JJ.国家计量标准-JJF 1037-1993 线列固体图像传感器 特性参数测试.pdf
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1、中华人 民共和 国国家计量技术规范 J J F 1 0 3 7 - 1 9 9 3 线列固体图像传感器 特性参数测试 M e a s u r e me n t a n d Te s t o f Ch a r a c t e r i s t i c P a r a me t e r s f o r L i n e a r S o l i d S t a t e I ma g e S e n s o r s 1 9 9 3 一0 6 一1 9 发布 1 9 9 4 一0 1 一0 1 实施 国 家 技 术 监 督 局发 布 J J F 1 03 7- 19 93 线列固体图像传感器特性 参数测试技
2、术规范 Th e Te c h ni c a l No r m o f Me a s u r e me nt a n d T e s t o f Cha r a c t e r i s t i c P a r a me t e r s f o r L i n e a r S o l i d S t a t e I ma g e S e n s o r s J J F 1 0 3 7 - 1 9 9 3 口.今-今.心.令.。.勺.。、 本技术规范经国家技术监督局于 1 9 9 3年0 6月1 9日批准,并自1 9 9 4 年0 1 月0 1日 起施行。 归口单位 : 中国测试技术研究院 起 草
3、单位 : 中国测试技术研究院 本规范技术条文由起草单位负责解释 JT F 1 03 7- 1 99 3 本规范主要起草人 : 龚晓斌 刘颖 万光毅 参加起草人 : 董亮初 梁平 治 ( 中国测试技术研究院) ( 北京理工大学) ( 中国测试技术研究院) ( 中国科学院上海技术物理研究所) ( 中国科学院上海技术物理研究所) J JF 1 03 7- 1 99 3 目录 主题内容与适用范围 一 特性参数及相关量的定义 测试方法及测试条件 (1) (1) ( 3) 一一三 . I JF 1 0 37- 1 99 3 线列固体图像传感器特性 参数测试技术规范 为了评价线列固体 图像传感器 ( 以下简
4、称规范) 。 主题词:线列固体图像传感器、 ( 以下简称器件)的计量特性,特制定本技术规范 参数测试、规范。 一主题 内容 与适 用范 围 I 本规范对线列固体图像传感器特性参数及相关量进行了定义。 2 本规范推荐了线列固体图像传感器特性参数的测试方法及测试条件。 3 本规范适用于下列可见光线列固体图像传感器。 3 . 1 电荷藕合图 像器件 ( C C I D - C h a r g e C o u p l e d I m a g e D e v i c e ) . 3 . 2 自 扫描光电 二极管线列 ( S S P L A -S e l f S c a n n e d P h o t o
5、 d i o d e L i n e a r A r r a y ) . 3 . 3 类似于C C I D , S S P L A的 其他线列固 体图像传感器。 二特性参数及相关量的定义 4 电荷转移效率 ( C h a r g e t r a n s f e r e f f i c ie n c y ) 表征器件转移电荷包能力的特性参数。 定义: 电荷包在进行一次转移时实际传输到下一电极的电荷量 Q 。 * , 与转移前的电 荷量 Q 。 的比 值。符号为 , ,由式 ( 1 ) 表示: 7=Qn + 1 1 Q n ( 1 ) 5 总转移效率 ( T o t a l t r a n s f
6、 e r e f f i c i e n c y ) 定义:在器件包含的有效光敏元中,位于离输出端最远的光敏元 ,受光后产生的电 荷包Q 。 经 、 次转移后到达 输出端时, 其电荷量 Q 、 与Q 。 之比 值。 符号为T T E ,由 式 ( 2 )表示: T T E=Q/ Q O = V! 0 ( 2 ) 6 曝光积分时间 ( E x p o s u r e i n t e g r a t e d t i m e ) 定义:光敏元累积光信号产生电荷的时间。符号为 T,单位为秒,s o 7 曝光量 ( L u mi n o u s e x p o s u r e ) 定义:入射到光敏元上的
