阵列）利用可编程逻辑阵列CPLD或或FPGA； 3）EPROM(顺序输出状态数据顺序输出状态数据)； 4）单片机（）单片机（按时间顺序输出已存波形按时间顺序输出已存波形） 5）数字信号处理器）数字信号处理器DSP；数字电子技术数字电子技术VHDLTCD1209D的驱动脉冲时序要求的驱动脉冲时序要求驱动电路的设计思路：驱动电路的设计思路： 1）各脉冲的周期关系及占空比分析；）各脉冲的周期关系及占空比分析；2）确定脉冲之间的逻辑及时序关系；）确定脉冲之间的逻辑及时序关系；所采用的

9、主要器件：所采用的主要器件：1）晶振）晶振/电阻电阻/非门组成的石英晶体振荡器；非门组成的石英晶体振荡器；2）二进制计数器，实现分频目的以及脉冲计数；）二进制计数器，实现分频目的以及脉冲计数；3）基本的非门）基本的非门/与门与门/或非门或非门/触发器等器件；触发器等器件；分立元件方法实现分立元件方法实现基于基于VHDL和和CPLD的驱动电路设计（推荐）的驱动电路设计（推荐）SH模块代码模块代码CCD模块代码模块代码EPROM驱动方法驱动方法单片机驱动方法单片机驱动方法基于基于DSP的驱动方法的驱动方法4 、TCD1209D的特性参数的特性参数 TCD1209D优点：速度快优点：速度快;灵敏度高

10、灵敏度高;动态范围宽动态范围宽; 像敏单元不均匀性好像敏单元不均匀性好;功耗低功耗低;光谱响应范围宽光谱响应范围宽1) 光谱响应特性光谱响应特性 光谱响应的峰值波长为光谱响应的峰值波长为550nm;短波响应在短波响应在400 nm处大于处大于70%;光谱响应的长波限在光谱响应的长波限在1100nm;（Si基底）基底）50%饱和曝光量作用下饱和曝光量作用下:各像敏单元输出信号电压与均值电压的最大差值各像敏单元输出信号电压与均值电压的最大差值各个像敏单元输出信号的均值电压各个像敏单元输出信号的均值电压%PRNUUU像敏单元不均匀性像敏单元不均匀性典型值为典型值为3%，双沟道线阵，双沟道线阵CCD达

11、不到。达不到。2) 灵敏度灵敏度R 线阵线阵CCD的灵敏度参数定义为的灵敏度参数定义为:单位曝光量单位曝光量的作用下器件的的作用下器件的输出信号电压输出信号电压，即，即 式中的式中的UO为线阵为线阵CCD输出的信号电压，输出的信号电压，HV光敏面上的曝光量。光敏面上的曝光量。 VOHUR TCD1209D的饱和曝光量的饱和曝光量SE仅为仅为0.06(lxs)满月时地面光照度为满月时地面光照度为 0.1 lx; 弦月时为弦月时为 0.01 lx; 阴天为阴天为 1000 lx线阵线阵CCD的灵敏度的另一表示方法：饱和曝光量（的灵敏度的另一表示方法：饱和曝光量（SE）SE定义定义:器件的器件的输出

12、信号电压饱和时光敏面上的曝光量输出信号电压饱和时光敏面上的曝光量。饱和曝光量越小，表明灵敏度越高。饱和曝光量越小，表明灵敏度越高。3） 动态范围动态范围DR 动态范围参数动态范围参数DR定义：定义：饱和输出电压饱和输出电压与与暗信号电压暗信号电压之比。之比。DAkUUDRSAT动态范围越高的器件品质越高。动态范围越高的器件品质越高。 USAT：CCD的饱和输出电压，的饱和输出电压，UDAK为：为：CCD没有光照射时的输出电压没有光照射时的输出电压（暗信号电压）（暗信号电压）4） 其他参数：其他参数：5 ）TCD1209D的外形尺寸的外形尺寸 TCD1209D为为DIP22封装形式的封装形式的双

