电荷耦合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像

什么是 CCD 传感器

 

什么是 CCD 传感器

 

CCD 传感器工作原理

CCD 传感器是一种新型光电转换器件,它能存储由光产生的信号电荷。当对它施加特定时序的脉冲时,其存储的信号电荷便可在 CCD 内作定向传输而实现自扫描。它主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成。它具有光电转换、信息存贮和延时等功能,而且集成度高、功耗小,已经在摄像、信号处理和存贮 3 大领域中得到广泛的应用,尤其是在图像传感器应用方面取得令人瞩目的发展。CCD 有面阵和线阵之分,面阵是把 CCD 像素排成 1 个平面的器件;而线阵是把 CCD 像素排成 1 直线的器件。由于在军事领域主要用的是面阵 CCD,因此这里主要介绍面阵 CCD。

 

CCD 传感器特性

①调制传递函数 MTF 特性:固态图像传感器是由像素矩阵与相应转移部分组成的。固态的像素尽管己做得很小,并且其间隔也很微小,但是,这仍然是识别微小图像或再现图像细微部分的主要障碍。


②输出饱和特性:当饱和曝光量以上的强光像照射到图像传感器上时,传感器的输出电压将出现饱和,这种现象称为输出饱和特性。产生输出饱和现象的根本原因是光敏二极管或 MOS 电容器仅能产生与积蓄一定极限的光生信号电荷所致。


③暗输出特性:暗输出又称无照输出,系指无光像信号照射时,传感器仍有微小输出的特性,输出来源于暗〔无照)电流。


④灵敏度:单位辐射照度产生的输出光电流表示固态图象传感器的灵敏度,它主要与固态图像传感器的像元大小有关。


⑤弥散:饱和曝光量以上的过亮光像会在象素内产生与积蓄起过饱和信号电荷,这时,过饱和电荷便会从一个像素的势阱经过衬底扩散到相邻像素的势阱。这样,再生图像上不应该呈现某种亮度的地方反而呈现出亮度,这种情况称为弥散现象。


⑥残像:对某像素扫描并读出其信号电荷之后,下一次扫描后读出信号仍受上次遗留信号电荷影响的现象叫残像。


⑦等效噪声曝光量:产生与暗输出(电压)等值时的曝光量称为传感器的等效噪声曝光量。