光电成像器件像管摄像管

第五章光电成像器件像管和摄像管光电显示基础电荷耦合器件光电成像器件微光夜瞄镜

微光夜视眼镜热像仪

早在1934年就成功地研制出光电摄像管（Iconoscope），用于室内外的广播电视摄像。但是，它的灵敏度很低，信噪比很低，需要高于10000lx的照度才能获得较为清晰的图像。使它的应用受到限制。

1947年制出的超正析像管（Imaige

Orthico），灵敏度有所提高，但是最低照度仍要求在2000lx以上。光电成像器件发展历史1954年投放市场的高灵敏视像管（Vidicon）基本具有了成本低，体积小，结构简单的特点，使广播电视事业和工业电视事业有了更大的发展。

1965年推出的氧化铅视像管(Plumbicon)成功地取代了超正析像管，发展了彩色电视摄像机，使彩色广播电视摄像机的发展产生一次飞跃。诞生了1英寸，1/2英寸，甚至于1/3英寸（8mm）靶面的彩色摄像机。然而，氧化铅视像管抗强光的能力低，余辉效应影响了它的采样速率。

1976年，又相继研制出灵敏度更高，成本更低的硒靶管（Saticon）和硅靶管（Siticon）。不断满足人们对图像传感器日益增长的需要。

1970年，美国贝尔电话实验室发现的电荷耦合器件（CCD）的原理使图像传感器的发展进入了一个全新的阶段。CCD图像传感器目前已经成为图像传感器的主流产品。CCD图像传感器的应用研究成为当今高新技术的主流课题。光电成像器件是一类能够输出图像信息（图像或视频信号）的功能器件，也称光电图像传感器。PhotoelectronicImagingDevices光电成像器件摄像型：直视型：像管变像管像增强管电真空摄像管固体摄像器件摄像管第5章光电成像器件真空光电成像器件像管摄像管变像管像增强管不可见光图象可见光图象亮度很低的光学图象有足够亮度图象显像装置输出图像光电发射式摄像管（摄像管）光电导式摄像管（视像管）可见光或不可见光图像视频信号光电靶和电子束扫描第5章光电成像器件第5章光电成像器件夜视仪输出图像信号：－－直视型光电成像器件输出视频信号：－－摄像型光电成像器件摄像头第5章光电成像器件5.1像管（变像管和像增强器）5.2电真空摄像管5.3固体成像器件第5章光电成像器件5.1.1像管基本结构原理5.1.2变像管5.1.3像增强器第5章光电成像器件光学图像电子图像三个基本部分：光电变换部分电子光学部分电光变换部分5.1.1像管基本结构原理加速聚焦高速电子流电子图像光学图像光电阴极

对红外光敏感的银氧铯红外光电阴极对可见光敏感的单碱和多碱光电阴极对紫外光敏感的各种紫外光电阴极负电子亲和势(NEA)光电阴极像管中常用的光电阴极是透射式，因此光电阴极应是透明的，可选择透明的基底材料来实现。电子光学系统静电系统：靠静电场的加速和聚焦来实现复合系统：靠静电场的加速和磁场的聚焦作用来实现荧光屏

要求：高的转换率，发射谱同人眼或与之耦合的下级光电阴极的光谱响应一致。

2）静电聚焦电子光学系统

双圆筒电极系统和双球面电极系统其电场为轴对称的静电场，光电子在极间受到会聚和加速作用。KA(a)双圆筒电极系统(a)双球面电极系统KA1）非聚焦型电子光学系统

光电阴极与荧光屏为两平行电极并加电压，形成平行电场，对电子只有加速作用，分辨率低。光电阴极荧光屏3）复合聚焦电子光学系统

由纵向加速电场和静磁场产生的磁透镜组成，对电子除了有加速作用，还有聚焦成像作用。12线圈

复合聚焦系统优点：

a)聚焦作用强，易于调节聚焦能力；

b)轴上点和轴外点有相同的成像质量，边缘像质好；

c)象差小，鉴别率较高。缺点：设备尺寸、重量增大，结构复杂。由于复合系统结构笨重，目前多用静电系统5.1.2变像管变像管－－不可见光图像

可见光图像红外夜视仪

变像管

红外变像管：波长小1.15μm的红外光，光电阴极多为S-1

型Ag-O-Cs阴极波长大于1.15μm的红外光，采用负电子亲和势阴极紫外变象管：窗口材料像增强器－－亮度低图像

亮度高图像微光夜瞄镜5.1.3像增强器

5.1.3像增强器1、级联式图像增强器

2、微通道板式图象增强器像增强管：将微弱辐射图象转换成可见光图象的器件。阴极材料：由入射光波长范围决定，通常采用单碱多碱光电阴极。主要考虑：大的增益系数，获得高亮度增益的方式有

