CMOS線性敏感器陣列

TAOS公司的CMOS線性陣列除對光強(qiáng)信號比較敏感外，還可給出空間信息。這些器件中的線形光電二極管陣列的每個(gè)光電二極管均可敏感入射光，其輸出為與積分時(shí)間和入射光強(qiáng)成正比的模擬或數(shù)字電壓信號。該線性陣列器具有200、300和400DPI（每英寸的點(diǎn)數(shù)）三種類型，像素?cái)?shù)從64～1280點(diǎn)，各型號的主要參數(shù)如表1所列。

TXL20X系列的點(diǎn)密度為200DPI，像元尺寸為120μm(高)×70μm(寬)，像間距是125μm。為了簡化操作，該器件只需串行輸入（SI）信號和時(shí)鐘（CLK）信號即可正常工作，它采用5V電源供電，其工作原理圖如圖1所示。

由于TSL20X具有良好的一致性和線性，因此，該陣列器件或模塊輸出的數(shù)字電壓信號比較適合于需要多灰度級（8BIT）的應(yīng)用場合。該器件與微處理器及A/D轉(zhuǎn)換器的接口非常簡單，圖2所示是用于黑白和灰度時(shí)的接口電路。

TSL14XX系列的點(diǎn)密度為400DPI，像元尺寸為55.5（寬）×63.5μm（高），各像元之間的中心距離為63.5μm。該系列器件具有TSL20X系列的所有特征，且陣列上所有的像素都有相同的積分時(shí)間。

TSL2301/3301是一種高靈敏度、300DPI線性光敏感器陣列，該器件內(nèi)集成了8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，圖3所示是其原理圖。該陣列包括102個(gè)像元，其像元尺寸為85μm(高)×77μm(寬)，像元間的心距離為85μm。每個(gè)像元都有自己的電荷積分/放大電路和采樣保持電路。所有的像元均具有相同的積分周期和采樣時(shí)間。整個(gè)器件可劃分為三個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)有34個(gè)像元?？梢詥为?dú)地對每個(gè)區(qū)進(jìn)行編程以調(diào)節(jié)它的增益和偏置。通過三線串口不僅能夠?qū)ζ骷M(jìn)行啟動(dòng)/停止積分、啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、終止讀周期等指令操作，同時(shí)還可以進(jìn)行多片級聯(lián)127片。因而滿足高性能、高靈敏度掃描儀的需要。

利用CMOS線性陣列可以進(jìn)行高精度的位置敏感、邊沿檢測、光學(xué)線性循環(huán)編碼、標(biāo)記探測和光學(xué)字符識別，并可廣泛地應(yīng)用于紙張?zhí)幚?、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療診斷和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。

表1 CMOS線性陣列器件的主要參數(shù)

TAOS公司的智能光敏感器在單塊芯片上集成信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、跨導(dǎo)運(yùn)放等電路，從而減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者對外圍電路的需求，尤其是線列TSL3301上還集成了三線串行口的接口電路，從而簡化了敏感器與微處理器、數(shù)字信號處理器的接口，提高了系統(tǒng)的可靠性。智能光敏感器的多樣性能滿足各種應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)可靈活地選用自己所需的敏感順，因而可為設(shè)計(jì)人員提供極大的方便。