电荷耦合器件及其应用.pdf

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1、当口、b问的电介质变化，C变化，变化，=【，Po，电极，这种规则排列的MOS电容阵列再加上两端的输入和UPQ变化，同理，EP口变化。故选项B、C正确。输出二极管就构成了CCD芯片。当‘一定波长的入射光照射评析与解：原解析中认为“电容器的带电量不变”的观点CCD时，若CCD的电极下形成势阱，则光生少数载流子就是不正确的。左侧的C是电容器，右侧的P和Q两竖直放积聚到势阱中，其数目与光照时间和光照强度成正比。使用置的平行金属板也是电容器，设其电容为c。从构造上看，时钟控制将CCD的每一位下的光生电荷依次转移出来，分没有理由认为

2、c的值与c的值比较相差悬殊，可以忽略不别从同一输出电路上检测出，则可以得到幅度与各光生电荷计。也就是说，就连电容器c上所带电量“几乎不变”的条件包成正比的脉冲序列，从而将照射在CCD上的光学图像转都不具备。换成电信号“图像”。CCD将光信号转换成的每一个电脉冲这是两个电容器并联连接使用的电路设置。如图2所只反映一个光敏元受光的情况，脉冲幅度的高低反映该光敏示，当在b板上带电Q后，与b板导线连接的P板与b板是元受光的强弱，输出脉冲的次序可以反映光敏元的位置，这同一个等势体，其也将带相同电性的一定电量Q。且数值样就起到了图像

3、传感器的作用。上满足关系Q—Ql总之，CCD图像传感器以电荷为信号，具有光电信号转CC①换、存储、转移并逐一读出信号电荷的功能。实际情况应是，按题题目中所述的各种操作，两个电容器上的电量之和2．CCD的典型应用Q且一Q+Q②2．1数码相机是不变的。数码相机DigitalCamera(DC)的基本原理框图如图1这个不变的总电量Ql直，分配到电容器C上的电量Q】，所示。，、由①、②两式联立得QQ§。可见，C减小，Q增CCD大。发生的现象将是，当C减小，它原来所带的电量Q减小图像转移到达C上，使c上的电量Q在原来数值基础上增加

4、。传感若依旧关注电容器C，其两端的电压u一昙，Q、C均减小，镜头器比值不能确定，得不出对应的变化的趋势。但由于并联关系，总有一UP口。从C来看，当它所带的电量增加时，图1．数码相机基本原理图它两端电压增大，P和Q两平行金属板间的电场强度增大。变化的外界景物通过镜头照射到CCD彩色图像传感器带电小球受到的电场力增大，使悬线的偏角n变大。选项上，当感到图像满意时，可由MPU(微处理器)通过DSP(数B、C正确。字信号处理)电路控制取景器电路发出信号锁定，再由CCD可见，原解析，是用了不正确的观点，得出了正确的结彩色图像传感器

5、转换为串行模拟脉冲信号输出。该串行模论。其错误的隐蔽性较深，容易造成以讹传讹的后果。拟脉冲信号由放大器放大，再由A／D转换器转换为数字信口口号，经压缩编码后存储在SD等卡上。该存储卡上的图像数据可由读卡器送至微型计算机显示和保存，A／D转换器输出的经压缩编码后的数字图像信号可由USB口直接送至微电荷耦合器件及其应用型计算机显示和保存。也可由AV口接至电视机，播放图像和声音。数码相机CCD彩色图像传感器通常被划分为高端(1500万像素以上)、中端(1OOO万像素)与低端(700万像素永(安阳师院物理与电气工程学院河南455

6、000)以下)三种产品。高端数码相机一般用i／i．7英寸CCD彩色图像传感器芯片：中端数码相机一般用i／2．3英寸CCD彩色图像传感电荷耦合器件(ChargeCoupleDevice，缩写为CCD)是器芯片；低端数码相机一般用i／2．5英寸CCD图像传感器典型的固体图像传感器，它是美国贝尔实验室的威拉德·博芯片。伊尔(W．S．Boyle)和乔治·史密斯(G．E．Smith．)于l969年2．2数字摄像机发明的。他们因此荣获2009度诺贝尔物理学奖。数字摄像机DigitalVideoCamera(DV)的基本原理框图1．C

7、CD的结构、原理如图2所示。对变化的外界景物连续拍摄图片，只要拍摄速度超过CCD是按一定规律排列的MOS(金属一氧化物一半导25幅／秒，再按同样的速度播放这些图片，可以重现变化的体)电容器组成的阵列。在P型硅衬底上生长一层很薄的具外界景物，这是利用了人眼的视觉暂留原理。外界景物通过有介质作用的二氧化硅，在二氧化硅薄层上又淀积一层金属·5O·cCCD感器lI器Il器l一图像：传扫描卜———MPU感器I=图3．扫描仪基本原理框图仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫图2．数字摄像机基本原理框图描仪光源为长条形，

8、并沿Y轴方向扫过整个原稿。照射到原镜头照射到CCD彩色图像传感器上，CCD彩色图像传感器稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿X轴方向在MPU(微处理器)控制的扫描电路控制下，将变化的外界的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并至分光镜，经景物以30幅／秒图像的速度转换为串行模拟脉冲信号输出。过棱镜和红绿蓝三