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CCD传感器简介

发布时间:2010-03-08 19:22:20  来源:资料室    作者:   更新20211020 070855

什么是CCD传感器?CCD(Charge-Coupled Dvice)电荷耦合组件,是一种硅基固态影像感测组件。该组件是利用半导体的技术累积成二维面形的数组,因其乃一为具高密度像素(pixel),具有高分辨率及高感度之特性的固态影像感测组件,正逐渐取代传统摄像管,成为市场的主流。由于CCD影像传感器的诸多优良特性,使得它倍受瞩目,并成为影像定量取得系统应用上必备组件。CCD电荷耦合组件可作成多种形式,依应用分为有线型(用于传真机、影像扫描仪及条形码机)与面型(用于摄录像机、监视器、电视对讲机、数字照相机及影像电话)两种;一感光频谱分,则有可见光,红外光,X射线……等区别。可见光CCD影像感测组件主要优点有:
 
 1. 高分辨率(High Resolution)
 影像的大小为μm级,可检测及识别精细物体,提高CCD摄影机影像品质。从早期一寸、1/2寸、2/3寸、到目前1/4寸,像素数目从原来25万点增加到现在的30~40万点。
 
 2. 低噪声(Low Noise),高敏感度
 CCD具有很低的读出噪声和暗电流噪声(dark current noise),因此提高了讯号噪声比(signal to noise ratio SNR)。又具高敏感度
 (sensitivity),很低光度的被照体也能检测到,其讯号不会被噪声掩盖,使CCD摄影机的应用可从白天扩充到夜晚,较不受天候拘束。
 
 3. 动态范围广(high Dynamic Range)
 可同时检测及分辨强光与弱光,提高系统的环境使用范围。不因环境亮度差异大而造成信号反差现象。
 
 4. 良好的线性特性曲线(Linearity)
 入射光源强度强度和输出讯号大小成良好的正比关系,输出信号的大小变化能依原来物体亮度大小变化,使物体信息不致损失,降低讯号补偿处理成本。
 
 5. 高光子转换效率(high Quantum Efficiency)
 很微弱的入射光照射在传感器上,都能被记录下来。如果配合影像增强管及投光器,即使在非常黑暗的夜晚且位在很远的地方的景物仍然还可以检测得到。
 
 6.大面积检测(Large Field of View)
 利用半导体技术可制造大面积的CCD芯片,含有百万像素,长宽约为两吋,可作为大面积曝光,其应用为取代传统底片,做为电子照相机之取像组件。
 
 7.光谱响应广(Broad Spectral Response)
 能检测很宽波长范围的光,增加系统使用弹性,扩大系统应用领域。
 
 8.低影像失真(Low Image Distortion)
 使用CCD影像传感器,其影像处理不会像使用影像收集管(image pickup tube)时,有失真的情形,使原物体信息忠实反应。
 
 9.体积小、重量轻
 CCD摄影机体积小且重量轻,可容的装置在人造卫星及各式导航系统上。
 
 10.电荷传输效率
 该效率系数影响信号杂信比、解像率、故电荷传输效率不佳,影像将变较模糊。
 
 11.大量生产,质量稳定,坚固,不易老化,使用方便及保养容易。
 
 12.低耗电力,不受强电磁场影响。


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