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CCD传感器

CCD传感器百科

网站标题:CCD传感器百科


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网站概况:电荷耦合器件图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。


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电荷耦合器件图像传感器(),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。传感器百度百科传感器传感器原理传感器种类传感器结构传感器特性传感器优势区别配置监控。百度首页网页资讯贴吧知道音乐图片视频地图文库百科到百科首页传感器进入词条全站搜索帮助清除历史记录关闭声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情首页历史上的今天百科冷常识图解百科分类艺术科学自然学问地理生活社会人物经济体育历史秒懂百科懂啦秒懂星课堂秒懂星课堂秒懂大师说秒懂大师说秒懂看瓦特秒懂看瓦特秒懂五千年秒懂五千年秒懂全视界秒懂全视界特色百科数字博物馆非遗百科百度数说城市百科恐龙大全恐龙百科多肉植物多肉百科用户蝌蚪团燃梦计划百科任务百科商城权威合作合作模式常见问题联系方式个人中心添加义项拆分词条收藏查看我的收藏有用已投票传感器编辑锁定锁定电荷耦合器件图像传感器(),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。中文名传感器外文名全称电荷耦合器件图像传感器材料高感光度的半导体材料目录原理种类面阵线阵三线传感器全幅面结构特性优势区别灵敏度差异成本差异分辨率差异噪声差异功耗差异原理传感器原理编辑传感器是一种新型光电转换器件,它能存储由光产生的信号电荷。当对它施加特定时序的脉冲时,其存储的信号电荷便可在内作定向传输而实现自扫描。它主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成。它具有光电转换、信息存贮和延时等功能,而且集成度高、功耗小,已经在摄像、信号处理和存贮大领域中得到广泛的应用,尤其是在图像传感器应用方面取得令人瞩目的发展。有面阵和线阵之分,面阵是把像素排成个平面的器件;而线阵是把像素排成直线的器件。由于在军事领域主要用的是面阵,因此这里主要先容面阵。种类传感器种类编辑面阵传感器面阵面阵:允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。面阵的结构一般有种。第一种是帧转性。它由上、下两部分组成,上半部分是集中了像素的光敏区域,下半部分是被遮光而集中垂直寄存器的存储区域。其优点是结构较简单并容易增加像素数,缺点是尺寸较大,易产生垂直拖影。第二种是行间转移性。它是目前的主流产品,它们是像素群和垂直寄存器在同一平面上,其特点是在个单片上,价格低,并容易获得良好的摄影特性。第三种是帧行间转移性。它是第一种和第二种的复合型,结构复杂,但能大幅度减少垂直拖影并容易实现可变速电子快门等优点。线阵传感器线阵线阵:用一排像素扫描过图片,做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜,正如名称所表示的,线性传感器是捕捉一维图像。初期应用于广告界拍摄静态图像,线性阵列,处理高分辨率的图像时,受局限于非移动的连续光照的物体。三线传感器传感器三线传感器三线传感器:在三线传感器中,三排并行的像素分别覆盖滤镜,当捕捉彩色图片时完整的彩色图片由多排的像素来组合成。三线传感器多用于高端数码相传感器传感器传感器机,以产生高的分辨率和光谱色阶。交织传输:这种传感器利用单独的阵列摄取图像和电量转化,允许在拍摄下一图像时在读取当前图像。交织传输通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。全幅面传感器全幅面全幅面:此种具有更多电量处理能力更好动态范围,低噪音和传输光学分辨率,全幅面允许即时拍摄全彩图片。全幅面由并行浮点寄存器、串行浮点寄存器和信号输出放大器组成。全幅面曝光是由机械快门或闸门控制去保存图像,并行寄存器用于测光和读取测光值。图像投摄到作投影幕的并行阵列上。此元件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。这些信息流就会由并行寄存器流向串行寄存器。此过程反复实行直到所有的信息传输完毕。接着,系统进行精确的图像重组。结构传感器结构编辑是由许多个光敏像元按一定规律排列组成的。每个像元就是一个电容器大多为光敏二极管,它是在型衬底表面上用氧化的办法生成层厚度约为~传感器传感器传感器的再在表面蒸镀一金属层多晶硅,在衬底和金属电极间加上个偏置电压,就构成个电容器。当有束光线投射到电容器上时,光子穿过透明电极及氧化层,进入型衬底,衬底中处于价带的电子将吸取光子的能量而跃入导带。光子进入衬底时产生的电子跃迁形成电子-空穴对,电子-空穴对在外加电场的作用下,分别向电极的两端移动,这就是信号电荷。这些信号电荷储存在由电极形成的“势阱”中。电容器的电荷储存容量可由下式求得:××式中:是电荷储存量;是单位面积氧化层的电容;传感器传感器传感器是外加偏置电压;是电容栅的面积。由此可见,光敏元面积越大,其光电灵敏度越高。个相驱动工作的中电荷转移的过程。初始状态;电荷由①电极向②电极转移;电荷在①、②电极下均匀分布;电荷继续由①电极向②电极转移;电荷完全转移到②电极;相交叠脉冲。假设电荷最初存储在电极①加有电压下面的势阱中,如图所示,加在所有电极上的电压,通常都要保持在高于某一临界值电压,称为阈值电压,设。所以每个电极下面都有一定深度的势阱。显然,电极①下面的势阱最深,如果逐渐将电极②的电压由增加到,这时,①、②两个电极下面的势阱具有同样的深度,并合并在一起,原先存储在电极①下面的电荷就要在两个电极下面均匀分布,和所示,然后再逐渐将电极下面的电压降到,使其势阱深度降低,和所示,这时电荷全部转移到电极②下面的势阱中,此过程就是电荷从电极①到电极②的转移过程。如果电极有许多个,可将其电极按照、、…,、、…和、、…的顺序分别连在一起,加上一定时序的驱动脉冲,即可完成电荷从左向右转移的过程。用相时钟驱动的称为相。特性传感器特性编辑①调制传递函数特性:固态图像传感器是由像素矩阵与相应转移部分组成的。固态的像素尽管己做得很小,并且其间隔也很微小,但是,这仍然是识别微小图像或再现图像细微部分的主要障碍。②输出饱和特性:当饱和曝光量以上的强光像照射到图像传感器上时,传感器的输出电压将出现饱和,这种现象称为输出饱和特性。产生输出饱和现象的根本原因是光敏二极管或电容器仅能产生与积蓄一定极限的光生信号电荷所致。