13、列直插型器件双列直插型器件，外形尺寸如图，外形尺寸如图5-7所示。所示。器件的外形尺寸为总长器件的外形尺寸为总长41.6mm，宽，宽10.16mm，高，高7.7mm；器件的光敏单元总；器件的光敏单元总长为长为28.672mm；光敏单元（像敏面）距离器件表面玻璃光敏单元（像敏面）距离器件表面玻璃的距离为的距离为1.72mm，表面玻璃的厚度为表面玻璃的厚度为0.70.1 mm。 二、二、典型双沟道线阵典型双沟道线阵CCD器件器件TCD1206SUP 目前最具有典型性的双沟道器件为目前最具有典型性的双沟道器件为TCD1206SUP，该器件，该器件广泛应用于物体外形尺寸的非接触自动测量领域广泛应用于物

14、体外形尺寸的非接触自动测量领域，是一种较，是一种较为理想的一维光电探测器件。为理想的一维光电探测器件。 1、 TCD1206SUP的基本结构的基本结构 像敏单元数目：像敏单元数目： 2160 像元像元像敏单元大小：像敏单元大小： 14um14um14um（相邻像元中心距）（相邻像元中心距）光敏区域：光敏区域： 采用高灵敏度采用高灵敏度PN 结作为光敏单元结作为光敏单元时钟：时钟： 二相（二相（5V）封装形式：封装形式： 22 脚脚DIP 封装封装光电二极管的数量为：光电二极管的数量为：2160+(74-12)=2222。存储栅：存储光生电荷的存储栅：存储光生电荷的MOS电容存储阵列。电容存储阵

15、列。2、 TCD1206SUP的的工作原理四路驱动脉冲：四路驱动脉冲：SH、CR1、CR2、RS；驱动电路的产生可仿照驱动电路的产生可仿照TCD1209D实现；实现；1118TCD1206SUP与与1209D的不同点：的不同点：p OS端总共输出端总共输出2236个信号，由于两列并行传输。所以一个个信号，由于两列并行传输。所以一个SH周期至少要有周期至少要有2236/2=1118个个 驱动脉冲驱动脉冲CR1的周期的周期p 补偿信号补偿信号DOS反映了反映了CCD的暗电流特性，也反映了的暗电流特性，也反映了CCD在在复位脉冲作用下信号传输沟道产生的容性干扰。复位脉冲作用下信号传输沟道产生的容性干

16、扰。p OS信号含有经光积分的有效光电信号，也含有被复位脉冲信号含有经光积分的有效光电信号，也含有被复位脉冲RS作用下信号传输沟道产生的容性干扰。因此作用下信号传输沟道产生的容性干扰。因此可以利用差可以利用差分放大器将分放大器将DOS，OS信号之间的共模干扰抑制掉。信号之间的共模干扰抑制掉。经过放经过放大与抑制共模干扰作用后，脉冲波形图见下页大与抑制共模干扰作用后，脉冲波形图见下页引入了两个同步脉冲引入了两个同步脉冲HC及及SPHC周期和周期和SH相同相同, 占空比不同占空比不同 HC上升沿对应上升沿对应CCD第一个有效像素单元第一个有效像素单元S1的有效期间，的有效期间，以它为以它为行同步脉

17、冲行同步脉冲更合理。更合理。 SP与像敏单元同步的采样脉冲，常用做与像敏单元同步的采样脉冲，常用做采样控制信号采样控制信号。3、 TCDl206SUP的驱动电路的驱动电路 经经反向驱动器反向驱动器74HC04P反向后加反向后加到到TCD1206SUP的的相应管脚上。该器相应管脚上。该器件将输出件将输出OS信号信号及及DOS信号。其中信号。其中OS信号含有经过信号含有经过光积分的有效光电光积分的有效光电信号，信号，DOS输出的输出的是补偿信号。是补偿信号。 1）驱动简便）驱动简便 CCD芯片内部设置了电平转换驱动器电路芯片内部设置了电平转换驱动器电路2）灵敏度高）灵敏度高 光电灵敏度光电灵敏度4

