CCD電荷式傳感器主講教師：《無(wú)人機(jī)傳感器技術(shù)》CCD的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用定義CCD是電荷耦合器件(ChargeCoupledDevice)的簡(jiǎn)稱，是一種典型的固體圖像攝像器件，它將光敏二極管陣列集成為一體，把入射到傳感器光敏面上按空間分布的光強(qiáng)信息(可見(jiàn)光、紅外輻射等)，轉(zhuǎn)換為按時(shí)序串行輸出的電信號(hào)-視頻信號(hào)，而視頻信號(hào)能再現(xiàn)入射的光輻射圖像，從而構(gòu)成具有自掃描功能的CCD圖像傳感器。CCD的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)具有集成度高、分辨力高、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于軍事、衛(wèi)星、醫(yī)療、天文、圖像識(shí)別、工業(yè)顯微鏡。CCD傳感器工作原理1CCD器件2目錄CCD傳感器的應(yīng)用301

CCD傳感器工作原理CCD傳感器工作原理功能有光電轉(zhuǎn)換、信息存儲(chǔ)和信息傳輸?shù)裙δ堋CD傳感器工作原理它的最小單元是在P型(或N型)硅襯底上生長(zhǎng)一層厚度約為120nm的SiO2，再在SiO2層上依次沉積金屬或摻雜多晶硅電極而構(gòu)成金屬一氧化物一半導(dǎo)體的電容式轉(zhuǎn)移器。金屬為SiO2層上沉積的金屬或摻雜多晶硅電極，稱為柵極；半導(dǎo)體硅作為底電極，俗稱襯底；氧化物為兩電極之間夾的絕緣體SiO2。CCD傳感器工作原理MOS電容器組成的光敏元彩色CCD顯微照片（放大7000倍）CCD讀出移位寄存器的數(shù)據(jù)面顯微照片工作原理被攝物體反射光線到CCD器件上，CCD根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷，從而產(chǎn)生與光電荷量呈正比的弱電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波、放大處理，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路輸出一個(gè)能表示敏感物體光強(qiáng)弱的電信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)。02CCD器件CCD器件2.1線陣CCD圖像傳感器結(jié)構(gòu)組成由一列光敏元件與一列CCD并行且對(duì)應(yīng)地構(gòu)成一個(gè)主體，之間還設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)移控制柵。應(yīng)用一維尺寸的測(cè)量大面積物體（如鋼板、地面等）尺寸的測(cè)量和圖像掃描CCD器件2.2面陣CCD圖像傳感器結(jié)構(gòu)組成由感光區(qū)、信號(hào)存儲(chǔ)區(qū)和輸出轉(zhuǎn)移三部分組成。應(yīng)用可以用于拍照外，還可以用于復(fù)雜形狀物體的面積測(cè)量、圖像識(shí)別（如指紋識(shí)別）、印制電路板焊點(diǎn)短路識(shí)別等。03CCD傳感器的應(yīng)用CCD傳感器的應(yīng)用3.1線陣CCD元件用于掃描、拍攝線陣CCD應(yīng)用于掃描儀照射到原稿上的光線經(jīng)反射后,穿過(guò)一個(gè)很窄的縫隙,形成形成沿x方向的光帶,再經(jīng)過(guò)一組反光鏡,由光學(xué)透鏡聚焦,照到彩色線陣CCD上,CCD將光帶轉(zhuǎn)換為RGB串行模擬信號(hào),此信號(hào)又被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。掃描儀每掃一行,就得到原稿x方向一行的圖像信息。隨著沿y方向的移動(dòng),在計(jì)算機(jī)內(nèi)部逐步形成原稿的全圖。CCD傳感器的應(yīng)用3.2面陣CCD元件應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)利用光電轉(zhuǎn)換器件把光學(xué)影像轉(zhuǎn)換為電子數(shù)據(jù)的機(jī)器。數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)記錄的影像不需要進(jìn)行復(fù)雜的暗房工作就可以非常方便地由相機(jī)本身的液晶顯示屏或由電視機(jī)或個(gè)人電腦再現(xiàn)被攝影像，可以完成拷貝輸出。數(shù)碼攝像機(jī)CCD傳