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CCD攝像器件的基本原理
發布時間: 2016-02-09      大小:  16px  14px  12px

CCD芯片根據投射到其靶面上光強的大小,相應的在其上積聚相應的電荷, 將電荷存

儲及轉移并周期性放電,產生表示一幅幅畫面信息的電信號,經過濾波、放大處理,通過攝像頭的輸出端子輸出標準的復合視頻信號, 送往監視器顯示 。
(二) CCD攝像器件的功能
光電轉換功能: 每個單元在接受光照時生成與入射光強度成正比的電荷, 根據這一功能可以把 CCD的基本單元理解為一個光敏二極管。
存儲電荷功能: 每個單元都可通過電極電壓的控制, 將電荷存儲在其形成的勢阱中, 就像電容器一樣, 電荷的存儲也是一個積累的過程 。 使得器件在曝光期間能夠不斷把電荷積累起來, 與單元總的被輻射光照強度成正比 。
轉移電荷功能: MOS單元的陣列構成了 CCD器件,通過電極電壓的相位控制,可以把每個單元存儲、 積累的電荷轉移出來。
(三) CCD攝像器件的結構
根據 CCD攝像器件電荷耦合方式的不同, CCD攝像器件的結構有線陣攝像器件與面陣攝像器件兩種 。
1.線陣攝像器件
CCD作為光敏器件, 最初是以線陣攝像器件的形式出現的, 用于傳真機及掃描儀等慢速掃描設備。 線陣攝像器件可用下面兩種方法構成:
( 1 ) 光敏區和轉移區分開, 使轉移區不照光, 并用一列移位寄存器進行轉移的單通道型。
光敏區和轉移區分開, 使得當光照產生的信號電荷在光敏區的勢阱里得到充分積累時接通轉移柵,使電荷包流入轉移區,此時轉移區不照光,防止了信號電荷包變模糊。但這種方法的轉移次數多, 轉移效率低下。
( 2 ) 光敏區和轉移區分開, 不照光的轉移區用并排在光敏區兩側的移位寄存器, 形成轉移速度較高的雙通道型。 ·
雙通道型可以解決上面單通道型的轉移次數多、 轉移效率低的問題。 利用光敏區兩側的ccD移位寄存器, 當光電信號電荷的積累時間結束后, 偶數光敏單元轉移到左側寄存器, 奇數光敏單元轉移到右側寄存器 。 這樣就使得其總轉移效率比單通道型的總轉移效率高 。
2.面陣攝像器件

面陣攝像器件的電荷組合方式主要有 X-Y選址方式、 rr方式、 F「方式和F「「方式四種。其中, X-Y選址方式存在寄生電容和輸出電路的噪聲等問題, 轉移效率不高,實際應用比較少。圖2-47所示為面陣 CCD 圖像傳感器的外觀,其中心部分即是 CCD感光靶面。

CCD攝像器件的基本原理

CCD攝像器件的基本原理