CCD驱动

第八章 §8—3 CCD驱动 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 与信号采集电路 在应用CCD 传感器时，要解决的两个主要问题是CCD时序的产生和输出信号的采集处理。 1．​ 几种常用的CCD驱动方法 CCD驱动时序产生方法多种多样，常用的方法有以下四种： 1．​ 直接数字电路驱动方法 这种方法用数字门电路及时序电路搭成CCD驱动时序电路。一般由振荡器、单稳态触发器、计数器等组成。可用标准逻辑器件搭成或可编程逻辑器件制成。特点是驱动频率高，但逻辑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 比较复杂。 2．​ 单片机驱动方法 单片机产生CCD驱动时序的方法，主要依靠程序编制，直接由单片机I/O口输出驱动时序信号。时序信号是由程序指令间的延时产生。这种方法的特点是调节时序灵活方便、编程简单，但通常具有驱动频率低的缺点。如果使用指令周期很短单片机（高速单片机），则可以克服这一缺点。 3．EPROM驱动方法 在EPROM中事先存放驱动CCD的所有时序信号数据，并由计数电路产生EPROM的地址使之输出相应的驱动时序。这种方法结构简明，与单片机驱动方法相似。 3．​ 专用IC驱动方法 利用专用集成电路产生CCD驱动时序，集成度高、功能强、使用方便。在大批量生产中，驱动摄像机等视频领域首选此法，但在工业测量中又显得灵活性不好。可用可编程逻辑器件法代替“专用IC驱动方法”。 2．​ 单片机产生CCD驱动时序 （一）、TCD1206SUP CCD驱动原理 TCD1206SUP具有一列2160个光敏元的光敏栅，此外还包括电荷转移栅、双相模拟移位寄存器、可复位的输出电荷检测放 大器及补偿放大器等。入射于光敏元的光能量产生正比于光强的电荷包（光生载流子），然后这些电荷包转移到模拟移位放大器，在双相时钟的驱动下，传送到片内输出电荷检测放大器，在那里变成幅度为光信号调制的一列脉冲 因此CCD的驱动脉冲可以分为两类：一类是光电转移用的光积分脉冲，另一类是自扫描用的转移脉冲（包括扫描输出电荷检测放大器的复位脉冲），共需要五种逻辑定时信号（如图二所示）：Φp是为光敏栅施加的光积分脉冲，Φp为高电平时，光照进行积分，积累电荷，产生光生载流子，完成光电转换；Φp为低电平时，把光敏栅底下势阱中的光生载流子经电荷转移栅转移到模拟移位器的栅下势阱中。ΦSH为转移脉冲，ΦSH为低电平时进行转移，所以为避免光敏元中电荷向四周“弥散”，应使 Φp和ΦSH的高电平稍有重迭或同时变化，即在Φp为低电平之前或同时ΦSH应为高电平，经过一定时间转移后，ΦSH回到低电平，夹断转移沟道，Φp跳回高电平，进行下一次积分。双相转移脉冲Φ1和Φ2应交替变化，在时间上相差π，把光生载流子移位输出。ΦRS复位脉冲，在ΦRS＝1时将输出前多余电荷泄漏掉，在ΦRS＝0时电荷完全向输出端转移【6】。 当ΦSH脉冲高电平到来时，正值Φ1电极下均形成深势阱，同时ΦSH的高电平使Φ1电极下的深势阱与MOS电容存储势阱沟通。MOS电容中的信号电荷包通过转移栅转移到模拟移位寄存器的Φ1电极下的势阱中。当ΦSH由高变低时，ΦSH低电平形成的浅势阱将存储栅下势阱与Φ1电极下的势阱隔离开。存储器势阱进入光积分状态，而模拟移位寄存器将在Φ1与Φ2脉冲的作用下驱使转移到Φ1电极下势阱中的信号电荷向左转移，并经输出电路由OS电极输出【7】。 (二)、单片机驱动CCD简析 因为ΦP由TCD1206SUP片内提供，实际上驱动TCD1206只需要ΦSH、Φ1、Φ2 和ΦRS四个信号，完整的驱动时序图见图8.3.2。 由于结构上的安排，OS端首先输出13个虚设单元信号，再输出51个暗信号，然后才连续输出S1到S2160的有效像素单元信号。第S2160信号输出后，又输出9个暗信号，再输出2个奇偶检测信号，以后便是空驱动。空驱动数目可以是任意的。由于该器件是两列并行分奇偶传输的，所以在一个ΦSH周期中至少要有1118个Φ1脉冲，即TSH＞1118T1【8】。 