18、5v/(lx.s)，饱和曝光量为饱和曝光量为0.037lx.s3）光谱响应）光谱响应决定可以用于决定可以用于可见光谱区域的光谱探测和尺寸测量可见光谱区域的光谱探测和尺寸测量m为为550nm，与人，与人眼的光谱响应峰眼的光谱响应峰值波长很接近；值波长很接近；长波截止波长为长波截止波长为1100nm，短波截，短波截止波长可延长到止波长可延长到紫 外 谱 区 。紫 外 谱 区 。 4、 TCD1206SUP的特点的特点 4）温度特性）温度特性 变化不明显变化不明显 归功于归功于差分放大器抑制共模干扰差分放大器抑制共模干扰5）积分时间与暗电压）积分时间与暗电压的变化关系的变化关系 5 、TCD1206

19、SUP的特性参数的特性参数 特性参数特性参数符符 号号 最小最小值值 典型值典型值 最大值最大值 单单 位位灵敏度灵敏度 R33 45 56 V/lxs 光响应非均匀性光响应非均匀性 PRNU 10 20 寄存器不平衡性寄存器不平衡性 RI 3 饱和输出电压饱和输出电压 VSAT 1.5 1.7 V 饱和曝光量饱和曝光量 SE 0.037 lx lxs s 暗信号电压暗信号电压 VDRK 1 2 mV 暗信号电压暗信号电压非均匀性非均匀性DSNU 2 3 mV 直流电源耗散直流电源耗散 PD 140 180 mW 总转移效率总转移效率 TTE 92 输出阻抗输出阻抗 ZO 1.0 kk 直流信

20、号输出电压直流信号输出电压 VOS 4.5 4.5 5.5 V 双沟道器件的信号分别通过两个移位寄存器沟道输出，这会造成输出信号的双沟道器件的信号分别通过两个移位寄存器沟道输出，这会造成输出信号的奇偶性，必然影响器件像敏单元的不均匀性参数。奇偶性，必然影响器件像敏单元的不均匀性参数。 在光照度较低在光照度较低/较强时的情况下，可以通过增长较强时的情况下，可以通过增长/缩短光积分缩短光积分时间的方式使输出信号达到所希望的幅度；时间的方式使输出信号达到所希望的幅度；积分时间的调整功能对于积分时间的调整功能对于CCD的应用是非常重要的。的应用是非常重要的。 广泛应用在广泛应用在条码扫描识别条码扫描识

21、别等光电输入设备。等光电输入设备。 三、三、具有具有积分时间调整功能积分时间调整功能(电子快门电子快门)的线阵的线阵CCD-如何实现？如何实现？TCD1205D为具有积分时间调整功能的线阵为具有积分时间调整功能的线阵CCD器件。器件。 1、TCD1205D的基本结构的基本结构 双沟道型线阵双沟道型线阵CCD器件，封装形式为器件，封装形式为22脚的双列直插型。脚的双列直插型。像素尺寸：像素尺寸：1420014（长（长高高间距）单位：微米间距）单位：微米有效像敏单元数目：见下图有效像敏单元数目：见下图增强信号电压脉冲增强信号电压脉冲积分控制栅积分控制栅转移栅转移栅与与TCD1206SUP的区别：的

22、区别：积分栅：积分栅：和和TCD1206SUP的存储栅相同，不同的是要外加光积分控制脉冲的存储栅相同，不同的是要外加光积分控制脉冲ICGICG低电平：光积分栅失去积分作用；低电平：光积分栅失去积分作用；ICG高电平：积分栅才能积累光生电荷高电平：积分栅才能积累光生电荷。从而实现从而实现通过控制通过控制ICG电平来控制器件的曝光时间电平来控制器件的曝光时间，可称作，可称作“电子快门电子快门”。2、TCD1205D的基本工作原理的基本工作原理 方案一方案一在一个转移脉冲在一个转移脉冲SH周期中，只有在光积分电极周期中，只有在光积分电极ICG为高电平期间光积分栅为高电平期间光积分栅才能建立起深势阱，

