CMOS線性敏感器陣列

TAOS公司的CMOS線性陣列除對光強信號比較敏感外，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光電二極管均可敏感入射光，其輸出為與積分時間和入射光強成正比的模擬或數(shù)字電壓信號。該線性陣列器具有200、300和400DPI（每英寸的點數(shù)）三種類型，像素數(shù)從64～1280點，各型號的主要參數(shù)如表1所列。

TXL20X系列的點密度為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的接口電路。

TSL14XX系列的點密度為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個像元，其像元尺寸為85μm(高)×77μm(寬)，像元間的心距離為85μm。每個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間。整個器件可劃分為三個區(qū)，每個區(qū)有34個像元。可以單獨地對每個區(qū)進行編程以調(diào)節(jié)它的增益和偏置。通過三線串口不僅能夠?qū)ζ骷M行啟動/停止積分、啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器、終止讀周期等指令操作，同時還可以進行多片級聯(lián)127片。因而滿足高性能、高靈敏度掃描儀的需要。

利用CMOS線性陣列可以進行高精度的位置敏感、邊沿檢測、光學(xué)線性循環(huán)編碼、標記探測和光學(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)運放等電路，從而減少了系統(tǒng)設(shè)計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)計者在設(shè)計產(chǎn)品時可靈活地選用自己所需的敏感順，因而可為設(shè)計人員提供極大的方便。