级联和使用电子倍增器两种。1、级联式图像增强器三级级联像增强器结构示意图亮度增益可达105体积大、重量重、防强光能力差。（第一代象增强器）级间耦合：光纤面板需考虑：前级荧光屏与后级光电阴极的匹配、最后一级荧光屏与人眼视见函数的匹配2、微通道板式图象增强器结构原理：MicroChannelPlate，简称MCP（第二代象增强器）2、微通道板式图象增强器

优点：没有电子光学系统，整管可以做得很短（第二代象增强器）3、负电子亲和势（NEA）－－第三代像增强器微通道板＋负电子亲和势光电阴极－－第四代像增强器

在第三代像增强器的基础上，通过进一步改进微通道板的性能，或者利用门控电源技术，提高像增强器的分辨率、信噪比等性能参数。它们分别属于超三代和第四代像增强器。军事：武器瞄准、飞行员夜视镜；民用：公安部门缉私、缉毒、警侦、追捕；边境边防安全监控；金融、商贸、文物、机要、枪支弹药库、危险物品库等重要场所安全监控；5.1.4像管的应用

1.主动红外夜视仪5.1.4像管的应用

2.微光夜视仪（10－5lx）5.1.4像管的应用

美军微光夜视器材微光夜瞄镜

手持式观察镜微光夜视眼镜

我军微光夜视器材装有微光瞄准镜的新5.8毫米班用机枪微光夜视仪的观察效果可见的目标图像不易见的目标图像右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像观察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热成像仪使依靠自然伪装的保护完全失效）第5章光电成像器件输出图像信号：－－直视型光电成像器件变像管像增强管输出视频信号：－－摄像型光电成像器件摄像头第5章光电成像器件摄像头5.2电真空摄像管二维光学图像一维时序电信号还原二维光学图像例：电视监控系统传输和接收规则－－电视制式按照电视制式输出的一维时序电信号称为视频信号摄像是将空间分布的光学图像信号转换为一维时间变化的视频信号的过程，完成这一过程的功能器件称为摄像器件。5.2电真空摄像管5.2.1电视制式5.2.2电真空摄像管的结构原理5.2.1电视制式1.扫描3.我国电视标准2.视频信号光电成像原理景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│

传送→同步扫描→视频调辉→图像再现│显像部分│

⑴光学成像：光学物镜将景物所反射出来的光成像到光电成像器件的像敏面上形成二维光学图像。

⑵光电变换：光学成像器件将二维光学图像转变成二维“电气”图像的工作。

景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号

摄像部分

光电成像原理

⑶图像分割：“电气”图像的电气量在二维空间的分布与光学图像的光强分布保持着线性对应关系。组成一幅图像的最小单元称作像素，像素单元的大小或一幅图像所含像素数决定了图像的清晰度。像素数愈多，或像素几何尺寸愈小，反映图像的细节愈强，图像愈清晰，图像质量愈高。这就是图像分割。景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│光电成像原理景物→光学成像→光电变换→图像分割→同步扫描→视频信号│摄像部分│

