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發布時間:2021-01-17 16:38  
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CCD傳感器是一種新型光電轉換器件,它能存儲由光產生的信號電荷。當對它施加特定時序的脈沖時,其存儲的信號電荷便可在CCD內作定向傳輸而實現自掃描。它主要由光敏單元、輸入結構和輸出結構等組成。它具有光電轉換、信息存貯和等功能,而且集成度高、功耗小,已經在攝像、信號處理和存貯3大領域中得到廣泛的應用,尤其是在圖像傳感器應用方面取得令人矚目的發展。CCD有面陣和線陣之分,面陣是把CCD像素排成1個平面的器件;而線陣是把CCD像素排成1直線的器件。由于在軍事領域主要用的是面陣CCD,因此這里主要介紹面陣CCD。
面陣CCD的結構一般有3種。種是幀轉性CCD。它由上、下兩部分組成,上半部分是集中了像素的光敏區域,下半部分是被遮光而集中垂直寄存器的存儲區域。其優點是結構較簡單并容易增加像素數,缺點是CCD尺寸較大,易產生垂直拖影。第二種是行間轉移性CCD。它是目前CCD的主品,它們是像素群和垂直寄存器在同一平面上,其特點是在1個單片上,價格低,并容易獲得良好的攝影特性。第三種是幀行間轉移性CCD。它是種和第二種的復合型,結構復雜,但能大幅度減少垂直拖影并容易實現可變速電子快門等優點。
暗輸出特性:暗輸出又稱無照輸出,系指無光像信號照射時,傳感器仍有微小輸出的特性,輸出來源于暗〔無照)電流。單位輻射照度產生的輸出光電流表示固態圖象傳感器的靈敏度,它主要與固態圖像傳感器的像元大小有關。飽和曝光量以上的過亮光像會在象素內產生與積蓄起過飽和信號電荷,這時,過飽和電荷便會從一個像素的勢阱經過襯底擴散到相鄰像素的勢阱。這樣,再生圖像上不應該呈現某種亮度的地方反而呈現出亮度,這種情況稱為彌散現象。
CMOS傳感器的每個像素都有一個將電荷轉化為電子信號的放大器。因此,CMOS傳感器可以在每個像素基礎上進行信號放大,采用這種方法可節省任何無效的傳輸操作,所以只需少量能量消耗就可以進行快速數據掃描,同時噪音也有所降低。這就是佳能的像素內電荷完全轉送技術。CCD與CMOS傳感器是被普遍采用的兩種圖像傳感器,兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數據傳送的方式不同。