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圖像傳感器的工作原理是什么 圖像傳感器的技術參數有哪些

本文章由注冊用戶 知識雜談 上傳提供 2025-05-16 評論 0
摘要:圖像傳感器是用于捕捉光學圖像并將其轉化為電信號的設備,圖像傳感器的工作原理主要是基于光電效應,將光學圖像轉換為電信號,進而生成數字圖像。了解圖像傳感器的成像原理和主要參數對于產品的選型時非常重要的。下面來具體了解下圖像傳感器的工作原理和圖像傳感器的技術參數。

一、圖像傳感器的工作原理是什么

圖像傳感器的(de)(de)工(gong)作(zuo)原理主要基于(yu)利用(yong)光(guang)電器件(jian)的(de)(de)光(guang)電轉(zhuan)(zhuan)換(huan)功能(neng),將感光(guang)面(mian)上(shang)的(de)(de)光(guang)像轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為與光(guang)像成(cheng)相應(ying)比例(li)關系(xi)的(de)(de)電信(xin)號(hao)。具(ju)體來說,圖像傳(chuan)感器通過其光(guang)敏元件(jian)(如光(guang)敏二(er)極管、光(guang)敏三極管等(deng))將接(jie)收(shou)到的(de)(de)光(guang)信(xin)號(hao)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成(cheng)電信(xin)號(hao)。這(zhe)一(yi)過程涉(she)及將受光(guang)面(mian)上(shang)的(de)(de)光(guang)像分成(cheng)許(xu)多(duo)小單(dan)元,然后(hou)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成(cheng)可用(yong)的(de)(de)電信(xin)號(hao)。

圖(tu)像傳感(gan)器的(de)(de)基(ji)本結構包括(kuo)光線進入的(de)(de)透鏡(jing)、光敏(min)(min)元件(jian)及其周圍(wei)電路和處(chu)理(li)芯(xin)片。光線通(tong)過透鏡(jing)射(she)入圖(tu)像傳感(gan)器后,擊中光敏(min)(min)元件(jian)上的(de)(de)光敏(min)(min)單元,引(yin)起電子的(de)(de)釋放并聚集在芯(xin)片的(de)(de)輸出端(duan),形(xing)成(cheng)電壓信(xin)號。這些(xie)電壓信(xin)號隨(sui)后被處(chu)理(li)芯(xin)片轉換為(wei)數字信(xin)號,用于(yu)生成(cheng)圖(tu)像。

二、圖像傳感器的技術參數有哪些

1、像元尺寸

像元(yuan)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun)指(zhi)芯(xin)片(pian)像元(yuan)陣列(lie)上每(mei)個像元(yuan)的(de)(de)(de)實際物理(li)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun),通(tong)常的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun)包括14um,10um,9um,7um,6.45um,3.75um 等。像元(yuan)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun)從(cong)某種程度上反映了(le)芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)對(dui)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)響應(ying)能力,像元(yuan)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun)越(yue)小,能夠接收到(dao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)子數(shu)量(liang)越(yue)多,在同(tong)樣的(de)(de)(de)光(guang)(guang)照條件和曝光(guang)(guang)時間內產生的(de)(de)(de)電荷數(shu)量(liang)越(yue)多。對(dui)于弱光(guang)(guang)成像而言,像元(yuan)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)(cun)是芯(xin)片(pian)靈敏度的(de)(de)(de)一種表征。

2、靈敏度

靈敏度是(shi)芯片(pian)的(de)重要(yao)參數之一(yi)(yi)(yi),它(ta)具有兩種(zhong)物理意義(yi)。一(yi)(yi)(yi)種(zhong)指光(guang)(guang)器(qi)件(jian)的(de)光(guang)(guang)電(dian)轉換能力,與(yu)響應(ying)率的(de)意義(yi)相同。即芯片(pian)的(de)靈敏度指在一(yi)(yi)(yi)定光(guang)(guang)譜范(fan)圍內(nei),單位曝光(guang)(guang)量(liang)的(de)輸出信號電(dian)壓(電(dian)流),單位可以為納安(an)/勒(le)克(ke)斯(si)nA/Lux、伏/瓦(wa)(V/W)、伏/勒(le)克(ke)斯(si)(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。另一(yi)(yi)(yi)種(zhong)是(shi)指器(qi)件(jian)所能傳感(gan)的(de)對地輻(fu)射(she)功率(或照度),與(yu)探測率的(de)意義(yi)相同。單位可用瓦(wa)(W)或勒(le)克(ke)斯(si)(Lux)表示(shi)。

3、壞點數

由于受到制(zhi)造工藝的(de)(de)限制(zhi),對(dui)于有(you)(you)幾百萬像(xiang)(xiang)素點(dian)的(de)(de)傳感器而言,所有(you)(you)的(de)(de)像(xiang)(xiang)元(yuan)都是(shi)好(hao)的(de)(de)情況幾乎不太可(ke)能,壞(huai)點(dian)數(shu)是(shi)指芯(xin)片(pian)中壞(huai)點(dian)(不能有(you)(you)效成像(xiang)(xiang)的(de)(de)像(xiang)(xiang)元(yuan)或相應不一致性大于參數(shu)允許范圍的(de)(de)像(xiang)(xiang)元(yuan))的(de)(de)數(shu)量,壞(huai)點(dian)數(shu)是(shi)衡量芯(xin)片(pian)質量的(de)(de)重要參數(shu)。

4、光譜響應

光譜響應是指芯片對于不同光波長光線的響應能力,通常用光譜響應曲線給出。從產品的(de)技術發展趨勢(shi)看,無論是(shi)CCD還是(shi)CMOS,其(qi)體(ti)積小型化(hua)及高像素(su)化(hua)仍是(shi)業界(jie)積極(ji)研(yan)發的(de)目標。因為像素(su)尺寸(cun)小則圖像產品的(de)分辨率越(yue)高、清晰度越(yue)好、體(ti)積越(yue)小,其(qi)應用面(mian)更廣泛(fan)。

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