⑷同步扫描：按着一定的规律将所分割的电气图像转变成一维时序信号，即将电气图像从左向右，又从上向下的规律输出即为扫描。⑸视频信号：由于监视器的显象管几乎都是利用电子束扫描荧光屏，便可在显象管上获得可供观察的图像。1.扫描光电图像将光电图像分割为很多细小的单元，称为像素－－图像的分割与象素1.扫描电信号光电图像按一定规律依次将图像中的每一像素的电（电荷）信号读出的过程，称为扫描。－－图像的分割与象素一帧：一行：从左向右的扫描称为行扫描扫描点从起始点出发再次回到该点，输出的全部图像信息称为一帧。1.扫描－－行、帧一场：从上向下的扫描称为场扫描隔行扫描方式逐行扫描方式1.扫描－－两种扫描方式逐行扫描方式根据人眼视觉时间特性，无闪烁显示活动图象要高于48次/秒刷新速率帧频：50Hz行数：625行频：降低行频闪烁感隔行扫描方式1.扫描－－两种扫描方式隔行扫描方式一帧分为两场－－奇数场－－偶数场135246隔行扫描方式根据视觉时间特性，无闪烁地显示活动图象要高于48次/秒的刷新速率场频：50Hz帧频：25Hz－－无闪烁－降低行频隔行扫描方式逐行扫描方式－高清晰成像测量系统－工业民用电视系统1.扫描－－两种扫描方式－－正程和逆程行正程场正程显示信息行逆程场逆程消隐2.视频信号3.我国电视标准

我国电视标准采用PAL制：场频fv=50Hz，帧频fZ=25Hz；隔行扫描，每帧625行；场周期TV=20ms；行周期TH=64s；视频信号带宽BW=6MHzPAL－－德国NTSC－－美国一、电视制式小结1.扫描3.我国电视标准

隔行扫描场频50Hz逐行扫描

隔行扫描行帧场

625行/帧正程

逆程－PAL制2.视频信号

信息信号同步脉冲消隐脉冲5.2.2电真空摄像管结构原理光电转换信号存储扫描输出－－光电导式/热释电摄像管1.三个基本功能光像电子枪利用电子枪发射出来的电子束依次扫描靶面各像素，将靶面的电荷（或电势）图像有序地转变成视频信号输出，这就完成了扫描输出的功能。

a)光电发射式摄象管

b)光电导式摄象管

2分类：1）光电发射体：光电阴极光照下光电阴极产生与光通量成正比的光电子流，既可利用光电子流进行放大处理作为信号输出；也可以利用以光电子发射而提高的光电阴极电位作输出。入射光光电子发射光电阴极光电变换示意图（1）、光电变换部分2）光电导体光照时靶的电导率升高，正电荷顺电场方向移动而积累，电位升高，升高量与光照相对应。E光电导体光电变换示意图3工作原理：外光电效应光电子发射光电发射体内光电效应导体内有电流光电导体移走的电子数或留下的正电荷数发射的电子数或留下的正电荷数信号光电转换介质变换方式（1）、光电变换部分1）电子发射积累型靶面形成与入射光图像对应的正电位分布（2）、电荷存储（或电荷积累）光电阴极发射光电子，在电场和磁场作用下打到SEC靶上，产生二次电子靶扫描面即形成与之对应的电势起伏，使光电阴极上的光学图象转移到SEC靶，变为靶扫描面上电势分布图象。靶的二次电子发射系数越大，移象后靶上的电势起伏也就越大。二次电子导电型（SEC）硅增强靶（SIT）

光电阴极发射出来的电子，在高电压作用下去轰击硅靶，使靶内产生电子空穴对它们被结内电场分离以后，光生的电子通过信号板等外电路入地，光生的空穴则被积累于P型岛上。如果光照是均匀的，靶扫描面电位只是均匀地升高。如果光照不均匀，一幅光学图象，扫描面上各P型岛电势分布，正比于入射光学图象亮度分布，亮度高点对应P型岛电势也高。

2）光电导靶（视象管）光进入每个PN结区将产生电子－空穴对它们被结的内电场分离以后，光生的电子通过信号板等外电路入地，光生的空穴则被积累于P型岛上。如果光照是均匀的，靶扫描面电位只是均匀地升高。如果光照不均匀，是一幅光学图象，则扫描面上各P型岛电势分布正比于入射光学图象的亮度分布，亮度高的点，对应的P型岛的电势也高。

硅靶氧化铅靶

靶成象面一边为N-PbO，扫描面一边为P-PbO，两者之间夹着一层(相对)很厚的本征氧化铅I-PbO，具有PIN结构。工作过程都与硅靶管类似不同的是，靶是由PbO材料制成的。氧化铅视像管靶结构和原理靶结构1—光；2—面板；3—透明信号板SnO2；4—N型层；5—本征层；6—P型层；7—电子束。信号板加+40V偏压，电子束扫描面（P层）电位为0--NIP反偏状态光照前本征层加电场看作电容充电光照后载流子的漂移看作电容放电扫描电子束扫描某个像元时，电子束中和像远的空穴形成电流—视频信号输出

