[工學(xué)]數(shù)碼相機(jī)原理簡介(編輯修改稿)
2025-03-21 00:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 back 信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移的基本應(yīng)用 ? 通過將一定規(guī)則變化的電壓加到 CCD各電極上，電極下的電荷包就能沿半導(dǎo)體表面按一定方向移動(dòng)。通常把 CCD電極分為幾組，每一組成為一相，并施加同樣的時(shí)鐘脈沖。 CCD的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了使其正常工作所需要的相數(shù)。如圖所示的結(jié)構(gòu)需要三相時(shí)鐘脈沖，其波形圖如圖 V(f)所示，這樣的 CCD稱為三相 CCD。 注意 注意事項(xiàng) ? 方式必須在三相交疊脈沖的作用下，才能以一定的方向逐單元地轉(zhuǎn)移。 ? 另外必須強(qiáng)調(diào)指出， CCD電極間隙必須很?。ㄒ话銘?yīng)小于 3um），電荷才能不受阻礙地從一個(gè)電極向另一個(gè)電極轉(zhuǎn)移， CCD便不能在外部脈沖作用下正常工作。 back CCD特性參數(shù) ? 轉(zhuǎn)移效率 ? 不均勻度 ? 暗電流 ? 靈敏度 ? 噪聲 ? 分辨率 back 轉(zhuǎn)移效率 定義：電荷包從一個(gè)柵轉(zhuǎn)稱到下一個(gè)柵下時(shí)，有 部分的電荷轉(zhuǎn)移過去，余下 部分沒有被轉(zhuǎn)移， 稱為轉(zhuǎn)移缺失率。 ?? ???? ??0Qback 不均勻度 ? 不均勻是由于工藝過程及材料不均勻引起的，越是大規(guī)模的器件，均勻性問題越是突出，這往往是成品率下降的原因。 back 暗電流 ? 定義： CCD成像器件在既無光注入又無電注 入情況下的輸出信號(hào)。 ? 起因：在于耗盡區(qū)產(chǎn)生復(fù)合中心的熱激發(fā)。 ? 危害：限制器件的低頻限、引起固定圖像噪 聲。 back 靈敏度 ? 定義：是指在一定光譜范圍內(nèi)，單位曝光量的輸出信號(hào)電壓（電流）。 back 噪聲 CCD噪聲分類： ? 散粒噪聲 ? 轉(zhuǎn)移噪聲 ? 熱噪聲 back 分辨率 ? 分辨率是攝像器件是重要的參數(shù)之一，它是指攝像器件對(duì)物像中明暗細(xì)節(jié)的分辨能力。測(cè)試時(shí)用專門的測(cè)試卡。目前國際上一般用 MTF來表示分辨率。 ? 數(shù)碼相機(jī)分辨率的高低，取決于相機(jī)中CCD芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。 back to CCD在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用 ? 批量 信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)移 ? 當(dāng) CCD的單元電容（也叫光敏二極管）由光照激發(fā)產(chǎn)生電荷并且已經(jīng)存儲(chǔ)在其勢(shì)阱中，這個(gè)時(shí)候，需要把這些信息電荷按次序地批量傳輸轉(zhuǎn)移到 A/D轉(zhuǎn)換器中去。 ? 首先要把 CCDH上的一個(gè)個(gè)電容近一定的方式連接起來，如圖是一種連接 方式。為獲取轉(zhuǎn)移功能，在每組電容器的電極上分別加上 V V V3時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖，其波形如圖所示。 next CCD在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用 ? 為具體起見，假定將 CCD曝光，產(chǎn)生的電荷圖像如圖所示： 1號(hào)電容有4個(gè)單位電荷， 4號(hào)電容有 2個(gè)單位電荷，其余的電容沒 有電荷。 ? 當(dāng)初始處于 t=t1時(shí)刻。 V1為高電平， V V3為低電平 ， 1號(hào)和 4 號(hào)接高電平 ，電極下形成耗盡區(qū)，形象地稱為勢(shì)阱。 next CCD在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用 ? t2時(shí)刻， V V2都是高電平，此時(shí) 1號(hào)、 2號(hào)及 4號(hào)、 5號(hào)都形成高電平，且 2號(hào)電容和 5號(hào)電容的勢(shì)阱分別 地連通到一起，電荷數(shù)量未變，電荷在勢(shì)阱中均勻分布。 next CCD在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用 ? t3時(shí)刻， V V3為低電平， V2為高電平。 1號(hào)、 4號(hào)電容因處于低電平，所以它們的勢(shì)阱消。所以電荷保留到 2號(hào)、 5號(hào)電容的勢(shì)阱里。 ? 完成一個(gè)轉(zhuǎn)移動(dòng)作，等待下一級(jí)脈沖，繼續(xù)將電荷向右移動(dòng)。 back CCD在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用 為存儲(chǔ)電荷， CCD
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