CCD圖像傳感器功能特性及具體應(yīng)用分析

記錄身邊的美景，生活的點(diǎn)滴，定格美麗的瞬間，相機(jī)幫人們留住了太多的美好回憶。越來越多的人熱愛攝影，同時(shí)也對相機(jī)的畫質(zhì)與性能提出更高的要求。說到數(shù)碼相機(jī)就不能不提CCD圖像傳感器了，這種能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的半導(dǎo)體器件被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)中。

事實(shí)上CCD不僅應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)中，還被廣泛應(yīng)用于攝像機(jī)、掃描儀、光學(xué)遙測技術(shù)、光學(xué)與頻譜望遠(yuǎn)鏡等產(chǎn)品中。下面就對CCD的功能特性及具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

CCD圖像傳感器可直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取、存儲(chǔ)、傳輸、處理和復(fù)現(xiàn)。CCD一般可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD將CCD內(nèi)部電極分成數(shù)組，并施加同樣的時(shí)鐘脈沖，以滿足不同場合的應(yīng)用。面陣CCD較線陣CCD結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，由很多光敏區(qū)排列成一個(gè)方陣并以一定的形式連接成一個(gè)器件，以獲取大量信息，完成復(fù)雜圖像的處理。

一般考察CCD質(zhì)量性能，可以對其不同參數(shù)進(jìn)行考慮。包括CCD的光譜靈敏度、暗電流與噪聲、轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率、時(shí)鐘頻率的上、下限、動(dòng)態(tài)范圍、非均勻性、非線性度、時(shí)間常數(shù)、CCD芯片像素缺陷等。

CCD圖像傳感器一般體積較小，功耗也較低，因此適應(yīng)于各類電子產(chǎn)品而不會(huì)占用太大空間。同時(shí)CCD靈敏度高、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、響應(yīng)速度快、像素集成度高、尺寸精確等，都讓它的應(yīng)用得到普及。

含格狀排列像素的CCD應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、光學(xué)掃瞄儀與攝影機(jī)的感光元件。經(jīng)冷凍的CCD亦廣泛應(yīng)用于天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文臺(tái)亦不斷研發(fā)高像數(shù)CCD以拍攝極高解像之天體照片。CCD能使固定式的望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮有如帶追蹤望遠(yuǎn)鏡的功能，讓CCD上電荷讀取和移動(dòng)的方向與天體運(yùn)行方向一致，速度也同步，以CCD導(dǎo)星不僅能使望遠(yuǎn)鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠(yuǎn)鏡記錄到比原來更大的視場。一般的CCD大多能感應(yīng)紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度（或趨近零照度）攝影機(jī)/照相機(jī)等。