CCD的功能特性

秋水伊人

CCD是目前机器视觉系统最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。
CCD的功能特性主要表现在以下几个方面：
    1、体积小、重量轻、耗电少、启动快、寿命长且可靠性高。
    2、光谱响应范围宽。一般的CCD器件可工作在400nm～1100nm波长范围内，最大响应约在900nm。在紫外区，由于硅片自身的吸收，量子效率下降，但采用背部照射减薄的CCD，工作波长极限可达100nm。
    3、灵敏度高。CCD具有很高的单元光量子产率，正面照射的CCD的量子产率可达20％，若采用背部照射减薄的CCD，其单元量子产率高达90％以上。另外，CCD的暗电流很小，检测噪音也很低。因此，即使在低照度下(10-21x)，CCD也能顺利完成光电转换和信号输出。
    4、动态响应范围宽。CCD的动态响应范围在4个数量级以上最高可达8个数量级。
    5、可达很高的分辨率。线阵器件延?000像元，可分辨最小尺寸7 m；面阵器件己达4096像元 4096像元，CCD摄像机分辨率已超过1000线以上。
    6、易与微光像增强器级联耦合，能在低光条件下采集信号。
    7、抗过度曝光性能。过强的光会使光敏元饱和，但不会导致芯片毁坏。
    基于以上特性，将CCD用于微光电视系统中，不仅可以提高系统终端显示图象的质量，而且可以利用计算机对图像进行增强、识别、存储等操作。
    典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。目前CCD工业相机在各领域的典型应用众多，而高分辨率工业相机使用范围也越来越广，在视频会议、纺织印染、高精度电子制造、生物医学等领域都有涉足。在将中国制造转换为中国创造的大潮中，高精尖技术在国内的发展必然会是爆发式的，高分辨率CCD工业相机的用武之地也必将更加广阔。
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