23、也才能进行光积分。才能建立起深势阱，也才能进行光积分。一个行周期中两次转移一个行周期中两次转移2、TCD1205D的基本工作原理的基本工作原理 改变积分时间方案二方案二一个行读出周期中设置两个转移脉冲一个行读出周期中设置两个转移脉冲SH： 第第1个转移脉冲的高电平对应于移位寄存器驱动脉冲个转移脉冲的高电平对应于移位寄存器驱动脉冲CR1的的低电平，使移位寄存器低电平，使移位寄存器CR1电极不形成深势阱，光积分电极下电极不形成深势阱，光积分电极下积累的信号电荷无法倒入积累的信号电荷无法倒入CR1电极，即无法将信号电荷转移到电极，即无法将信号电荷转移到移位寄存器中，从而之前积累的信号电荷白白地倒掉。

24、移位寄存器中，从而之前积累的信号电荷白白地倒掉。光积分时间仅为后面两个光积分时间仅为后面两个SH之间的时间。之间的时间。TCD1205D同样可以工作在普通模式，同样可以工作在普通模式，类似于类似于TCD1206SUP。硬件上提供光积分控制功能，具体用不用还看驱动脉冲的特点。硬件上提供光积分控制功能，具体用不用还看驱动脉冲的特点。3、TCD1205D的特性参数的特性参数动 态 范 围动 态 范 围D R 偏 低 ，偏 低 ，一般只适用一般只适用于光电于光电数字数字扫描扫描输入，输入，不适用于分不适用于分辨率要求较辨率要求较高的图像扫高的图像扫描输入描输入。四、四、并行输出的线阵并行输出的线阵CC

25、D1、并行输出的、并行输出的TCD1703C 典型双沟道并行输出二相CCD有效像素单元有效像素单元(7500像元像元)分分奇偶两列并行奇偶两列并行转移转移，分别由，分别由OSl和和OS2端口端口并行输出。并行输出。 并行输出的线阵并行输出的线阵CCD在相同频率驱动脉冲的作用下可以获得在相同频率驱动脉冲的作用下可以获得更高的信号输出速率，这在用线阵更高的信号输出速率，这在用线阵CCD检测高速运动物体图像检测高速运动物体图像的应用中具有非常重要的作用。的应用中具有非常重要的作用。5路脉冲构成：路脉冲构成：转移脉冲SH、驱动脉冲CR1与CR2、复位脉冲RS 、钳位脉冲CP最高驱动频率可达最高驱动频率

26、可达20MHz，等效数据率为，等效数据率为40 MHz 2、分段式多路并行分段式多路并行输出的输出的高速高速线阵线阵CCD RL1282D、RL1284D、RL1288D器件：器件：p 分别具有分别具有256、512或或1024像元像元p 像元尺寸：像元尺寸：181818 (单位：微米)p 双沟道器件双沟道器件p 每每128128像元为一段，每段又分奇偶两个沟道并行输出像元为一段，每段又分奇偶两个沟道并行输出整个器件的整个器件的输出时间大大地缩短输出时间大大地缩短，器件的工作速度提高。，器件的工作速度提高。 RL1288D为为1024像元的线阵像元的线阵CCD，分别由，分别由16个输出端并行输

27、出个输出端并行输出,每个输出端口只输出每个输出端口只输出64个像元的信号，因此器件的等效数据率很个像元的信号，因此器件的等效数据率很高。中间的红线代表像敏单元，两侧的高。中间的红线代表像敏单元，两侧的16个长方条代表模拟移位个长方条代表模拟移位寄存器。寄存器。 RL1288D的等效电路图：的等效电路图： 并行输出的信号如何组合？并行输出的信号如何组合？奇数和偶数输出信号的相位差为奇数和偶数输出信号的相位差为180度，因此可度，因此可利用利用高速模拟开关高速模拟开关将奇偶两输出信号组合，再送到将奇偶两输出信号组合，再送到A/D转换器的输入。转换器的输入。 16路并行输出信号的路并行输出信号的A/

