1、线型CCD摄像器件的两种基本形式
⑴单沟道线阵ICCD
⑵双沟道线阵ICCD
2、面阵ICCD
⑴帧传输结构
特点： 1.结构简单 2.光敏元尺寸小 3.MTF较高 4.光敏面积占总
面积的比例小
⑵行间传输结构
⑶线传输结构
• 特点：
• 1.有效光敏面积大 • 2.转移速度快 • 3.转移效率高 • 4.电路较复杂
CCD摄像机简介Biblioteka CCD摄像机输出信号的制式应与监视器的制式相同
25帧 50场
扫描行数575
奇场 1、3、5……575
偶场 2、4、6……576
场正程时间 18.4ms,场逆程时间1.6ms 行正程时间 52us,行逆程时间12us
ICCD的基本特性参数
1、光电转换特性 电荷包是由入射光子被硅衬底吸收产生的少
Q COXU G A COX MOS 电容容量 U G 栅极正偏压 A 栅极电极的面积
二、电荷转移
二、电荷转移
N型CCD－电子为信号电荷 P型CCD－空穴为信号电荷 fN fP
二、电荷转移
三、电荷的注入和检测
三、电荷的注入和检测
光注入 电注入 CCD摄像器件的光敏单元为光注入方式 当光照射到CCD硅片上时，在栅极附近的半导体内 产生电子－空穴对，其多数载流子被栅极电压排开，少 数载流子则被收集在势阱中形成信号电荷。
数载流子形成的。因此，它具有良好的光电转 换特性。
转换因子 99.7%
2、光谱响应
正面光照与背面光照
3、动态范围
动态范围＝最大电荷量 (噪声决定 )最的 小电荷量
⑴势阱中的最大信号电荷量
QSCCD COX UG A QSCCD 4.5 QBCCD
⑵噪声 噪声源：①输入；②转移；③输出
4、暗电流
CCD的基本工作原理
电荷耦合器件(CCD)的最突出的特点在于它 是以电荷作为信号，而不同其它大多数器件是 以电流或者电压作为信号。CCD的基本功能是电 荷存储和电荷转移。因此，CCD工作过程中的中 心问题是信号电荷的产生、存储、传输和检 测。
一、电荷存储
构成CCD的基本单元是MOS(金属－氧化物－半导体) MOS电容存储信号电荷的容量为：
电流输出 浮置扩散放大器输出 浮置栅放大器输出
CCD像感原理
一、工作原理
将二维光学图像信号转变成一维视频信号输出 两大类型：线型 面型 像敏面将照在每一像敏单元上的图像照度信号转变 为少数载流子密度信号存储于像敏单元(MOS电容)中， 然后再转移到CCD的移位寄存器(转移电极下的势阱) 中，在驱动脉冲的作用下顺序地移出器件，成为视频 信号。
smax
1 2P
MTF
光注入电荷 Q IP 为
QIP qneoATC 材料的量子效率q ，电子电荷量
neo－入射光的光子流速率 A－光敏元面积TC， －光注入时间
半导体的光吸收过程也就是光照产生载流 子的过程。光信号转换成电信号的过程实际 上还包括对空间连续的光强分布进行空间上 分立的采样过程。
四、电荷的检测(输出方式)
产生暗电流的主要原因有：
⑴耗中尽层的硅衬底电子自价带至导带的本征跃迁。 ⑵少数载流子在中性体内的扩散 ⑶来自SiO2界面和基片之间的耗尽区 ⑷ Si－SiO2界面表面引起的暗电流 一般而言，以第三种原因产生的暗电流为主。 此外，温度影响。据计算，温度降低10℃，暗电流下 降1/2
5、分辨率
MTF CTF 与入射光谱有关 几何MTF CTF 奈奎斯特极限频率：