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图像传感器的工作原理是什么 图像传感器的技术参数有哪些

本文章由注册用户 科技数码行 上传提供 2024-05-16 评论 发布 纠错/删除 版权声明 56
摘要:图像传感器是用于捕捉光学图像并将其转化为电信号的设备,图像传感器的工作原理主要是基于光电效应,将光学图像转换为电信号,进而生成数字图像。了解图像传感器的成像原理和主要参数对于产品的选型时非常重要的。下面来具体了解下图像传感器的工作原理和图像传感器的技术参数。

一、图像传感器的工作原理是什么

图像传感器的工作原理主要基于利用光电器件的光电转换功能,将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。具体来说,图像传感器通过其光敏元件(如光敏二极管、光敏三极管等)将接收到的光信号转换成电信号。这一过程涉及将受光面上的光像分成许多小单元,然后转换成可用的电信号。

图像传感器的基本结构包括光线进入的透镜、光敏元件及其周围电路和处理芯片。光线通过透镜射入图像传感器后,击中光敏元件上的光敏单元,引起电子的释放并聚集在芯片的输出端,形成电压信号。这些电压信号随后被处理芯片转换为数字信号,用于生成图像。

二、图像传感器的技术参数有哪些

1、像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸,通常的尺寸包括14um,10um,9um,7um,6.45um,3.75um 等。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力,像元尺寸越小,能够接收到的光子数量越多,在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言,像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。

2、灵敏度

灵敏度是芯片的重要参数之一,它具有两种物理意义。一种指光器件的光电转换能力,与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定光谱范围内,单位曝光量的输出信号电压(电流),单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。另一种是指器件所能传感的对地辐射功率(或照度),与探测率的意义相同。单位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示。

3、坏点数

由于受到制造工艺的限制,对于有几百万像素点的传感器而言,所有的像元都是好的情况几乎不太可能,坏点数是指芯片中坏点(不能有效成像的像元或相应不一致性大于参数允许范围的像元)的数量,坏点数是衡量芯片质量的重要参数。

4、光谱响应

光谱响应是指芯片对于不同光波长光线的响应能力,通常用光谱响应曲线给出。从产品的技术发展趋势看,无论是CCD还是CMOS,其体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素尺寸小则图像产品的分辨率越高、清晰度越好、体积越小,其应用面更广泛。

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