③暗输出特性:暗输出又称无照输出,系指无光像传感器传感器传感器信号照射时,传感器仍有微小输出的特性,输出来源于暗〔无照电流。④灵敏度:单位辐射照度产生的输出光电流表示固态图象传感器的灵敏度,它主要与固态图像传感器的像元大小有关。⑤弥散:饱和曝光量以上的过亮光像会在象素内产生与积蓄起过饱和信号电荷,这时,过饱和电荷便会从一个像素的势阱经过衬底扩散到相邻像素的势阱。这样,再生图像上不应该呈现某种亮度的地方反而呈现出亮度,这种情况称为弥散现象。⑥残像:对某像素扫描并读出其信号电荷之后,下一次扫描后读出信号仍受上次遗留信号电荷影响的现象叫残像。⑦等效噪声曝光量产生与暗输出电压等值时的曝光量称为传感器的等效噪声曝光量。优势区别传感器优势区别编辑针对最主要的优势就是非常省电,不像由二极管组成的,电路几乎没有静态电量消耗,只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得的耗电量只有普通的左右,这有助于改善人们心目中数码相机是电老虎的不良印象。主要问题是在处理传感器传感器传感器快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而过热。暗电流抑制得好就问题不大,如果抑制得不好就十分容易出现杂点。此外,与的图像数据扫描方法有很大的差别。例如,如果分辨率为万像素,那么传感器可连续扫描万个电荷,扫描的方法非常简单,就好像把水桶从一个人传给另一个人,并且只有在最后一个数据扫描完成之后才能将信号放大。传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此,传感器可以在每个像素基础上进行信号放大,采用这种方法可节省任何无效的传输操作,所以只需少量能量消耗就可以进行快速数据扫描,同时噪音也有所降低。这就是佳能的像素内电荷完全转送技术。与传感器是被普遍采用的两种图像传感器,两者都是利用感光二极管进行光电转换,将图像转换为数字数据,而其主要差异是数字数据传送的方式不同。传感器中每一行中每一个像素的电荷数据都会依次传送到下一个像素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在传感器中,每个像素都会邻接一个放大器及转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。造成这种差异的原因在于:的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真,因此各个像素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声,因此,必须先放大,再整合各个像素的数据。由于数据传送方式不同,因此与传感器在效能与应用上也有诸多差异,这些差异包括:灵敏度差异传感器灵敏度差异由于传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成含放大器与转换电路,使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积,因此在象素尺寸相同的情况下,传感器的灵敏度要低于传感器。成本差异传感器成本差异由于传感器采用一般半导体电路最常用的工艺,可以轻易地将周边电路如、、、或等集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;除此之外,由于采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个象素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制传感器的成品率比传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破的水平,因此,传感器的成本会高于传感器。分辨率差异传感器分辨率差异传感器的每个象素都比传感器复杂,其象素尺寸很难达到传感器的水平,因此,当比较相同尺寸的与传感器时,传感器的分辨率通常会优于传感器的水平。例如,市面上传感器最高可达到万象素的水平的,年月推出,其尺寸为英寸,象素尺寸为μ,但在年月推出了,其尺寸与相差不多英寸,但分辨率却能高达万象素,象素尺寸也只有μ的水平。噪声差异传感器噪声差异由于传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的传感器相比,传感器的噪声就会增加很多,影响图像品质。功耗差异传感器功耗差异传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出,但传感器为被动式采集,需外加电压让每个象素中的电荷移动,而此外加电压通常需要达到;因此,传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外需外加,高驱动电压更使其功耗远高于传感器的水平。举例来说,推出的英寸、,在的速度下运行,功耗仅为;而致力于低功耗传感器的推出的英寸、等级的产品,其功耗却仍保持在以上。因此发热量比大,不能长时间在阳光下工作。综上所述,传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于传感器,而传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着与传感器技术的进步,两者的差异有逐渐缩小的态势,例如,传感器一直在功耗上作改进,以应用于移动通信市场这方面的代表业者为;传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足,以应用于更高端的图像产品。词条图册更多图册词条标签:科技产品,科学,摄影图集传感器图册百科往期回顾传感器词条统计浏览次数:次编辑次数:次历史版本最近更新:查看此用户资料古风存()突出贡献榜查看此用户资料百合梦雪百合梦雪创建版本创建版本原理种类面阵线阵三线传感器全幅面结构特性优势区别灵敏度差异成本差异分辨率差异噪声差异功耗差异猜你关注新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问传感器内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封使用百度前必读百科协议隐私政策百度百科合作平台京证号京公网安备号到百科首页传感器进入词条清除历史记录关闭编辑收藏赞登录分享分享到微信朋友圈打开微信“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈用户关闭后,不再显示,这里暂设过期时间为年展现策略展现策略展现策略编辑和申请本人实名验证保证同一行展示锁定和申请本人实名验证保证同一行展示编辑和申请本人实名验证保证同一行展示锁定和申请本人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