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面阵列CCD摄象器件 然后，光敏区开始进行第二帧的光积分，而暂存区则利用这个时间，将电荷包一次一行地转移给CCD移位寄存器，变为串行信号输出。当CCD移位寄存器将其中的电荷包输出完了以后，暂存区里的电荷包再向下移动一行给CCD移位寄存器。当暂存区中的电荷包全部转移完毕后，再进行第二帧转移。 二维固体摄象器件中，电荷包转移情况与线阵列器件类似，只是它的形式较多。有的结构简单，但摄象质量不好，有的摄象质量好些，但驱动电路复杂，目前比较常用的形式是帧转移结构。 光敏区是由光敏CCD阵列构成的，其作用是光电变换和在自扫描正程时间内进行光积分，暂存区是由遮光的CCD构成的，它的位数和光敏区一一对应，其作用是在自扫描逆程时间内，迅速地将光敏区里整帧的电荷包转移到它里面暂存起来。 CCD动态测量细丝直径的原理如图所示。 设所用的CCD有N0个光敏元，每个光敏元的大小为13μ，计数器计数为N，则细丝直径D为： D＝13（N0-N） μ CCD的应用 如测量大物体，可用二块CCD，距离固定为L（如图3.2.2-9所示），假定CCD1的计数值为N1，CCD2的计数值为N2，则 D＝L－13N1+13 N0-N2 μ 测量玻璃管直径与壁厚 玻璃管CCD视频信号 由于玻璃管的透射率分布的不同，玻璃管成像 的两条暗带最外边界距离为玻璃管外径大小，中间 亮带反映了玻璃管内径大小，而暗带则是玻璃管的 壁厚像。 成像物镜的放大倍率为β，CCD相元尺寸为t， 上壁厚、下壁厚分别为n1、n2 ，外径尺寸的脉冲 数（即像元个数）为N，测量结果有： 分别为上壁厚、 下壁厚，外径尺寸。 线阵CCD进行工件尺寸测量 CCD作为一种基础器件，因能实现信息获取、转换和视觉功能的扩展，给出直观、真实、层次多、内容丰富的可视图象信息，而得到了越来越广泛的应用，如汽车应用、监控系统、机器人视觉、视频会议、指纹识别系统、冲突避免系统、增强型自适应巡航控制、带相机的移动电话和医学图象识别等等。 CCD的硅处理专用制作工艺与现今微电子器件的主流制作工艺不同；无法低成本地把控制处理电路集成在同一图象芯片上，这也就造成了基于CCD的图象系统体积庞大和功耗大（CCD可携式照相机功耗近10W）。 CCD在市场上能保持优势的原因是：它的出色的分辨率、较高的动态范围、一致性好；低噪声和象素面积小。 现在CMOS技术在两个前沿获得突破：用于计算机和手提电话的低档产品和超高速、大规格的高档产品。从根本上说，考虑到视频速率下的读出噪声和灵敏度问题，CMOS图象传感器比CCD更有优势，有着更低的瞬态噪声，而且这个优势随着象素数目的增大而更加明显。 CMOS图象传感器的部分性能仍有不及CCD 之处，人们解决了众多的技术难题以求提高CMOS图象传感器的性能，以合理的成本减少CMOS和CCD成象性能的差距，使之在许多应用领域替代CCD。 CCD与CMOS比较 从以上的对比可以看出：CCD在图像的质量上更有优势。而常见的高速相机则会采用CMOS芯片。 CCD CMOS 电路更改 方便 固定 速度 慢 快 噪声 好 差 灵敏度 好 差 功耗 毫安级 微安级 成本 高 低 A 有效像素多，拍摄的图像精度更高 B 帧频高，速度快，拍摄的运动过程更细致 C CCD的芯片的图像质量要优于CMOS，但速度比CMOS慢。 D 像素尺寸大，能够更多地接收光子，不容易饱和 E 对于高精密测量，应尽量使用整个像素面积都感光的芯片 F 使用多通道传输的芯片，能提高传输速度 G 使用3-CCD技术的彩色相机，色彩更真实 CCD CMOS 设计 单一感光器 感光器连接放大器 灵敏度 同样面积下高 感光开口小，灵敏度低 成本线路　 品质影响程度高，成本高 CMOS整合集成，成本低? 解析度 ? 　连接复杂度低，解析度高 低，新技术高? ?噪点比 ? 　单一放大，噪点低 百万放大，噪点高 功耗比 ? 　需外加电压，功耗高 直接放大，功耗低 CCD与CMOS比较 90年代初CMOS传感器开始被部分市场所采纳，一个重要原因就是它可以在同一个芯片上集成各种信号和图象处理模块，如运放器、ADCS、彩色处理和数据压缩电路、标准TV和计算机I/O接口，形成一个单片集成数字成象系统。 电荷耦合器件是70年代初由美国贝尔实验研制成功的一种新型半导体器件，缩写或简写为CCD。这种器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它大多数器件是以电流或电压为信号。 CCD有线阵和面阵两种形式，是一种半导体集成器件。 它由MOS光敏元、移位寄存器、电荷转移栅等部分组成。 它可以把光信息转换成电脉冲信号，而且每个脉冲只反映一个光敏元的受光情况，脉冲幅度的高低反映了该光敏元受光照的强弱，输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置，这样就起到了图像