CCD

CCD

CCD,英文全稱:Charge-coupled Device,中文全稱:電荷耦合元件。可以成爲CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件,能夠把光學影像轉化爲數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱爲像素(Pixel)。一塊CCD上包含的像素數越多,其提供的畫面分辨率越高。CCD的作用就像膠片一樣,但它是把光信號轉換成電荷信號。CCD上有許多排列整齊的光電二極管,能感應光線,並將光信號轉變爲電信號,經外部採樣放大及數模轉換電路轉換成數字圖像信號。

  它是一種特殊半導體器件,上面有很多一樣的感光元件,每個感光元件叫一個像素。CCD在攝像機里氏一個機器重要的部件,它起到將光線轉換成電信號的作用,類似於人的眼睛,因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。


CCD-衡量標準

  衡量CCD好壞的指標很多,有像素數量,CCD尺寸、靈敏度和信噪比等,其中,像素數以及CCD尺寸是重要的指標。像素數是指CCD上感光元件的數量。攝像機拍攝的畫面可以理解爲由多個小的點組成,每個點就是一個像素。顯然,像素數越多,畫面就會越清晰,如果CCD沒有足夠的像素的話,拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響,因此,理論上CCD的像素數量應該越多越好。但,CCD像素數的增加會使製造成本以及成品率下降,而且在現行電視標準下,像素數增加到某一數量後,再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯,因此,一般一百萬左右的像素數對一般的使用已經足夠了。

  

Charge-coupled device

A charge-coupled device(CCD) is a device for the movement of electrical charge, usually from within the device to an area where the charge can be manipulated, for example conversion into a digital value. This is achieved by "shifting" the signals between stages whthin the device one at a time.

The CCD is a major piece of technology in digital imaging. In a CCD image sensor, pixels are represented by p-doped MOS capacitors.


CCD芯片分兩大類

  線性CCD即CCD的感光元件排列在一條直線上。它成像方式是CCD在光學系統成像所在的焦平面上垂直掃過,直到衣服完整的影像。傳統的掃描儀都使用這種類型的CCD,因此我們又稱爲它爲掃描型CCD。線性CCD的這種工作方式決定了它得到衣服完整的影響需要很長的時間,即曝光時間很長。自然它就無法用於拍攝動態的物體,另外,在曝光過程中需要一致的光線環境,它也不支持閃光拍攝。雖然有如此重大的缺陷,但,線性CCD的感光元件可以做到很高的線密度,這樣用線性CCD可以得到極高像素數量的影像,因此,它仍然被用於數碼相機,拍攝需要超高分辨率的景物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相機,它用三條線性CCD分別感應紅藍綠三色光,每條3648像素,色彩灰度爲12位,可得到1640萬像素分辨率高達4500*3648的圖像,最終的影像容量高達50-100MB。其預掃描時間需要12秒,每一線精度需要1/15~1/200秒。

面型CCD有成全幅式CCD,陣列型CCD。面型CCD的普光方式有以下三種:

1.單CCD芯片三次曝光。

2.三CCD一次曝光。

3.單CCD芯片一次曝光。


分解CCD可知,CCD的結構爲三層:

第一層是“微型鏡頭”。

第二層是“分色濾色片”。

第三層是“感光層”。



Architecture

The CCD image sensors can be implemented in several different architectures. The most common are full-frame, frame-transfer, and interline. The distinguishing characteristic of each of these architectures is their approach to the problem of shuttering.


Sensor sizes

Sensors(CCD / CMOS) come in various sizes, or image sensor formats. There sizes are often referred to with an inch fraction designation such 1/1.8" or 2/3" called the optical format. This measurement actually originates back in the 1950s and the time of Vidicon tubes.

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