ccd图像传感器基础知识
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很 低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比 （SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光 也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用 较不受天候拘束；
3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦 测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围， 不来自百度文库亮度差异大而造成信号反差现象。
CCD传感器的成像原理是使用感光二极 管将光线转换为电荷，当拍摄者对焦完毕按 下快门的时候，光线通过打开的快门（目前 消费级数码相机基本都是采用电子快门）透 过马赛克色块射入在CCD图像传感器上，感 光二极管在接受光子的撞击后释放电子，所 产生电子的数目与该感光二极管感应到的光 成正比。
当本次曝光结束之后，每个感光二极管上含
5. 大面积感光（Large Field of View）：利 用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶 片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的Ｃ ＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代 专业有利光学相机的关键元件；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；
10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易 老化，使用方便及保养容易。
CCD传感器的应用
★高速线阵CCD IL-P1-4096
CCD传感器的像面尺寸向集 成化各轻量化方向的发展:
由于制造CCD传感器的硅片和加工成 本都很高，所以很希望一片6.5英寸的硅片上 光刻出更多的CCD传感器芯片；以由于光刻 机的进步，所以在仍保持具有很高灵敏度的 特性下，CCD传感器的尺寸向1/2英寸、1/3 英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向发展在1993 年，1/2英寸的CCD传感器占总产量的5%;1/4 英寸的CCD传感器占总产量的10%;1/3英寸
CCD传感器是一种特殊的半导体材料，由大量独 立的感光二极管组成，一般按照矩阵形式排列，相当
于传统相机的胶卷。
目前，CCD的种类有很多，其中面阵型CCD是主要 应用在数码相机中。它是由许多单个感光二极管组成 的阵列，整体呈正方形，然后像砌砖一样将这些感光 二极管砌成阵列来组成可以输出一定解析度图像的 CCD传感器。
6. 低影像失真（Low Image Distortion）： 使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的 情形，使原物体资讯忠实地反应出
7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重 量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫 星及各式导航系统上；
8. 低秏电力，不受强电磁场影响；
9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪 比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将 变较模糊；
CCD传感器向高素数、多制式发展
各种CCD传感器的像面尺寸在减少，但 其像素数在增加，已由早期的512（H） ×596(V)向795（H）×596（V）发展,甚至 出现超过百万像素的CCD传感器。为提高水 平方向和垂直方向的分辨能力，已从通常的 隔行扫描向逐行扫描格式发展。
CCD摄像机的数字化
4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源 强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯 不致损失，降低信号补偿处理成本；高光子转换效 率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光 照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器， 即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；
有不同数量的电子，而我们在显示器上面看 到的数码图像就是通过电子数量的多与少来 进行表示和储存，然后控制电路从CCD中读 取图像，进行红R、绿G和蓝B三原色合成， 并且放大和将其数字化，这些数字信号被存 入数码相机的缓存内，最后写入相机的移动 存储介质完成数码相片的拍摄 。
CCD传感器有两种
CCD传感器技术 发展的五个趋势
CCD图像传感器的组成
第一层，微镜头； 第二层，滤色片； 第三层，感光元件.
CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电 二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管当然 是捕捉光子用的，它将光子转化成电子，收集到的 光线越强产生的电子数量就越多，电子信号强了当 然就越容易被记录而越不容易丢失，图像细节就更 丰富了。
的CCD传感器占总产量的85%。。
在1997年，在总产量比1993年增200% 以上的情况下，1/2英寸的CCD传感器仍有很 大发展，已占总产量的15%（1/2英寸由于靶
面较大仍有许多场合需要，尤其在科研领域 中如MTV1881EX、MTV-2821CB摄像机）； 1/4英寸的CD传感占总产量的60%。也就是 说，1/2英寸较大靶面尺寸CCD传感器仍有很 大增长。
ＣＣＤ图像传感器
---------------------------------Charged Coupled Device (电荷藕合器件图像传感器)
CCD传感器概论
电子耦合组件即charged coupled device，它 就像传统相机的底片一样的感光系统，是感 应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗 颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方， 当光线与图像从镜头透过、投射到ccd表面时， ccd就会产生电流，将感应到的内容转换成数 码资料储存在相机内部的闪速存储器或内置 硬盘卡内。ccd像素数目越多、单一像素尺寸 越大，收集到的图像就会越清晰。
在制造CCD摄像机时，从以往的Analog 模拟系统逐步实现DSP数位化处理，可以借 助电子计算机和专门软件系统实现对CCD摄 像机，特别是对彩色CCD摄像机的各种参数 的量化调整，可以确保CCD摄像机性能指标 的优化一致性以及在特殊使用条件下的参数 量化修改。
ＣＣＤ传感器有以下优点：