7、 ( 恒定)照度 E与曝光积分时间T之积。符号为 H,单 位为勒克司秒, I x . s o 8 饱和输出电压 ( S a t a r a t i o n o u t p u t s ig n a l v o l t a g e ) 定义:人射到光敏元上的曝光量大于某一限度时器件输出不再随曝光量的增加而变 化,此时器件输出的信号电压值。符号为 V-,单位为伏特,V. . i . 1 F 1 037 - 19 93 9 饱和曝光量 ( S a t u r a t i o n e x p o s u r e ) 定义: 器件输出信号电 压达到饱和时的最小人射曝光量。 符号为 H , e , 单位为
8、勒克 司秒,l x “ s a 1 0 暗输出电压 ( D a r k o u t p u t v o l t a g e ) 定义:器件在无 光照条件下各光敏元输出电压的平均值。符号为 V D ,由式 ( 3 ) 表示 : V 。 一 _1N 睿 V D , ( 3 ) 式中:VD i 第 i 光敏元的暗输出电压 ; N光敏元数 目。 1 1 暗输出 ( 电压)不均匀性 ( U n - u n i f o r m i t y o f d a r k o u t p u t v o l t a g e ) 定义:器件各光敏元在无光照条件下,各自输出信号电压中的最大值 小值 V D m m 与平
9、均值 V D之比的百分数。符号为 P R N U D,由式 ( 4 )表示 : P R N U D=( V D . . 、 一V D m ln ) / VD X 1 0 0 % 1 2 暗噪声 ( N o i s e o f d a r k o u t p u t v o l t a g e ) V D -、 减去最 封式5)式6) (由(由( 定义: 器件在无光照条件下暗输出电压随时间涨落的 均方根值。符号为 V N , ( 5 )表示 : 式 中: VN t 时刻暗输出电压;一 丫 罐( V r 一 又 ” 各时刻暗输出电压的平均值; 叭-叭 M采样次数。 1 3 噪声等 效曝光量 ( N
10、 o i s e e q u i v a le n t e x p o s u r e ) 定义 :器件暗噪声所对应的曝光量。符号为 HN ,单位为勒克司秒,I x “ s , ( 6 )表示: HN= V N / R 式中:V N R- 暗噪 声值 ; 响应度值 。 1 4 响应度 ( R e s p o n s i v i t y ) 表征器件受照曝光量与输出信号电压之间光电转换的特性参数。 定义 :在标准 A光源照射下器件在线性响应区,光敏元每单位曝光量所产生的输 出信号电压。符号为 R,单位为伏特每勒克司秒,V / l x “ s ,由式 ( 7 )表示 : R 二 V/ 仃( 7 )
11、 式中:H器件所受曝光量 ; v光敏元对应于 H 的输出信号电压。 1 5 响应不均匀性 ( P h o t o r e s p o n s e Un - u n i f o r mi t y ) 表征器件各光敏元响应度的不一致性。 J JF 1 0 37 - 1 9 93 定义 :器件各光敏元在二分之一饱和曝光量条件下各 自输出信号电压中的最大值 V - A x 减去最小值 V m i。 与 平均值V之比 的百分数。 符号为P R N U , 由式 ( 8 ) 表示: P R N U =( V m a 、 一V , ; ) / V x 1 0 0 % ( 8 ) 1 6 动态范围 ( D y
12、 n a m i c r a n g e ) 表征器件探测光信号大小的相对范围。 定义 : 饱和曝光量 H、 与噪声等效曝光量 HN 之比值。符号为 D , ,由式 ( 9 )表示: D, =Hs , / HN ( 9 ) 1 7 相对光谱响应度 ( R e l a t i v e s p e c t r a l r e s p o n s i v i t y ) 表征器件的光谱响应特性。 定义:器件在波长 A的单色光照射下的光谱响应度 5 ( 劝 与其最大值 S 之比值。 符号为 S ( A ) , ,由式 ( 1 0 )表示: S ( A ) r 二S ( A ) / S m ( 1 0
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