CCD图像传感器ppt课件.ppt

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1、测控技术与仪器学习小组小组成员：刘文华杨亮冯鹏李经纬我们的口号——思想有多远，我们就能走多远！ＣＣＤ图像传感器----------------------------------ChargedCoupledDevice(电荷藕合器件图像传感器)CCD传感器概论电子耦合组件即chargedcoupleddevice，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

2、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。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。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

3、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。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

4、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传感器有两种第一、特殊CCD传感器，如红外CCD芯片（红外焦平面阵列器件）、高灵敏度背照式和电子轰击式CCD、EBCCD等，另外还有大靶面如2048×2048、4096×4096可见光CCD传感器、宽光谱范围（紫外光→可见光→近红外光→3-5μm中红外光→8-14um远红外光)焦平面阵列传感器等。目前已有商业化产品,并广泛应用于各个领域。第二、通用型或消费型CCD传感器在许多方面都有较大地进展，总的方向是提高CCD摄像机的综合性能。C

5、CD传感器技术发展的五个趋势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

6、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。降低CCD传感器的工作电压、减少功耗在初期研制的CCD摄像机有+24V、+22V、

7、+17V和+5V等，目前通用的为+12V。为配合PC摄像机和网络图像传输的应用，逐步以+12V和+5V两种工作电压为主。提高CCD摄像机的制造效率为了降低CCD摄像机的制造成本，实现高速自动化生产，制造厂家追求紧密性结构，致力于CCD摄像机的小型化，即由DipOnBoard（DOB）过锡板工艺改进为ChipOnBoard（COB）板上连接IC芯片的贴片方式。到目前为止，已实现多层板的MultiChipModule（MCM）多芯片集成模组化制造技术。CCD摄像机的数字化在制造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

8、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