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CCD相机是怎样实现光电转换的

2011年07月22日 08:59:14人气:894来源:中国机器视觉商城

按照芯片类型可以将工业相机分为CCD相机和CMOS相机。目前用于数字图像处理较普遍的CCD相机一般由两部分组成:图像获取单元和图像输出单元。

在图像获取中,与显像管比较,CCD芯片由独立的光敏元件构成,每一个光敏元件表示一个像素,因此能够传输二维的离散图像。而且体积、重量都比较小,具有高动态、高线性,对机械、磁场、光影响不敏感。并且由于市场的大量生产,CCD相机也相对便宜一些。CCD的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。

那么CCD是怎样实现光电转换的呢?可以形象地喻为往井或桶内注水,因而半导体物理中用势阱的概念描述用来收集光激发电荷的积分区域,其中单个像素所能存储的zui大光电荷量(不向其邻近像素溢出),也称为满阱容量CCD的光敏单元收集光子与产生的电子数目有良好的线性关系,通常来说,2个光子产生一个电子,在输出单元50000个电子产生一个1伏的视频信号,增益为11

由于热效应产生附加的光子,即暗电流,就会产生不期望的噪声。因此采用CCD芯片这种非稳态结构不用照明,普通的CCD即使在室温的条件下一分钟内就可*充满电子,而且大约温度每增加7摄氏度,暗电流就会加倍,这就是说芯片的温度升高,噪声就会急剧增加。因此,为了控制暗电流,控制一个比较短的曝光时间非常重要。

传统控制曝光时间的方法是利用机械快门,而如今CCD芯片多采用电子曝光控制,即电子快门。在手工操作模式,用户通常可以选择比如1/501/1001/500秒的一些离散的快门速度(积分时间);而在自动电子快门模式快门速度能够根据入射光的强度自动调整。如果光的强度太弱,则可以通过长积分时间模式或控制增益的方式来增强弱的CCD信号。本文转自:中国机器视觉商城 /

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