28、D数据采集需要数据采集需要8个个A/D转转换器件和相应的存储器。换器件和相应的存储器。五、五、 用于光谱探测的高性能线阵用于光谱探测的高性能线阵CCD-RL1024SB 用于光谱探测（如单色仪）的线阵用于光谱探测（如单色仪）的线阵CCD应具有的特点：应具有的特点：光谱响应范围宽、光谱响应范围宽、 动态范围大、噪声低、暗电流小、灵敏度高和像敏单元的均匀性好。动态范围大、噪声低、暗电流小、灵敏度高和像敏单元的均匀性好。 美国美国Reticon公司公司SB系列系列CCD器件。它具有器件。它具有1024个有效像素单元，每个个有效像素单元，每个单元尺寸为单元尺寸为长长25m、高、高2500m、中心距、中

29、心距25m。 抗晕栅抗晕栅温敏二极管温敏二极管抗晕漏抗晕漏5V供电电压输入供电电压输入暗光电信号暗光电信号行输出结束信号行输出结束信号器件的衬底偏压器件的衬底偏压器件的地器件的地转移脉冲转移脉冲ST温敏二极管温敏二极管输出信号输出信号复位漏复位漏复位栅复位栅器件的衬底偏压器件的衬底偏压VDD Guard1、RL1024SB的基本工作原理的基本工作原理 两行光电二极管，上面为遮光的两行光电二极管，上面为遮光的PD阵列，输出补偿信号阵列，输出补偿信号DOS；下面为；下面为有效有效PD阵列；阵列；每个光电二极管对应一个每个光电二极管对应一个MOS场效应管（相当于存储栅的功场效应管（相当于存储栅的功能

30、），并兼有模拟开关或转移栅的功能。能），并兼有模拟开关或转移栅的功能。 抗开花场效应管的作用是使存储信号电荷的场效应管累积的电荷大于某抗开花场效应管的作用是使存储信号电荷的场效应管累积的电荷大于某值时，抗开花场效应管导通，多余的信号电荷将排出不会影响临近的光敏单值时，抗开花场效应管导通，多余的信号电荷将排出不会影响临近的光敏单元信号。元信号。等效电路原理图等效电路原理图MOS场效应管场效应管抗开花场效应管抗开花场效应管顺序打开场效应管使顺序打开场效应管使OS和和DOS分别输出分别输出 “开花开花”是指光敏单元所存储的电荷超出了势阱容纳电荷的是指光敏单元所存储的电荷超出了势阱容纳电荷的容量而溢出

31、势阱，扩散到邻近势阱的现象。容量而溢出势阱，扩散到邻近势阱的现象。 抗开花抗开花Antiblooming（RL1024SB中可以用来调整积分时间）中可以用来调整积分时间）必须的三路脉冲必须的三路脉冲（其他属扩展）（其他属扩展）：转移脉冲转移脉冲ST、驱动脉冲、驱动脉冲CR1、CR2EOS信号可以作为信号可以作为A/D转换器的行同步信号；转换器的行同步信号；2、RL1024SB的驱动电路的驱动电路（不做要求）（不做要求）主要利用的器件：主要利用的器件： 3个二进制同步计数器个二进制同步计数器74HC161构成的可预置计数器、构成的可预置计数器、D触发器触发器 RL1024SB的输出信号放大电路的

32、输出信号放大电路（差分放大器）（差分放大器）3、RL1024SB的特性参数的特性参数 （1）光谱响应）光谱响应 两种类型：普通光学玻璃和石英玻璃；两种类型：普通光学玻璃和石英玻璃；n 石英玻璃：石英玻璃：光谱响应范围为光谱响应范围为200nm至至1100nm,峰值响应波长为峰值响应波长为750nm。该器件在中紫外至近红外波段的光谱响应较好，常用于这段谱区的光谱探该器件在中紫外至近红外波段的光谱响应较好，常用于这段谱区的光谱探测和光谱分析应用中，测和光谱分析应用中，尤其是在紫外波段的光谱探测更为重要。尤其是在紫外波段的光谱探测更为重要。 n 普通玻璃：普通玻璃：截止于截止于350nm，对紫外波段