灯丝、热阴极、控制栅极、各加速电极和聚焦电极、靶网电极和管外的聚焦线圈、偏转线圈、校正线圈等，它的作用是产生电子，并使它聚焦成很细的电子射线，按着一定的轨迹扫描靶面。电子枪（3）、扫描输出信号－－加速电极－－聚焦电极－－聚焦线圈－－偏转线圈－－灯丝－－热阴极－－控制栅极扫描输出2.电子束扫描输出2.电子束扫描输出－－灯丝－－热阴极－－控制栅极－－加速电极－－聚焦电极－－聚焦线圈－－偏转线圈电真空摄像管由于其重量和体积的限制，其研究与发展已经告一段落，它正逐步被固体摄像器件所代替。

没有信号积累过程

帧周期为T，象素数N，则电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，其余时间（N-1）T/N内，光虽然照在光阴极上的，由于光电管没有接入电路而白白浪费掉了。只有在扫描的瞬间才能从景物得到信号，没有信号积累过程，光能的利用率太低，所以灵敏度低，因而未能实际应用。有信号积累过程附加存贮器装置：存贮（N-1）T/N光电信号电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，读出信号是（N-1）T/N内信号。积累时间是帧周期，T时间约为40ms。当扫到接通时，贮存的电量全部输送出去。于是摄像管的效率就提高N倍。使摄像管实用化。3.摄像管的任务为了完成摄像任务，摄像管必须具有写入、存贮、阅读和抹除等过程。这主要由三部分组成：光电变换部分、电荷存贮部分和信号阅读部分1）光电变换部分把光学图像变成电子图像，由光敏元件组成。常用的材料有：光电阴极和光电导体。

2）电荷存贮部分把光电流以电荷的形式存贮起来，转化成与像素光强相对应的存贮面上的电位。只有光电阴极或光电导体的摄像管中，光电变换部分和存贮部分是合为一体的。3）信号阅读部分从靶面取出信号，包括电子枪与偏转系统。1－面板；2—信号板；3—光电导；4—网；5—金属环；6—聚焦线圈；7—偏转线圈；8—热电极；9—前置放大器。摄像管的组成：光电变换部分；电荷存贮部分；信号阅读部分。摄像管的性能指标与评定通过电视系统来传送各种图像，目的是得到准确无误的图像，是否能准确传送图象和摄像器件、电视通道、显示器件有关，起主要作用的是摄像器件。人们希望摄像管能清晰地、无失真地、“干净”地摄取图像。摄像器件获得图像质量要比人们现场观察的景物差，摄像器件送来的图像不够清晰，有失真描述摄像器件性能用：灵敏度、光电转换特性、分辨率、信噪比、惰性、光谱响应特性等来表示。5.2.1摄像管的灵敏度定义：摄像管输出的信号电流与入射在光敏面上的光通量（或照度）之比。测量方法有两种：(1)用已知照度的10lx标准光源照射在摄像管光敏面上，同时在信号输出端（即前置放大器输入端）测量信号电流的大小，如：灵敏度R=信号电流/光通量图5-3摄像管灵敏度的测量

1—信号板；2—靶；3—信号板；4—靶。(μA/lm)(2)向摄像管的光敏面投射已知照度的黑白条纹图案，同时用示波器测量黑白电平信号的峰-峰振幅，而后将其换成摄像管输出端的信号电流。5.2.2摄像管的光电转换输出信号与产生该信号的光敏面上的辐射照度的函数关系。整个电视系统实质上是光能经过转换放大，经过处理后再变成光能的过程。它包括两种转换过程：光-电转换和电-光转换。为了在显示屏上得到一个与景物的亮度分布相一致的图像，电视系统应该保证输出光和输入光之间的线性。5.2.3摄像管的分辨率