由于MCS-51系列速度相对较慢（使用12M的晶振时，一个机器周期为1μs）。而Φ1和Φ2时钟频率标准值为0.5MHz，ΦRS时钟频率标准值为1MHz，即Φ1和Φ2的标准周期为2μs，ΦRS的标准周期为1μs。单片机的一条指令至少需要一个周期，最慢的要有四个周期。而驱动一个CCD像元需要数条指令，所以使用单片机驱动CCD很难达到驱动频率的标准值。 由于单片机是靠指令产生I/O口的输出逻辑状态来产生驱动时序，对于在一帧中数千像元的传输来说，如果不使用转移指令，则小型单片机难以提供的程序存储资源；如果使用逻辑转移指令，虽然可以克服上述不足，但需要精心的配置指令，避免在驱动时序的局部造成相位上的迟滞，这样必然会减慢驱动频率【8】。下面我分别从两个思路着手，做CCD的驱动时序。 （三）.单片机驱动CCD设计 为了便于实验，我们这里选用具有电可擦除存储器（EEPROM）的单片机，生产时则无此必要。 (I)、89C51实现CCD的驱动 1．​ 光积分脉冲信号的产生 如图8.3.3 AB段为CCD光积分时的驱动信号， P1.3输出ΦSH信号，P1.2 输出Φ1信号，P1.1输出Φ2信号，P1.0输出ΦRS信号。给图示的各点赋值如表8.3.1所示【9】。 点1 0100H 04H 点2 0101H 05H 点3 1100H 0CH 点4 1101H 0DH 点5 1100H 0CH 点6 1101H 0DH 点7 0100H 04H 点8 0101H 05H 2．​ 转移脉冲信号的产生 在自扫描期间，驱动信号重复变化，取一个变化周期（设为BB1段），示意图见图8.3.4。 给图示的各点赋值见表8.3.4。 点1 0010H 02H 点2 0011H 03H 点3 0100H 04H 点4 0101H 05H 表8.3.2 单片机自扫描部分输出信号设计 3．​ 程序设计 在整个自扫描过程，时间至少为2236个像元的输出周期，即需要1118个以上的变化周期。一个变化周期需要给P1口赋四次值，而一个 语句最短为一字节，那么一个变化周期最短也需要四字节。这样就是自扫描过程也需要4×1118＝4472字节的存储空间。而89C51内部程序存储器为4K（即4096字节），可以看到51机的程序存储器绝对不能存下整个程序。由于自扫描过程的驱动信号时重复变化的，所以我们只能使用转移指令来解决这个问题。 前面已经提到，为了获得精确的CCD驱动时序，最好不使用转移指令。因为转移指令要根据某种条件产生程序分支，而分支程序在不同条件下执行的指令周期数是不同的，这样会造成CCD的驱动时序不准确。但如前所述，对于51机来说完全避免转移指令是不可能的。解决的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 是避免双重循环结构，采用若干重复的单循环结构，填补其他指令以解决不同分支入口处周期数不同的问题，使产生的驱动时序严格符合要求。 先考虑自扫描部分的程序，设一个变化周期对应的指令为一个指令周期，则该指令周期的基本语句为： MOV P1,#02H MOV P1,#03H MOV P1,#04H MOV P1,#05H 由于加上转移指令，必定使第四条指令的持续时间加长，引起了信号的不对称，我们需要参考具体的CCD驱动信号脉冲时序要求来 完善程序。 初始程序：（设一个机器周期为1TM） MOV R1,#1118 给寄存器R1赋值1118 2TM LOOP: MOV P1,#02H 给P1口赋值0010，输出点1信号 2TM NOP 1TM MOV P1,#03H 给P1口赋值0011，输出点2信号 2TM NOP 1TM MOV P1,#04H 给P1口赋值0100，输出点3信号 2TM NOP 1TM INC P1 给P1口赋值0101，输出点4信号 1TM DJNZ R1,LOOP 转回LOOP，开始的指令新周期 2TM 该程序思想：自扫描过程需要输出1118变化周期个驱动信号，所以给R1赋值1118，控制输出波形的长度；MOV和DJNZ指令都需要2个机器周期，为了使波形对称，使每次输出数据所用时间相等，所以对P1口赋值05H时，使用一个机器周期的INC指令，而其他不对称处，用NOP补出。