33、光的吸收较大。，对紫外波段光的吸收较大。（2） 输出信号电荷与曝光量的输出信号电荷与曝光量的 线性关系线性关系 在低于饱和曝光量时曲线的线性很好，但超出后曲线弯曲。实在低于饱和曝光量时曲线的线性很好，但超出后曲线弯曲。实际使用时一定要控制好曝光量，使其工作在线性范围之内。际使用时一定要控制好曝光量，使其工作在线性范围之内。 （3） RL1024SB的其他特性参数的其他特性参数六、六、彩色线阵彩色线阵CCD 应用例一：在应用例一：在彩色印刷行业彩色印刷行业中常需要进行几种单一颜色的中常需要进行几种单一颜色的分段印刷分段印刷（例如（例如R，G，B分三原色印刷），并将多次印刷的单分三原色印刷），并将

34、多次印刷的单色图案叠加起来才能印出栩栩儒生的彩色图案。在这种印刷工色图案叠加起来才能印出栩栩儒生的彩色图案。在这种印刷工艺中，能否艺中，能否正确的套色是这项工艺的关键技术正确的套色是这项工艺的关键技术。在套色印刷生。在套色印刷生产线中常用产线中常用“电眼电眼”进行跟踪套色，所谓的进行跟踪套色，所谓的“电眼电眼”实际上是实际上是一套一套彩色线阵彩色线阵CCD图像识别器图像识别器。他能够对彩色图像进行颜色与。他能够对彩色图像进行颜色与图案的采集，并根据所采集的信号进行图样的测量和印刷机运图案的采集，并根据所采集的信号进行图样的测量和印刷机运行速度的测量，控制后面单色图像的印刷工作，确保所印出的行速

35、度的测量，控制后面单色图像的印刷工作，确保所印出的彩色图像色彩真实。彩色图像色彩真实。 应用例二：使用的扫描仪（实现照片等彩色信息的获取）应用例二：使用的扫描仪（实现照片等彩色信息的获取）彩色线阵彩色线阵CCD有两种形式：有两种形式：单行串行单行串行和和三行并行三行并行1、TCD2000P单行串行单行串行形式形式p单沟道单沟道p两相驱动两相驱动p480个有效个有效PD组成像敏区组成像敏区p单元尺寸：长单元尺寸：长11*高高33*11p3个单元一组，每一组依次个单元一组，每一组依次采用采用G、B、R滤色片滤色片TCD2000P的原理结构图的原理结构图p 像敏区的结构和单色像敏区的结构和单色TCD

36、1209D的类似，只不过每个的类似，只不过每个PD前增加了滤色片前增加了滤色片p 芯片内部集成了脉冲发生器，简化了外围电路的设计芯片内部集成了脉冲发生器，简化了外围电路的设计p 提供了采样、保持电路提供了采样、保持电路TCD2000P的波形图的波形图p 缺点：缺点：PD对不同颜色的响应不同对不同颜色的响应不同，同样照度下输出信号幅度不同，同样照度下输出信号幅度不同p 优点：结构简单，信号输出快优点：结构简单，信号输出快p 应用范围：应用范围：对分辨率要求不高，且要求快速检索颜色的情况对分辨率要求不高，且要求快速检索颜色的情况主时钟主时钟TCD2000P的特性参数的特性参数p 灵敏度：灵敏度：绿

37、光最灵敏，是其他的绿光最灵敏，是其他的2倍；倍；p PRNU：一致性偏差；：一致性偏差；2、TCD2558D器件器件三列并行三列并行形式形式 三条三条5340像敏单元阵列像敏单元阵列, 像敏单元的尺寸为像敏单元的尺寸为: 7*7*7, 总长总长37.38mm 每列之间的间距为每列之间的间距为28m（间隔（间隔4行）行） 每列都是每列都是5340个像敏单元的单沟道线阵个像敏单元的单沟道线阵CCD构成构成高灵敏度低暗电流的彩色线阵高灵敏度低暗电流的彩色线阵CCD器件。器件。TCD2558D的原理结构图的原理结构图TCD2558D的驱动脉冲及输出信号波形的驱动脉冲及输出信号波形TCD2558D的驱动脉冲的驱动脉冲和和TCD1209D的驱动脉冲基本相同的驱动脉冲基本相同。RGB