分辨率表征了摄像管的分辨本领，是描述一切成像器件空间特性的重要指标。

1.垂直分辨率在整个画面上，沿垂直方向所能分辨的像素数或黑白相间的水平等宽矩形条纹数比如说，系统能够清晰地分辨600条黑白相间的水平等宽条纹，则说它的垂直分解率为600行/帧高。

1)扫描行数的影响扫描行数是垂直分辨率的上限，如水平扫描行数为625行的电视系统，其垂直分辨力绝对不会超过625行/帧高。在实际中，由于被消隐的扫描行不传递图像，而只有有效行数才能分解图像，所以严格来说，有效扫描行数是垂直分辨率的上限。在我国的电视标准中，标准扫描行数N0为625行/帧，有效扫描行数Ne，Ne=(1-β)N0β——消隐系数，一般有β=0.074~0.08，当β=0.08时，Ne=575行/帧高就是说，一般消隐行数为50行/帧高。2)扫描位置的影响如果扫描中心线的位置不当，会使应有的分辨率下降，工作时,氧化铅合成靶的SnO2层上信号板上加固定正电压,U=30~40V。没有光照时，PIN电容两边电压差为靶电压。当光线透过面板极SnO2层入射在PbO本征层上时，产生电子空穴对，它们在反向电场下被分离，分别到达靶的两边，靶面P层积累正电荷，靶面P层面电位升高Δu，形成了与光照强度成比例的电位分布。当电子束扫描时，P层面被电子束扫描时达到电子枪阴极电位，通过回路取出信号。流过回路的电流

Ci—一个像素点的电容。TR—阅读一个像素的时间。通常视频信号是以电压的形式从负载电阻取出，而后送到前置放大器放大。5.3.1氧化铅靶的结构5.3.2视像管结构电子枪：由灯丝、阴极K、调制电极G、第一阳极（做加速极）G1，第二阳极G2（做减速和聚焦）组成。电子枪的作用是产生和形成扫描电子束。1.电子枪象素点的等效电路简化的读出电路5.3.3视像管的工作原理某一个象素在光存贮期间，靶右边电位：

象元的充电时间近似等于帧周期Tf

=40ms（等于40ms-0.062μs），因此在电子束对它扫描之前，Ci右边电位最大值是：

当电子束扫描像元（接通）时，接通时间为0.0625μs，电流通过束电阻Rb，电容Ci，负载电阻RL，靶电源UT和地，构成通路，电容器Ci放电，电容右侧电位被放至Vb，接近于0。Ci电容器右边电位变化为：Rb为束电阻，通常为10MΩ，而RL<<1MΩ，所以

电压通过负载电阻引起电路电流变化，信号从CL耦合取出。在读出时间内，电荷的变化量为q,回路耦合出的电流为i：简答题：1、什么是变像管？什么是像增强管？2、简述PbO摄像管的工作原理3、像管和摄像管的区别？作业图像传感器原理介绍

（CCD和CMOS介绍）2/3/202383ImageSensor的分类ImageSensor的分类有两种：

1.CCD图像传感器

2.CMOS图像传感器CCD图像传感器简介CCD（ChargeCoupledDevice，感光耦合组件简称）

CCD通用外形为摄像系统中可记录光线变化的半导体，通常市面所见外形如下图，通常以百万像素〈megapixel〉为单位。CCD发展史1969年，由美国的贝尔研究室所开发出来的。同年，日本的SONY公司也开始研究CCD。1973年1月，SONY中研所发表第一个以96个图素并以线性感知的二次元影像传感器〝8H*8V(64图素)FT方式三相CCD〞。1974年6月，彩色影像用的FT方式32H*64VCCD研究成功了。1976年8月，完成实验室第一支摄影机的开发。1980年，SONY发表全世界第一个商品化的CCD摄影机(编号XC-1)。1981年，发表了28万个图素的CCD(电子式稳定摄影机MABIKA)。1983年，19万个图素的IT方式CCD量产成功。1984年，发表了低污点高分辨率的CCD。1987年，1/2inch25万图素的CCD，在市面上销售。同年，发表2/3inch38万图素的CCD，且在市面上销售。1990年7月，诞生了全世界第一台V8。CCD的分类从信号传输方式上分：全帧传输CCD、隔行传输CCD两种；从滤镜类型来分：原色CCD和补色CCD；从感光单元形状和排列方式来分：普通CCD和超级CCDCCD生产厂家目前有能力生产CCD的公司分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和Sharp，多半是日本厂商。CMOS图像传感器简介ＣＭＯＳ英文全名ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互补性氧化金属半导体CMOS发展史1989年，CMOS图像传感开始研制出来。1990年，CMOS专用的DSP研发成功2002年，CMOS的C3D（CMOSColorCaptiveDevice技术应用CCD画素多寡与尺寸大小没有绝对关系