这个程序我自以为写的没什么问题，把波形的对称性，时钟等都考虑了进去，但经过调试之后却发现有错误，用EasyPack SLD 8052F仿真后出现的波形也是不对称的，究其原因，有以下几点： 错误原因：本程序中数据1118是存放在工作寄存器中，它是一个八位寄存器，能存储的最大数为2 ＝256<1118，使得程序出错。 改正如下：由于要避免双重循环结构，所以我们采用若干重复的单循环结构，即给R1重复赋值，使程序中出现重复的转移指令，以达到需要的输出次数。1120/5＝224，但如果只在程序开始给R1赋值224，输出信号并不等于1120，因为使用DJNZ R1,LOOP指令是对R1所指的内容减一再判零，当R1内容为零时，就转向下一行指令而不执行跳转，那么这里R1就被赋值为零，则下一个循环中，就会执行转移指令256次而不是224次，所以输出次数大于1118。但这里并不会使驱动出现什么问题，因为CCD要求输出大于2236个像元，所以只要大于2236就可以了，只是这样就多了一些空像元。我们这里计算一下正好输出2236像元时的R1值： 256×4＝1024 1118－1024＝94 考虑最后一个像元由于还要回程序首地址，需要加转移指令，肯定会有不对称波形，我们这里使CCD多输出两个信号即给R1赋值96。 不对称原因：此处我犯了一个概念上的错误，指令周期表示CPU执行一条指令所需要的时间，对于MOV指令来说，就是把数据传送到指定地方所用的时间。那么在开始执行一条MOV指令时，并没有把数据送到指定处，而是在指令执行完后，数据才出现在指定处。 那么初始程序中每个信号在P1口保持时间分别为：1＋2＝3、 1＋2＝3、1＋1＝2和2＋2＝4。可以看出在3、4段信号输出不对称，和示波器测出的不对称信号相符合（见图3.2.3）。 Φ1 Φ2 RS 另外，发现一个技术性的错误：RS的占空比不是50％，而约为25％以下。因为RS为复位脉冲，若复位脉冲（“1”电平）过长，会使“0”相对变短。只有当RS＝0时，信号才可以输出，如果复位时间过长输出时间过短，会使信号还没来得及完全输出就会被复位，这样会影响CCD的检测效果，所以初始程序的延时思路需要进行修正。 修正后的指令单元程序： LOOP1: MOV P1,#03H INC P1 NOP NOP MOV P1,#05H MOV P1,A DJNZ R1,LOOP1 在该指令单元前面要给R1赋值96、给A赋值02H,该指令单元执行完后后面还有四个同样的指令单元，唯一不同的是它们的循环次数——后四个单元循环256次。 由程序计算各数值延时时间：03H——1TM、 04H——4TM、 05H——1TM、02H——4TM，符合占空比要求。 该指令单元是把原来的点2作为起点，所以在程序中要注意驱动信号的完整性，在LOOP1:MOV P1,#03H前要加上MOV P1,#02H NOP NOP三句话；在最后的MOV P1,A DJNZ R1,LOOP5后要加上 MOV P1,#03H 这句话。 光积分过程的信号输出比较好处理，因为没有转移指令，所以只需要把各句话的执行时间算准确就可以了。 具体的程序见附录二 由附录一知： RS脉冲应比其它三个脉冲都要提前一些，而由单片机输出的信号全部是同步的，所以这里需要将其它三个信号延时，可以采用反相再反相的方法来实现。 89C51驱动CCD的硬件如图8.3.6所示： 图8.3.6 89C51驱动CCD硬件电路图 在单片机的XTAL1和XTAL2端接上Hz晶振作定时单元，并且并联两个25pF的小电容作频率微调。在RESET和Vcc之间接一个10μF的电容，而在RST与Vss之间接一个10kΩ的下拉电阻，则可实现单片机上电自动复位。EA端输入高电平时，CPU执行程序，在4KB(0000H~0FFFH)地址范围内，访问片内程序存储器；在程序计数器PC的值超过4KB地址时，将自动转向执行片外程序存储器。当输入低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。由于本设计没有外接程序存储器， 所以EA端需接高电平。