全帧读出型面阵CCD传感器在微型成像中的应用探索

"全帧读出型面阵CCD光电传感器在图像采集中的应用，主要讨论了全帧读出型面阵CCD的工作原理和特点，以及微型CCD TC221的应用实例。" 全帧读出型面阵CCD光电传感器是一种特殊的图像传感器，其设计与传统的帧转移型、行间转移型和帧行转移型CCD不同。这种传感器不包含垂直移位寄存器或图像暂存区，意味着在读出期间不能曝光，而曝光时不能读出。因此，它们需要闪烁光源来避免在读取过程中发生信号干扰。全帧读出型CCD的主要优点是其小体积，适合微型化应用，如医用和工业电子内窥镜。 具体来说，当CCD的光敏单元受到光照时，会根据光强不同积累不同数量的电荷，形成电信号。在没有光照的情况下，这些信号通过水平移位寄存器逐行读出。读出过程是连续的，每一帧图像的读取完成后，再次曝光，然后再次读出，以此类推，形成连续的图像序列。 以微型面阵CCD-TC221为例，这是德州仪器(TI)生产的一款全帧读出型CCD，具有2.4mm对角线的图像感光区，190x190的有效像素，每个像素单元面积为9μm x 9μm。该传感器封装后对角线尺寸约为4.1mm，具备大动态范围、高灵敏度和低噪声的特点。为了防止图像出现"开花"现象（即过度曝光导致的像素溢出），TC221内置了防"开花"脉冲控制。此外，它还拥有内置的自复位电路、参考电压源和黑参考电平，简化了视频处理中的黑电平钳位操作。TC221的驱动信号仅包含ABG、IAG和SRG三个，简化了系统设计和集成。 总结而言，全帧读出型面阵CCD光电传感器因其独特的设计和小型化优势，尤其适用于需要微型传感器的场合，如医疗和工业领域。微型CCD TC221是这一技术的具体应用实例，展示了高效率、高稳定性和易于集成的特性。