固态成像器件原理及应用第一讲绪论详解.ppt

固态成像器件原理及应用 长春理工大学 刘智 2008年10月10日 主要内容 一、课程简介 二、主要内容 三、绪论 四、小结 五、作业 一、课程简介 本课程将对固态图像传感器的发展历史进行简要的了解，掌握图像传感器的基本概念，种类及其应用方式； 成像系统相关知识介绍； 图像传感器简要介绍：种类，性能参数等； 理解固态成像器件的主要成员：CCD和CMOS图像传感器的工作原理和应用方法； 在上述基础上，了解基于固态成像器件的图像应用系统的构建方法。 参考文献 米本和也著. CCD/CMOS图像传感器基础与应用. 科学出版社. 2007年 从CCD图像传感器的基本工作原理出发，利用丰富的插图，简明易懂地介绍CCD图像传感器的各种构造及工作方式，各种特性和应用技术等。另外，也对随着片上系统的研发成功在广泛领域期待应用的CMOS图像传感器，如特征与技术、片上系统等进行详细介绍。 参考文献 王庆有著. 图像传感器应用技术.电子工业出版社. 2003年 从应用的角度讲述CCD,CMOS半导体图像传感器和热像图像传感器等的基本工作原理，基本特性与特性参数；典型图像传感器的驱动方式及其与计算机的接口方法；典型光源、光学系统的基本概念与计算方法等。 最后列举了一些典型的应用实例。 二、课程主要内容 图像与图像传感器的历史与现状 图像传感器技术简介 成像系统技术基础 固态图像传感器原理和特性 固态图像传感器的应用 三、绪论 图像及其重要作用 图像的获得 图像传感器的定义 图像传感器的起源 图像传感器发展历史 图像传感器的发展现状 图像传感器的主要用途 什么是固态图像传感器？ 参考文献 作业 图像及其重要作用 /wdavid/blog/item/e0b2b5a180e5308b461064c2.html/cmtid/39485e3d9d5a18ed3c6d97e7 图像及其重要作用 图像及其重要作用 图像及其重要作用 人类获取的信息中超过70%是图像信息； 获取图像信息是人类文明生存和发展的基本需要，也是获取信息最方便和最快捷的手段； 为了尽可能地获得不同光谱段，不同环境下清晰，亮度、对比度较好的图片，需要有高质量的图像传感器和图像采集系统。 图像的获取 图像的获取 图像的获取 哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，缩写为HST），是以天文学家爱德温·哈勃（Edwin Powell Hubble）为名，在轨道上环绕着地球的望远镜。它的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动的影响。 1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。它已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识，哈勃的使天文学家能够获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。 图像的获取 图像的获取 图像的获取 图像传感器的定义 图像传感器是一种光电变换器件，它将传感器感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的“图像”电信号； 按照工作方式，可分为直视型光电成像器件，非直视型光电成像器件； 按照成像光谱分布，可分为红外、可见光、紫外、X射线、亚毫米波等非可见辐射探测用图像传感器； 按照发展历史和制造工艺，可分为电真空器件、固态成像器件。 图像传感器的起源及发展 1873年，光电导现象的发现（史密斯） 1900年，光的量子属性被发现（普朗克） 1916年，量子理论的完善（爱因斯坦），揭示了内光电效应的本质； 1887年，发现紫外辐射对放电过程的影响（赫兹） 20世纪初光电发射基本定律的建立（斯托列托夫，爱因斯坦，勒纳） 1923年，光电摄像管（iconoscope）诞生（Zworykin） 1929年，红外变像管（科勒） 1936～1963年，像增强器（格列胥，萨默，西蒙，伊文思） 图像传感器发展历史 1923年，真空光电摄像管 图像传感器发展历史 图像传感器发展历史 图像传感器发展历史 1936年，像增强器 图像传感器发展历史 图像传感器发展历史 图像传感器的主要用途 工业检测 安防监控 成像侦察 玩具 什么是固态图像传感器 固态图像传感器是指在同一半导体衬底上布设的若干光敏单元和移位寄存器构成的集成化、功能化的光电器件。 固态图像传感器是利用光电器件的光—电转换功能，将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的“图像”电信号的一种功能器件。即利用光敏单元的光电转换功能将投射到光敏单元上的光学图像转换成“图像”电信号。 什么是固态图像传感器 固态图像传感器的结构有线列阵和面列阵两种形式，它将光强的空间分布转换为与光强成比例的大小不等的电荷包空间分布； 与光强成比例的大小不等的电荷包通过移位寄存器形成一系列幅值不等的时序脉冲序列输出。 什么是固态图像传感器 固态图像传感器具