为防止烧坏单片机，在EA和Vcc之间接一个上拉电阻【10】。 P1口只用到P1.0~ P1.3四个端口，其中P1.1~ P1.3三个端口输出的信号需要经过延时。利用软件使89C51的P1口输出的数字量，为防止过渡干扰引起的数字混乱和向CCD各信号提供一定的驱动电流，在P1口各输出端和CCD各信号输入端之间加上驱动器，这些驱动器可以是数据锁存器74LS273(8D触发器)、74LS373(8D锁存器)或功率反相器74LS06（反相两次），也可用线性运算放大器（例如常用的Μa741），对驱动电平稍加调整【11】。 （II）、89C52实现CCD的驱动 由于片内程序存储器大小的影响，使得51单片机必须使用转移指令，从而减慢了驱动信号的频率，于是我考虑到是否可以通过加大片内存储器的方法来避免转移指令，提高CCD的驱动信号频率。 由于RS信号在光积分和自扫描两种状态下的输出波形没有改变，所以考虑它是否能用硬件来产生。这样就只需要单片机产生三个驱动信号，而且指令周期的分区情况也可以得到改变，因而信号的产生就大大简化，指令的数目得到减少，频率也就可以提高了。 1. 积分脉冲信号的产生 光积分阶段（AB段）驱动信号示意图见图3.2.5。图中AB段为CCD光积分时的驱动信号， P1.2输出Φ1信号，P1.1 输出Φ2信号，P1.0输出RS信号。给图中所示的各点赋值，如表3.2.3所示： 点1 0010H 02H 点2 0110H 06H 点3 0010H 02H 2.​  转移脉冲信号的产生 在自扫描期间，驱动信号重复变化，取一个变化周期（设为BB1段），示意图见图3.2.6。给图中所示的各点赋值，如表3.2.4所示： 点1 0001H 01H 点2 0010H 02H 表3.2.4 单片机自扫描部分输出信号设计 3.​  程序设计 很明显的看到单片机的输出信号得到大大的简化，自扫描阶段的Φ1、Φ2信号一周期输出信号从原来的四次赋值变为现在的两次赋值，语句至少可以减少一半，而且两信号数量正好相邻，便于程序中的赋值。 光积分阶段（AB段）程序如下： MOV P1,#02H 2字节 2TM MOV P1,#06H 2字节 2TM MOV P1,#02H 2字节 2TM 自扫描阶段（BB1段）程序单元如下： MOV A,#01H 2字节 1TM MOV P1,A 2字节 1TM INC P1 2字节 1TM 从上面的标注可以看出，在重复的驱动信号部分，程序全部采用1TM的指令。指令MOV A,#01H应放在整个程序的首端，为累加器ACC赋值，以后的程序单元就不在需要了。一个程序单元可以输出一个周期的Φ1（或Φ2）信号，所以一个Φ1（或Φ2）周期内需要用两条一个机器周期的指令，即Φ1（或Φ2）的周期为2μs，频率为0.5MHz，正好满足双相转移脉冲Φ1和Φ2的标准频率。但这里就绝对不能用转移指令，因为一个转移指令的工作周期为2TM，这会造成驱动信号的延时，使得驱动信号不对称、输出不稳定，所以需要足够的内存来装下所有的指令。虽然重复如此多的语句会显得很复杂，但对于生产厂家来说，只需要一次写好程序后再写入单片机，并不会显得太麻烦，所以对批量生产是适合的。下面计算对于TCD1206SUP需要多大的内存才可以装下所有指令。 因为OS输出周期至少为2236个像元的输出周期，而BB1段可以输出两个像元，所以整个程序里至少需要1118个程序单元。所以积分过程至少需要1118×（2＋2）＝4472字节。89C51单片机的片内程序寄存器为4K，即4096字节，肯定装不下整个程序。查看MCS－51系列单片机，89C52单片机片内程序存储器为8K字节，足够存储以上程序。这样CCD的三个驱动信号SH、Φ1和Φ2即可通过软件来实现，考虑到信号的连贯性和对称性等综合问题，最后的CCD驱动程序见附录三。 89C52的硬件电路和前面的89C52差不多，就是只用了单片机的P1.2～P1.0三个端口，各输出SH、Φ1和Φ2这三个信号，这里就不再重画了。 4.