基于SSPA器件的尺寸检测系统

2011-07-21邓冬梅张成瑞袁祥辉

仪表技术与传感器 2011年12期

邓冬梅，张成瑞，袁祥辉

(1.重庆大学，光电工程学院光电技术与传感器实验室，重庆 400044;2.重庆大学，光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044)

0 引言

自扫描光电二极管列阵图像传感器(Self-Scanned Photodiode Array，SSPA器件)[1]是一种线阵式MOS图像传感器。它通过扫描的方式，将光强信号转换为脉冲电信号序列一维图像，或通过选通信号依次选通多行阵列扫描形成二维图像。其一般用于可见光、近红外光成像。通过分析SSPA器件的原理和特性，从更为直接的角度，讨论了利用SSPA器件实现尺寸测量的可行性，设计了系统实物。

1 SSPA器件的基本原理

1.1 SSPA器件基本结构

SSPA器件基本结构如图1所示。图中，S是移位寄存器的扫描起始信号输入，φ1、φ2是移位寄存器的两相互补时钟输入，EOS是移位寄存器扫描结束信号输出，Vo为视频扫描输出信号[1－2]。

图1 SSPA器件的基本结构

具有N个像元的SSPA器件内部有N个形状、大小相同的光电二极管，与 N个相同的存贮电容各自并联，再与 N个PMOS三极管开关T1～TN串联成N个扫描支路，并被等间距地排列在一条直线上。所有的二极管的负极均连接至一公共端COM，COM上的电压V(+5 V)称为偏压电源，它使回路中产生向各个存储电容充电的充电电流Ic.

器件内的移位寄存器产生依次延迟一拍的N个采样脉冲序列e1～eN，使PMOS三极管T1～TN依次开启，实现对各像元的读出。