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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，將光強度分布信號轉(zhuǎn)變成光電荷密度分布信號；然后，通過驅(qū)動脈沖驅(qū)動光生電荷轉(zhuǎn)移，從CCD移位寄存器中轉(zhuǎn)移出去，獲得一維的圖像信號，若使用線性CCD對二維圖像作掃描運動，則可獲得二維圖像信號。掃描儀、傳真機和復(fù)印機等都采用線陣CCD作均勻掃描運動的系統(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)動脈沖電壓，光照射在光敏單元上，使光敏單元勢阱不斷積累光生電荷，這段時間為光積分時間。此時轉(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間短，低電平時間長，即光積分時間大于轉(zhuǎn)移時間。轉(zhuǎn)移結(jié)束后，如用線陣CCD獲得二維信號，則掃描結(jié)構(gòu)驅(qū)動光敏單元陣列開始下一次光積分。在每次光積分時間里，CCD在三相對時鐘脈沖作用下，將移位寄存器中的信號電荷由輸出端依次輸出，經(jīng)放大形成時序信號。
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。分辨率是評價CCD識別微小光像和再現(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/mm。明、暗相間兩條紋為一對，線對寬度等于兩明線或兩暗線中心距。線陣CCD可獲得較高的測量精度。但增加光敏單元數(shù)目會提高電荷轉(zhuǎn)移損失率。每個光敏單元的尺寸乘以光敏單元數(shù)目為CCD的工作長度。 |
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