​  RS信号的产生 （1）最初的思路——利用单片机的ALE信号产生RS信号 ALE是地址锁存使能输出端，当CPU访问外部存储器时，ALE的输出作为外部锁存地址的低位字节的控制信号；当不访问外部存储器时，ALE端仍以1/6时钟脉冲频率固定的输出正脉冲，因此，它可用作对外输出的时钟或用于定时。我们这里没有外接任何存储器，所以ALE信号输出是稳定的方波信号。单片机的晶振为12MHz，则ALE信号的频率为2MHz。我们需要的是1MHz的复位信号，所以我想到用ALE信号二分频产生RS信号【12】。实验后发现，虽然ALE信号是占空比小于25%，但是分频以后，占空比变为50％。分频器示意图见图3.2.7。 D触发器在时钟信号有正跳变时，Q端输出D端信号，而这里将 信号与D相连，使得每次时钟信号正跳变来到时Q信号就反相一次，从而完成对时钟信号的分频。但这里只能识别正跳沿，由于每过一个ALE周期才有一次正跳变，所以每过一个ALE周期Q端才会变化一次电平，这样就只能输出占空比为50％的方波，不合驱动信号的要求，此 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 不能采用【13】。 ALE Vss Q 图3.2.7 对ALE信号分频 由于ALE信号不能经过分频，设想是否可以用6HMz晶振驱动另一片相同单片机以产生1MHz的ALE信号，并加以利用。但经导师指导，得知两片不同的单片机产生的ALE信号之间的相位差为随机数，很难使得该信号和其他的时序吻合，此想法也不能通过。 （2）微分电路产生RS信号 观察驱动信号示意图可得出RS信号和Φ1、Φ2的跳沿紧密相关。考虑到微分电路就是将阶跃信号的跳沿转换为尖脉冲，我们可以将Φ1、Φ2微分后再进行处理，得出RS信号。示意图见图3.2.8。 RC微分电路必须满足电路的时间常数RC＜＜T/2，T为输入信号的周期。输出电压 与输入电压 的关系为： -VO=RCdVS/dt （3-2-1） 当输入电压为阶跃信号时，考虑到信号源总存在内阻，在t=0时，输出电压仍为一个有限值，随着电容器C的充电，输出电压 将逐渐地衰减，最后趋近于零。 方波电压Φ1经由微分电路，输出电压就将为一系列的正、负 相间的尖顶脉冲。尖顶脉冲经二极管D接到负载电阻R 上，则因二极管的单向导电作用，负载上就只剩下正向的尖顶脉冲，其时间间隔等于输入波的周期T。这里二极管把负向尖顶脉冲削去了，称为削波或限幅，二极管和R 构成限幅电路【14】【15】。 因为R、C必须满足RC＜＜T/2，这里T＝2μs，所以RC＜＜1μs。初时，我选用RC为 数量级，所以R=400Ω、C＝25pF。做试验时发现Φ1信号经过微分后电压输出很小（不到1V），因为输出电压和R、C乘积有关，所以我试着加大电阻，但在没达到理想电压时，就破坏了微分电路得要求，输出信号得不到微分。 经过老师指导，得知输出电压为电阻R上的分压，以上的选择使得电容上的分压过多，减小了电阻上的分压，输出信号的电压自然就小了很多；另外“＜＜”并不是一定小100倍数量级，只要5～10倍就可以了。 为了解决信号电压较小的问题，我们可以在保持RC乘积的基础上适当的增加电容。因为电容越大，容抗越小，分压也越小。经实验电容选到500pF，电阻选到300Ω左右比较合适。 Φ2经过同样的电路后所得波形与Φ1最后输出波形相与，得到信号RS如图3.2.9： 这里RS信号不符合附录一中的时序要求，我们可以把RS信号经过延时，使之合乎要求。延时的方法前面提到过，比如利用数据锁存器74LS273(8D触发器)、74LS373(8D锁存器)或功率反相器74LS06（反相两次）等，这里再使用另一种新的方法。 5.​  6.​ 单稳态触发器延时，调整驱动信号时序 （1）单稳态触发器原理： ①未加触发信号时，电路处于稳态（低电平）。 ②外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态（高电平）。 ③电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态。 输出脉冲宽度也就是暂稳态的维持时间: ≈0.7RC (3-2-2) 因此可以根据需要确定R、C的值，以此得到需要的暂稳态时间。 （2）延时思路： 如图3.2.10示，用Φ1 信号触发 Vi 信号，该信号在Φ1 有正跳沿时触发，输出脉冲宽度可调，这里我们设定为Φ1 需要得到的延时时间。用Vi 信号触发Vii信号，该信号在Vi有正跳沿时触发，输出脉冲宽度可调，这里我们设定为和Φ1 同样脉冲宽度。由此看来经过两次触发，可以得到延时后的Φ1信号。 接下来的就主要是如何选用适当的R、C以获得理想的信号。对于Vi信号这里Φ1周期为2μs，可以设定Vi暂稳态时间 为0.7μs，由式（3-2-2）得： 0.7RC= 0.7μs 所以可以选用 R=2KΩ、C=500pF。 对于 Vii信号则要设定暂稳态时间为1μs，由式（3-2-2）得： 0.7RC= 1μs 所以可以选用 R=2.8532KΩ、C=500pF。 附录： 结果分析 1、​ 光电系统结果分析 我们通过用两束已知波长的单色光照射分光仪的方法进行定标，由计算机显示可以算出两波长经过分光后在CCD像面上的位置，用位置差除以波长差就可以得到一纳米的差距在CCD上的反映如何。经实验得到CCD的分辨率为3.8像元/nm，因此足可以分辨十几纳米的波长差。光电系统的思想可以付诸实践。 二、89C51驱动单片机结果分析 用示波器测得单片机P1口输出的波形图如下： B A C A：2μs×2.5格 B：2μs×0.5格 C： 2μs×2.5格 可以看到Φ1、Φ2信号频率为0.1MHz，RS信号频率为0.2MHz，占空比为20％，符合驱动要求，但是频率较低，处于CCD驱动频率的下沿。但单片机程序简短，接口简单，制作成本较低，适合对反应时间要求不高的检测，并且可以和A/D转换速度较慢的数据处理电路配合使用。 三、89C52驱动单片机结果分析 用示波器测得单片机P1口输出的波形图如下： A B A：1μs×1格 B：1μs×1格 可以看到Φ1、Φ2信号频率为0.5MHz，等于CCD的标准驱动频率。但程序比较繁冗，占用存储空间较大，而且不能产生RS信号，需要通过硬件产生。硬件比较复杂，对电子元件的要求比较高，制作麻烦，成本也相对较高。适用于对反应时间，检测质量要求较高的地方。 四、试验系统及成果展示 1．​ 人民币防伪光学系统 2．​ 单片机驱动电路（80C51和89C52焊在一块板上） 3．​ 驱动波形检测装置图 4．​ 示波器波形示意图 §8—4 CCD图象传感器的应用 1．​ CCD的七个应用领域 1．​ 小型化黑白、彩色TV摄像机 这是面阵CCD应用最广泛的领域。 日本松下CDT型超小型CCD彩色摄像机，直径17mm，长48 mm，使用超小型镜头，重量54g，深受欢迎。典型TV用IS尺寸：7×9 mm2，480×380像元。 2．​ 传真通讯系统 用1024～2048像元的线阵CCD作传真机，可在不到一秒钟内完成A4开稿件的扫描。 3．​ 光学字符识别 IS代替人眼，把字符变成电信号，进行数字化，然后用计算机识别。 重庆大学1985年的CD-1型OCR机，识别率达99．9﹪。 4．​ 广播TV 用SSIS(Solid State Imaging Sensor固态图象传感器)代替光导摄像管。 1986年柯达公司已推出140万素的IS，尺寸7×9 mm2， 比电视图象信号多4倍以上。 5．​ 工业检测与自动控制 这是IS应用量很大的一个领域，统称机器视觉应用。 ①．在钢铁、木材、纺织、粮食、医药、机械等领域作零件尺寸的动态检测，产品质量、包装、形状识别、表面缺陷或粗糙度检测。 ②．在自动控制方面，主要作计算机获取被控信息的手段。 ③．还可作机器人视觉传感器。 6．​ 可用于各种标本分析（如血细胞分析仪），眼球运动检测，X射线摄像，胃镜、肠镜摄像等。 7．​ 天文观测 ①．天文摄像观测 ②．从卫星遥感地面 如：美国用5个2048位CCD拼接成10240位长取代125mm宽侦察胶卷，作地球卫星传感器。 ③．航空遥感、卫星侦察 如：1985年欧洲空间局首次在SPOT卫星上使用大型线阵CCD扫描，地面分辨率提高到10m。 还在军事上应用：微光夜视、导弹制导、目标跟踪、军用图象通信等。 二．尺寸测量 1．​ 微小尺寸的检测 （10～500μm） （1）​ 原理