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CCD簡(jiǎn)單介紹及其主要性能參數(shù)
閱讀：5853 發(fā)布時(shí)間：2017-10-10
CCD，英文全稱(chēng)：Charge-coupled Device，中文全稱(chēng)：電荷耦合元件。可以稱(chēng)為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。CCD是在MOS晶體管電荷存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，突出的特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào)，而不是以電流或電壓作為信號(hào)的。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱(chēng)作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素?cái)?shù)越多，其提供的畫(huà)面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。
CCD按受光方式分為前感光和背感光兩種。前感光CCD由于正面布置著很多電極，光經(jīng)電極反射和散射，不僅使得響應(yīng)度大大減低（量子效率通常低于50%），也因?yàn)槎啻畏瓷洚a(chǎn)品的干涉效應(yīng)使光譜響應(yīng)曲線出現(xiàn)馬鞍形的起伏；背感光CCD由于避免了上述問(wèn)題，因而響應(yīng)度大大提高，量子效率可達(dá)到80%以上。
CCD的重要性能參數(shù)：
1、量子效率
量子效率是表征CCD芯片對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的高低，是CCD的一個(gè)重要參數(shù)。
2、動(dòng)態(tài)范圍
一般定義動(dòng)態(tài)范圍是滿阱容量與噪聲的比值。增大動(dòng)態(tài)范圍的途徑是降低暗電流和噪聲，如采用制冷型CCD，或選擇量子效率更高、像素尺寸更大的CCD。
3、噪聲
CCD的噪聲包含信號(hào)噪聲、讀出噪聲和熱噪聲。
1）信號(hào)噪聲是指信號(hào)的隨機(jī)噪聲。
2）讀出噪聲是電荷轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的噪聲，它發(fā)生在每次電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中，因此與讀取的速度有關(guān)，讀取速度越快，讀出噪聲也越高。
3）熱噪聲是溫度引起的噪聲，溫度越低，熱噪聲越小。
4、分辨率
面陣CCD的分辨率一般是指空間分辨率，它主要取決于CCD芯片的象元數(shù)和像素大小。
當(dāng)CCD與光譜儀配合使用來(lái)進(jìn)行光譜攝制時(shí)，其光譜分辨率則與光譜儀的光學(xué)色散能力以及CCD芯片的像素大小都有關(guān)系。
5、線性度
線性度是表征CCD芯片中的不同像元對(duì)同一波長(zhǎng)的輸入信號(hào)，其輸出信號(hào)強(qiáng)度與輸入信號(hào)強(qiáng)度成比例變化的一致性。
6、讀出速度（幀數(shù)）
讀出速度是用來(lái)表征單位時(shí)間內(nèi)處理數(shù)據(jù)速度的快慢的參數(shù)。讀出速度越快，單位時(shí)間內(nèi)獲得的信息越多；但同時(shí)要注意，讀出速度越快，讀出噪聲越高。