CCD外形尺寸规格传统4：3规格走向16：9/16：10更宽广的界线。大多数DSC消费型数字相机的CCD长宽比，依然沿袭1950年代电视规格标准刚制订时4：3的标准（3：2主要仍为DSLR数字单眼机身所采用，另中片幅、专业数字机背享有1：1之正方形特殊规格）这方面设计变更不仅会影响成本，也牵动后续相机与镜头的设计。CCD外形尺寸信息

原理篇——第五章光电成像系统（1）

§5.1固体摄像器件§5.1固体摄像器件固体摄像器件的功能：把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息（可见光、红外辐射等），转换为按时序串行输出的电信号——视频信号。其视频信号能再现入射的光辐射图像。

固体摄像器件主要有三大类：电荷耦合器件（ChargeCoupledDevice，即CCD）互补金属氧化物半导体图像传感器（即CMOS）电荷注入器件（ChargeInjenctionDevice，即CID）

目前，前两种用得较多，这里只分析CCD一、电荷耦合摄像器件

电荷耦合器件（CCD）特点——以电荷作为信号。

CCD的基本功能——电荷存储和电荷转移。

CCD工作过程——信号电荷的产生、存储、传输和检测的过程。

（0）CCD的基本结构包括：转移电极结构、转移沟道结构、信号输入结构、信号输出结构、信号检测结构。构成CCD的基本单元是MOS电容。1、电荷耦合器件的基本原理

一系列彼此接近MOS电容用同一半导体衬底制成，衬底可以是P型或N型材料，上面生长均匀、连续氧化层，氧化层表面排列互相绝缘且距离极小金属化电极（栅极）。（1）、电荷存储以衬底为P型硅构成的MOS电容为为例。当在金属电极加上一个正阶梯电压，Si-SiO2界面电势发生变化，附近P型硅中多数载流子-空穴被排斥，形成耗尽层。如果栅极电压超过MOS晶体管的开启电压，则在Si-SiO2界面处形成深度尽状态，电子势能较低-形成了一个势阱。如有信号电子，将聚集在表面，实现电荷存储，耗尽层变薄。势阱深浅决定存储电荷能力的大小。（2）、电荷转移CCD的转移电极相数有二相、三相、四相等。对于单层金属化电极结构，为了保证电荷的定向转移，至少需要三相。以三相表面沟道CCD为例。表面沟道器件，即SCCD（SurfaceChannelCCD）——转移沟道在界面的CCD器件。

表面沟道器件的特点：

工艺简单，动态范围大，但信号电荷的转移受表面态影响，转移速度和转移效率底，工作频率一般在10MHz以下。体内沟道（或埋沟道CCD）：

BCCD（BulkorBuriedChannelCCD）——用离子注入方法改变转移沟道的结构，从而使势能极小值脱离界面而进入衬底内部，形成体内的转移沟道，避免了表面态的影响，使得该种器件的转移效率高达99.999％以上工作频率高达100MHz，且能做成大规模器件。

（3）、电荷检测（输出）

CCD输出结构是将CCD传输和处理的信号电荷变换为电流或电压输出。

电荷输出结构有多种形式，如电流输出结构、浮置扩散输出结构、浮置栅输出结构等。浮置栅输出结构应用最广。

OG：输出栅，FD：浮置扩散区，R:复位栅，RD:复位漏,T:输出场效应管。浮置栅是指在P型硅衬底表面用V族杂质扩散形成小块的n+区域，当扩散区不被偏置，其处于浮置状态。2、电荷耦合摄像器件的工作原理

