CCD&PSD比较与介绍

CCD概念●CCDChargedCoupledDevice:电荷耦合器大量的独立的光敏元件排列在一起每个光敏元件称为像素●像素图像的基本单位：最小的视觉显示单位.CCD结构及工作原理●CCD结构•感光二极管（Photodiode）•并行信号寄存器（ShiftRegister）-用于暂时储存感光后产生的电荷•串行信号寄存器（TransferRegister）-用于暂时储存并行积存器的模拟信号并将电荷转移放大•信号放大器-用于放大微弱电信号•数摸转换器-将放大的电信号转换成数字信号CCD工作原理PSD概念高灵敏度光电位置传感器PSD(PositionSensitiveDetector)是一种新型的光电器件,或称为坐标光电池,它是一种非分割型器件,可将光敏面上的光点位置转化为电信号。二维PSD的结构和工作原理:PSD的工作原理基于横向光电效应。PSD由三层构成,最上一层是P层,下层是N层,中间插入一较厚的高阻I层,形成P-I-N结构,此结构的特点是I层耗尽区宽,结电容小,光生载流子几乎全部都在I层耗尽区中产生,没有扩散分量的光电流,因此响应速度比普通pn结光电二极管要快得多。当PSD表面受到光照射时,在光斑位置处产生比例于光能量的电子—空穴对流过P层电阻,分别从设置在P层相对的两个电极上输出光电流I1和I2,由于P层电阻是均匀的,电极输出的光电流反比于入射光斑位置到各自电极之间的距离,光电流I1和I2可以用下面两种方式表示:(1)当坐标原点选在PSD中心时:I1=I0(L-XA)/2L(1)I2=I0(L+XA)/2L(2)(2)当坐标原点选在PSD一端时:I1=I0(2L-XB)/2L(3)I2=I0XB/2L(4)由上式可知I1、I2是光能量(I0)与位置的函数;实际应用中,由于光源光功率的波动及光源与PSD间距离的变化,I0并不是一个恒定值,为了消除I0的影响,通常把输出电流的差与和相除作为位置检测信号,即:当坐标原点选在PSD中心时:XA=L(I2-I1)/(I2+I1)(5)当坐标原点选在PSD一端时:XB=2LI2/(I2+I1)(6)只要检测出I1和I2的大小,即可以算出光点所在的位置。PSD剖面图二维PSD原理示意图