[工學]數(shù)碼相機原理簡介(編輯修改稿)
2025-03-21 00:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 back 信號電荷轉(zhuǎn)移的基本應用 ? 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體表面按一定方向移動。通常把 CCD電極分為幾組，每一組成為一相，并施加同樣的時鐘脈沖。 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 ? 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。 ? 另外必須強調(diào)指出， CCD電極間隙必須很小（一般應小于 3um），電荷才能不受阻礙地從一個電極向另一個電極轉(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：電荷包從一個柵轉(zhuǎn)稱到下一個柵下時，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。 ? 起因：在于耗盡區(qū)產(chǎn)生復合中心的熱激發(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，它是指攝像器件對物像中明暗細節(jié)的分辨能力。測試時用專門的測試卡。目前國際上一般用 MTF來表示分辨率。 ? 數(shù)碼相機分辨率的高低，取決于相機中CCD芯片上像素的多少，像素越多，分辨率越高。 back to CCD在數(shù)碼相機中的應用 ? 批量 信號電荷的轉(zhuǎn)移 ? 當 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)存儲在其勢阱中，這個時候，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上的一個個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時鐘驅(qū)動脈沖，其波形如圖所示。 next CCD在數(shù)碼相機中的應用 ? 為具體起見，假定將 CCD曝光，產(chǎn)生的電荷圖像如圖所示： 1號電容有4個單位電荷， 4號電容有 2個單位電荷，其余的電容沒 有電荷。 ? 當初始處于 t=t1時刻。 V1為高電平， V V3為低電平 ， 1號和 4 號接高電平 ，電極下形成耗盡區(qū)，形象地稱為勢阱。 next CCD在數(shù)碼相機中的應用 ? t2時刻， V V2都是高電平，此時 1號、 2號及 4號、 5號都形成高電平，且 2號電容和 5號電容的勢阱分別 地連通到一起，電荷數(shù)量未變，電荷在勢阱中均勻分布。 next CCD在數(shù)碼相機中的應用 ? t3時刻， V V3為低電平， V2為高電平。 1號、 4號電容因處于低電平，所以它們的勢阱消。所以電荷保留到 2號、 5號電容的勢阱里。 ? 完成一個轉(zhuǎn)移動作，等待下一級脈沖，繼續(xù)將電荷向右移動。 back CCD在數(shù)碼相機中的應用 為存儲電荷， CCD
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