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测控技术与仪器学习小组 小组成员： 刘文华 杨 亮 冯 鹏 李经纬 我们的口号——思想有多远， 我们就能走多远！ ＣＣＤ图像传感器 ---------------------------------- Charged Coupled Device (电荷藕合器件图像传感器) CCD传感器概论 电子耦合组件即charged coupled device，它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到ccd表面时，ccd就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存在相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡内。ccd像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。 CCD图像传感器的组成 第一层，微镜头； 第二层，滤色片； 第三层，感光元件. CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管当然是捕捉光子用的，它将光子转化成电子，收集到的光线越强产生的电子数量就越多，电子信号强了当然就越容易被记录而越不容易丢失，图像细节就更丰富了。 CCD传感器是一种特殊的半导体材料，由大量独立的感光二极管组成，一般按照矩阵形式排列，相当于传统相机的胶卷。 　目前，CCD的种类有很多，其中面阵型CCD是主要应用在数码相机中。它是由许多单个感光二极管组成的阵列，整体呈正方形，然后像砌砖一样将这些感光二极管砌成阵列来组成可以输出一定解析度图像的CCD传感器。 CCD传感器有两种 第一、特殊CCD传感器，如红外CCD芯片（红外焦平面阵列器件）、高灵敏度背照式和电子轰击式CCD、EBCCD等，另外还有大靶面如2048×2048、4096×4096可见光CCD传感器、宽光谱范围（紫外光→可见光→近红外光→3-5μm中红外光→8-14um远红外光)焦平面阵列传感器等。目前已有商业化产品,并广泛应用于各个领域。 第二、通用型或消费型CCD传感器在许多方面都有较大地进展，总的方向是提高CCD摄像机的综合性能。 ＣＣＤ传感器有以下优点： 1.　高解析度（High Resolution）：像点的大小为μm级，可感测及识别精细物体，提高影像品质。从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到最近推出的1/9寸，像素数目从初期的10多万增加到现在的400～500万像素； 2.　低杂讯（Low Noise）高敏感度：ＣＣＤ具有很低的读出杂讯和暗电流杂讯，因此提高了信噪比（SNR），同时又具高敏感度，很低光度的入射光也能侦测到，其讯号不会被掩盖，使ＣＣＤ的应用较不受天候拘束；  3.　动态范围广（High Dynamic Range）：同时侦测及分办强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。 4.　良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出讯号大小成良好的正比关系，物体资讯不致损失，降低信号补偿处理成本；高光子转换效率（High Quantum Efficiency ）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影像增强管及投光器，即使在暗夜远处的景物仍然还可以侦测得到；  5.　大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的ＣＣＤD晶片，目前与传统底片尺寸相当的35mm的ＣＣＤ已经开始应用在数码相机中，成为取代专业有利光学相机的关键元件；光谱响应广（Broad Spectral Response）：能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域； ★高速线阵CCD IL-P1-4096 主要特点 高速线阵CCD IL-P1-4096是加拿DALSA公司生产的IL-P1系列图像传感器中的一种。该器件的像素尺寸是10μm×μm、像素线阵长度为41mm、相邻像素间距也是10μm。线阵列的像素共有4096个，分两路输出。 IL-P1-4096的主要性能参数如下： ?·双相输出，每相输出数据频率为25MHz； ?·线扫描速率为87kHz； ·可使用低压时序信号，时序信号电压小于5V； ? ·像素尺寸为10μm×10μm； ? ·每行4096个像素点； ? ·动态响应范围大于3200：1； ? ·灵敏度高，响应可达到12V（uJ/cm2）; ? ·采用15V电压供电； ? ·每行孤立像素为14个； ? ·每行屏蔽像素为32个