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典型面陣圖像傳感器工作原理——DL32型面陣CCD

   2019-10-17 十二140
核心提示:當攝像區(qū)工作時,三相電極中的一相為高電平,處于光積分狀態(tài),其余二相為低電平,起到溝阻隔離作用。水平方向有溝阻區(qū),使各個攝像單元成為一個個獨立的區(qū)域,各區(qū)域之間無電荷交換。

如圖12 - 25所示是DL32型面陣CCD管腳圖,DL32型CCD攝像器正常工作需要11路驅動脈沖和6路直流偏置電平。11路驅動脈沖為像敏區(qū)的三相交疊脈沖φVAI、φVA2、φVA3,存儲區(qū)的三相交疊脈沖φVB1

轉換125

φVB2、φVB3 ,水平移位寄存器的三相交碼脈沖φH1、φH2、φH3 ,注入脈沖φ0和和復位脈沖φR

當攝像區(qū)工作時,三相電極中的一相為高電平,處于光積分狀態(tài),其余二相為低電平,起到溝阻隔離作用。水平方向有溝阻區(qū),使各個攝像單元成為一個個獨立的區(qū)域,各區(qū)域之間無電荷交換。這樣,各個攝像單元進行光電轉換,信號電荷(電子)存儲在相應單元的勢阱里 ,即完成光積分過程。從圖12 - 24中看出,當第一場φVA3處于高電平時,φVA1和φVA2處于低電平,凡是接φVA3的256×320個單元均處于光積分時間。當第一場光積分結束后,攝像區(qū)和存儲區(qū)均處于幀轉移脈沖工作狀態(tài)。它們在幀轉移的高速脈沖驅動下,將攝像區(qū)的256×320個單元的信號電荷平移到存儲區(qū),在存儲區(qū)的256×320個單元中暫存起來。攝像區(qū)驅動脈沖在幀轉移脈沖后,處于第二場光積分時間。由圖12 - 24看出,此時φVA2處于高電平,而φVA1、φVA3處于低電平,故凡是接φVA2的256×320個電極均處于第二場光積分過程。

轉換126 

當攝像區(qū)處于第二場光積分時,存儲區(qū)的驅動脈沖處于行轉移脈沖。在整個光積分周期中,存儲區(qū)進行 256次行轉移,每次行轉移脈沖驅動存儲區(qū)各單元將信號電荷向水平移位寄存器平移一行。第一個行 轉移脈沖將第一行信號平移人水平移位寄存器中,水平移位寄存器在水平三相交短脈沖的驅動下快速地將這一行的320個信號經輸出電路輸出。這一行全部輸出后,存儲區(qū)又進行一次行 轉移,各行信號又步進一行 ,第二行信號進入水平移位寄存器,再又水平驅動脈沖使之輸出。這樣,在攝像區(qū)進行第二場光積分期間,存儲區(qū)和水平移位寄存器在各自的驅動脈沖作用下,將第一場的信號逐行輸出。第二場光積分結束,第一場的輸出也完成,再將第二場的信號送入存儲區(qū)暫存。接下去,第三場光積分的同時輸出第二場信息。顯然,由奇偶兩場組成一幀圖像,實現隔行掃描。

 由圖12-24還可以看出,將攝像區(qū)的電荷包信號轉移到存儲區(qū),是在場消隱期間完成的,而將存儲區(qū)中的信號并行的向水平移位寄存器中一行行的轉移也都是在行消隱期間完成的。即在場正程期間,面陣CCD的攝像區(qū)處于光電轉換和光積分工作狀態(tài),而存儲區(qū)則處于并行轉換工作狀態(tài)。水平移位寄存器總是處于不停的水平告訴轉移工作狀態(tài);在場逆程期間,攝像區(qū)與存儲區(qū)在高速三相交疊脈沖的驅動下,將攝像區(qū)中的信號電荷轉移到存儲區(qū)。

 在行正程期間,水平移位寄存器將在水平三相驅動脈沖φH1、φH2、φH3的作用下,將并行轉移到水平移位寄存器內的一行光信號電荷包轉移出來。在行逆程期間,水平移位寄存器的驅動脈沖處于初始狀態(tài)。如圖12-24,φH1、φH2、φH3波形的前部和后部,φH1低、φH2高、φH3低,一行電荷信號并行的轉移到水平移位寄存器中的φH2電極下的勢阱里。

無論是線陣CCD還是面陣CCD,其驅動脈沖路數都比較多,而且同步性也有要求,但隨著可編程器件(FPGA或CPLD)的發(fā)展,要實現這些也變得更加方便。

 
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