CMOS线性敏感器阵列

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TAOS公司的CMOS线性阵列除对光强信号比较敏感外，还可给出空间信息。这些器件中的线形光电二极管阵列的每个光电二极管均可敏感入射光，其输出为与积分时间和入射光强成正比的模拟或数字电压信号。该线性阵列器具有200、300和400DPI（每英寸的点数）三种类型，像素数从64～1280点，各型号的主要参数如表1所列。TXL20X系列的点密度为200DPI，像元尺寸为120μm(高)×70μm(宽)，像间距是125μm。为了简化操作，该器件只需串行输入（SI）信号和时钟（CLK）信号即可正常工作，它采用5V电源供电，其工作原理图如图1所示。由于TSL20X具有良好的一致性和线性，因此，该阵列器件或模块输出的数字电压信号比较适合于需要多灰度级（8BIT）的应用场合。该器件与微处理器及A/D转换器的接口非常简单，图2所示是用于黑白和灰度时的接口电路。TSL14XX系列的点密度为400DPI，像元尺寸为55.5（宽）×63.5μm（高），各像元之间的中心距离为63.5μm。该系列器件具有TSL20X系列的所有特征，且阵列上所有的像素都有相同的积分时间。TSL2301/3301是一种高灵敏度、300DPI线性光敏感器阵列，该器件内集成了8位模数转换器，图3所示是其原理图。该阵列包括102个像元，其像元尺寸为85μm(高)×77μm(宽)，像元间的心距离为85μm。每个像元都有自己的电荷积分/放大电路和采样保持电路。所有的像元均具有相同的积分周期和采样时间。整个器件可划分为三个区，每个区有34个像元。可以单独地对每个区进行编程以调节它的增益和偏置。通过三线串口不仅能够对器件进行启动/停止积分、启动模数转换器、终止读周期等指令操作，同时还可以进行多片级联127片。因而满足高性能、高灵敏度扫描仪的需要。利用CMOS线性阵列可以进行高精度的位置敏感、边沿检测、光学线性循环编码、标记探测和光学字符识别，并可广泛地应用于纸张处理、工业自动化、医疗诊断和电子产品等领域。表1 CMOS线性阵列器件的主要参数TAOS公司的智能光敏感器在单块芯片上集成信号调理、模数转换、跨导运放等电路，从而减少了系统设计者对外围电路的需求，尤其是线列TSL3301上还集成了三线串行口的接口电路，从而简化了敏感器与微处理器、数字信号处理器的接口，提高了系统的可靠性。智能光敏感器的多样性能满足各种应用的需求，设计者在设计产品时可灵活地选用自己所需的敏感顺，因而可为设计人员提供极大的方便。