第十二章，第四节： 三、CCD图像传感器 CCD全称电荷耦合器件，它具备光 电转换、信息存贮和传输等功能，具有 集成度高、功耗小、分辨力高、动态范 围大等优点。CCD图像传感器被广泛应 用于生活、天文、医疗、电视、传真、 通信以及工业检测和自动控制系统 2023/7116
2023/7/16 1 第十二章，第四节： 三、CCD图像传感器 CCD全称电荷耦合器件，它具备光 电转换、信息存贮和传输等功能，具有 集成度高、功耗小、分辨力高、动态范 围大等优点。 CCD图像传感器被广泛应 用于生活、天文、医疗、电视、传真、 通信以及工业检测和自动控制系统
(一)CCD的基本工作原理 一个完整的CCD器件由光敏元、转移栅、 移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。 CCD工作时，在设定的积分时间内，光敏元对 光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏元 的电荷量。取样结束后，各光敏元的电荷在转 移栅信号驱动下，转移到CCD内部的移位寄存 器相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用 下，将信号电荷顺次转移到输出端。输出信号 可接到示波器、图象显示器或其他信号存储、 处理设备中，可对信号再现或进行存储处理。 2023/7/16 2
2023/7/16 2 （一）CCD的基本工作原理 一个完整的CCD器件由光敏元、转移栅、 移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。 CCD工作时，在设定的积分时间内，光敏元对 光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏元 的电荷量。取样结束后，各光敏元的电荷在转 移栅信号驱动下，转移到CCD内部的移位寄存 器相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用 下，将信号电荷顺次转移到输出端。输出信号 可接到示波器、图象显示器或其他信号存储、 处理设备中，可对信号再现或进行存储处理
MOS电容器组成的光敏元及数据面的显微照片 CCD光敏元显微照片 CCD读出移位寄存器 的数据面显微照片 2023/7/16 3
2023/7/16 3 MOS电容器组成的光敏元及数据面的显微照片 CCD光敏元显微照片 CCD读出移位寄存器 的数据面显微照片
彩色CCD显微照片（放大7000倍）
彩色CCD显微照片（放大7000倍）
(二) CCD图像传感器的分类 1.线阵CCD外形 两 2023/7/16
2023/7/16 5 （二）CCD图像传感器的分类 1. 线阵CCD外形
2.面阵CCD 面阵CCD能在x、y两个方向都能实现电子 自扫描，可以获得二维图像 。酸 PPEEETE万 2023/7/16
2023/7/16 6 2.面阵CCD 面阵CCD能在x、y两个方向都能实现电子 自扫描，可以获得二维图像
面阵CCD外形（续） 200万和1600万像素的面阵CCD 2023/7/16
2023/7/16 7 面阵CCD外形（续） 200万和1600万像素的面阵CCD
面阵CCD外形（续） 2023/7/16 8
2023/7/16 8 面阵CCD外形（续）
面阵CCD外形（续） 2023/7/16 9
2023/7/16 9 面阵CCD外形（续）
(三)CCD的基本特性参数 CCD的基本特性参数有： 光谱响应、动态范围、信噪比、CCD 芯片尺寸等。在CCD像素数目相同的条件 下，像素点大的CCD芯片可以获得更好的 拍摄效果。大的像素点有更好的电荷存储 能力，因此可提高动态范围及其他指标。 2023/7/16 10
2023/7/16 10 （三）CCD的基本特性参数 CCD的基本特性参数有： 光谱响应、动态范围、信噪比、CCD 芯片尺寸等。在CCD像素数目相同的条件 下，像素点大的CCD芯片可以获得更好的 拍摄效果。大的像素点有更好的电荷存储 能力，因此可提高动态范围及其他指标