CCD的电荷存储、转移的概念+半导体的光电性质——CCD摄像器件按结构可分为线阵CCD和面阵CCD

按光谱可分为可见光CCD、红外CCD、X光CCD和紫外CCD

可见光CCD又可分为黑白CCD、彩色CCD和微光CCD（1）线阵CCD

线阵CCD可分为双沟道传输与单沟道传输两种结构。下图(a)为单沟道，(b)为双沟道。CCD摄相器件原理1.光透过下面透明电极或电极间隙入微到基底上，产生光生电荷存储在P-N结或酆电极下的势阱2.转移电压高电平，光生电荷包被转移到对应的CCD移位寄存器；转移电压低电平，进行光积累3.在光积累的时间内，CCD移位寄存器在三相交叠的脉冲电压作用下，一位位地移出器件，经输出放大器形成时序信号（视频信号）二、电荷耦合摄像器件的特性参数黑白CCD的组成结构图彩色CCD的组成结构分图CCD的三层结构：上：增光镜片、中：色块网格下：感应线路由微型镜头、马赛克分色网格，及垫于最底层的电子线路矩阵所组成彩色CCD运行图彩色CCD的原色原理目前CCD有两种分色方式：一是RGB原色分色法，另一个则是CMYG补色分色法，这两种方法各有利弊，过去原色和补色CCD的产量比例约在2：1左右，2003年后由于影像处理引擎的技术和效率进步，目前超过80％都是原色CCD的天下。

彩色CCD的补色原理补色CCD由多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感度，一般都可设定在800以上。什么是最低照度？最低照度是测量摄像机感光度的一种方法，换句话说，摄像机能在多黑的条件下看到可用的影像。但是因爲没有管理的国际标准，因此每个大型CCD制造商都有自己测量CCD感光度的方法。然而一个标注为（1Lux，F10）的摄像机能和标注为（0.01Lux，F10）的摄像机完全一样！！！奇怪吗？爲什麽呢？CCD的漏光排斥比的物理含义是什么？

由于CCD传感器的缺陷，进入CCD传感器的强光将会穿透抵抗层产生过度的影像，CCD摄像机抵抗强光的能力称为漏光排斥比拖光影像无拖光影像什么是插值像素？它能代表CCD实际像素吗？

“插值”最初是电脑的术语，后来引用到数码图像上来。图像放大时，像素也相应地增加，但这些增加的像素从何而来？“插值”程序会自动选择信息较好的像素作为增加的像素，而并非只使用临近的像素，所以在放大图像时，图像看上去会比较平滑、干净但必须注意插值并不能增加图像信息。例如：一张照片中，人因为距离比较远，在照片上只有一个白点，但当图像插值放大时，这个人还是白点，只是比以前稍微大了些。关于CCD逐行扫描与隔行扫描的区别？

隔行、逐行只是数据处理方式的不同；隔行技术源于早期电视技术，是先提取奇数行的数据形成图像轮廓，再用偶数行数据补充，因那时的技术限制，数据处理速度跟不上，就采取隔行方式，用于连续图像，可以先把画面轮廓送到观众面前。由于不是连续扫描，若成像过程中被摄体移动，就会出现错位。如果数据采集速度慢，逐行扫描的CCD拍摄动体也会出现扭曲，反之，如果数据采集速度足够快，隔行扫描也没有什么问题尽管从技术层面来讲逐行扫描CCD是好一些，但从日本的相关资料了解到，由于同样大小CCD像素的不断增加，CCD中传送信号的通路无法适应逐行扫描得到的一次性的大量的数据，会造成图象处理速度的下降。因此在高像素的摄像机中隔行扫描的技术的应用越来越多。至于隔行扫描会造成的错位问题，已经得到了解决，解决的办法是利用机械快门的运动。考虑到其它因素对成像的影响远大于此。CCD的坏点和噪点有什么区别？成像元件（CCD或CMOS，目前一般指CCD）一般有数百万个感光单元，如果其中某个感光单元损坏，不能成像，即成为坏点---DeadPixel。数码摄影和传统相机不同，传统相机拍摄时很少因电子零件产生的杂讯干扰影响拍摄品质。但是数码摄影的杂讯产生环境就复杂多了，从操作过程中机体升温效应，CCD上的残留能量以致于机身零件本身，甚至来自外界的电磁波干扰都有可能会在画面上形成杂色的斑