1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为 μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从 早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸， 像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万 像素；
3. 动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦 测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围， 不来自百度文库亮度差异大而造成信号反差现象。
CCD传感器的成像原理是使用感光二极 管将光线转换为电荷，当拍摄者对焦完毕按 下快门的时候，光线通过打开的快门（目前 消费级数码相机基本都是采用电子快门）透 过马赛克色块射入在CCD图像传感器上，感 光二极管在接受光子的撞击后释放电子，所 产生电子的数目与该感光二极管感应到的光 成正比。
当本次曝光结束之后，每个感光二极管上含
5. 大面积感光（Large Field of View）：利 用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶 片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的Ｃ ＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代 专业有利光学相机的关键元件；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；
10. 可大批量生产，品质稳定，坚固，不易 老化，使用方便及保养容易。
CCD传感器的应用
★高速线阵CCD IL-P1-4096
CCD传感器的像面尺寸向集 成化各轻量化方向的发展:
由于制造CCD传感器的硅片和加工成 本都很高，所以很希望一片6.5英寸的硅片上 光刻出更多的CCD传感器芯片；以由于光刻 机的进步，所以在仍保持具有很高灵敏度的 特性下，CCD传感器的尺寸向1/2英寸、1/3 英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向发展在1993 年，1/2英寸的CCD传感器占总产量的5%;1/4 英寸的CCD传感器占总产量的10%;1/3英寸
CCD传感器是一种特殊的半导体材料，由大量独 立的感光二极管组成，一般按照矩阵形式排列，相当
于传统相机的胶卷。
目前，CCD的种类有很多，其中面阵型CCD是主要 应用在数码相机中。它是由许多单个感光二极管组成 的阵列，整体呈正方形，然后像砌砖一样将这些感光 二极管砌成阵列来组成可以输出一定解析度图像的 CCD传感器。
6. 低影像失真（Low Image Distortion）： 使用CCD感测器，其影像处理不会有失真的 情形，使原物体资讯忠实地反应出
7. 体积小、重量轻：CCD具备体积小且重 量轻的特性，因此，可容易地装置在人造卫 星及各式导航系统上；
8. 低秏电力，不受强电磁场影响；
9. 电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪 比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将 变较模糊；
CCD传感器向高素数、多制式发展
各种CCD传感器的像面尺寸在减少，但 其像素数在增加，已由早期的512（H） ×596(V)向795（H）×596（V）发展,甚至 出现超过百万像素的CCD传感器。为提高水 平方向和垂直方向的分辨能力，已从通常的 隔行扫描向逐行扫描格式发展。
CCD摄像机的数字化
4. 良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源 强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯 不致损失，降低信号补偿处理成本；高光子转换效 率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光 照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器， 即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；
有不同数量的电子，而我们在显示器上面看 到的数码图像就是通过电子数量的多与少来 进行表示和储存，然后控制电路从CCD中读 取图像，进行红R、绿G和蓝B三原色合成， 并且放大和将其数字化，这些数字信号被存 入数码相机的缓存内，最后写入相机的移动 存储介质完成数码相片的拍摄 。
CCD传感器有两种
CCD传感器技术 发展的五个趋势
CCD图像传感器的组成
第一层，微镜头； 第二层，滤色片； 第三层，感光元件.
CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电 二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管当然 是捕捉光子用的，它将光子转化成电子，收集到的 光线越强产生的电子数量就越多，电子信号强了当 然就越容易被记录而越不容易丢失，图像细节就更 丰富了。
的CCD传感器占总产量的85%。。
在1997年，在总产量比1993年增200% 以上的情况下，1/2英寸的CCD传感器仍有很 大发展，已占总产量的15%（1/2英寸由于靶
面较大仍有许多场合需要，尤其在科研领域 中如MTV1881EX、MTV-2821CB摄像机）； 1/4英寸的CD传感占总产量的60%。也就是 说，1/2英寸较大靶面尺寸CCD传感器仍有很 大增长。
ＣＣＤ图像传感器
---------------------------------Charged Coupled Device (电荷藕合器件图像传感器)
CCD传感器概论
电子耦合组件即charged coupled device，它 就像传统相机的底片一样的感光系统，是感 应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗 颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方， 当光线与图像从镜头透过、投射到ccd表面时， ccd就会产生电流，将感应到的内容转换成数 码资料储存在相机内部的闪速存储器或内置 硬盘卡内。ccd像素数目越多、单一像素尺寸 越大，收集到的图像就会越清晰。
在制造CCD摄像机时，从以往的Analog 模拟系统逐步实现DSP数位化处理，可以借 助电子计算机和专门软件系统实现对CCD摄 像机，特别是对彩色CCD摄像机的各种参数 的量化调整，可以确保CCD摄像机性能指标 的优化一致性以及在特殊使用条件下的参数 量化修改。
ＣＣＤ传感器有以下优点：
1. 高解析度（High Resolution）：像点的大小为 μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从 早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸， 像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万 像素；