详细说明
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硅制图像传感器应用广,当然也会使用其他材料,比如在工业和军事应用中会用镓(Ga)来覆盖比硅更长的红外波长。不同的摄像机,其图像传感器的分辨率会有所不同。从单像素光电晶体管摄像机(它通过一维直线扫描阵列用于工业应用),到普通摄像机上的二维长方形阵列(到球形整列的路径均用于高分辨率成像),都有可能用到。(本章会介绍传感器配置和摄像机配置)。普通成像传感器采用CCD、CMOS、BSI和Foveon方法进行制造。硅制图像传感器具有一个非线性的光谱响应曲线,这会很好地感知光谱的近红外部分,但对蓝、紫和近紫外部分就感知得不好。
上述的原因分析是对光电传感器本身的考虑,我们还需要考虑的是检测物体的位置问题,如果检测物体不在检测区域,这样的检测是徒劳的。检测物体在传感器可以检测的区域内,也就是光电可以感知的范围内。其次,要考虑传感器光轴有没有对准问题,对射型的投光部和受光部光轴对准,对应的回归反射型的探头部分和反光板光轴对准。同样还要考虑的是检测物体是否符合标准检测物体或者小检测物体的标准,检测物体不能小于小检测物体的标准,从而避免导致对射型、反射型不能很好检测透明物体,像反射型对检测物体的颜有要求,颜越深,检测距离就越近。
光敏二管是常见的光传感器。光敏二管的外型与一般二管一样,当无光照时,它与普通二管一样,反向电流很小,称为光敏二管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。在外电场的作用下,光电载流子参与导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三管除了具有光敏二管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三管相差不大,一般光敏三管只引出两个——发射和集电,基不引出,管壳同样开窗口,以便光线射入。为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏,发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,发射电流Ie=(1+β)Ib,可见光电三管要比光电二管具有更高的灵敏度。