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面陣CCD結構圖及工作過程分析

星星科技指導員 ? 來源:網(wǎng)絡整理 ? 作者:網(wǎng)絡整理 ? 2024-02-27 17:25 ? 次閱讀

面陣CCD,也被稱為二維像元陣列,是一種圖像傳感器。與傳統(tǒng)的CCD相比,面陣CCD增加了轉移柵和移位寄存器。根據(jù)其轉移類型的不同,面陣CCD可以分為行間轉移(IT)型、幀間轉移(FT)型和行幀間轉移(FIT)型三種。

面陣CCD的最大優(yōu)點是可以同時接受一幅完整的光像,并能直接獲取二維的圖像信息,這使得采集到的測量圖像更加直觀。因此,它在形狀、尺寸、面積、位置甚至是溫度等的測量領域有廣泛的應用。例如,在基于新型復合編碼數(shù)字水準測量系統(tǒng)的編碼標尺設計中,所采集的標尺測量圖像必須為二維圖像,這就需要使用面陣CCD。

面陣CCD根據(jù)電荷轉移方式的不同,可以分為幀轉移面陣CCD和隔列轉移面陣CCD兩種類型。

幀轉移面陣CCD(Frame Transfer CCD):

幀轉移面陣CCD在每個像素位置都有一個對應的光敏單元和一個存儲單元。在曝光期間,光敏單元積累光生電荷。然后,在轉移階段,所有的電荷從光敏單元轉移到對應的存儲單元中,同時光敏單元被清空以準備下一次曝光。這種設計允許在整個幀周期內(nèi)保持圖像的穩(wěn)定,但可能會引入一些額外的噪聲和電荷損失。

隔列轉移面陣CCD(Interline Transfer CCD):

隔列轉移面陣CCD的設計是在每個像素列的兩側交替排列光敏單元和存儲單元。在曝光階段,光敏單元積累電荷。然后,在轉移階段,電荷從光敏單元轉移到相鄰的存儲單元中,同時下一行的光敏單元準備進行曝光。這種設計可以實現(xiàn)更高的幀速率,但可能會受到垂直串擾(vertical crosstalk)的影響。

面陣CCD在數(shù)字相機、攝像機、科學成像和機器視覺等領域有廣泛應用。它們能夠捕獲高質量的二維圖像,并且可以與電子快門、自動增益控制和其他圖像處理功能相結合,以提供靈活的圖像捕獲和處理能力。

然而,面陣CCD的像元總數(shù)多,每行的像元數(shù)一般較線陣少,幀幅率受到限制。同時,由于生產(chǎn)技術的制約,單個面陣CCD的面積很難達到一般工業(yè)測量對視場的需求。

面陣CCD:按照一定的方式將一維線陣CCD的光敏單元及移位寄作器排列成二維陣列。就可以構成二維面陣ccD。分為幀轉移面陣CCD及隔列轉移面陣CCD。

面陣ccd和線陣ccd

面陣CCD(Charge-Coupled Device)和線陣CCD是兩種不同的CCD傳感器類型,用于數(shù)字攝像機和照相機中捕捉圖像。它們之間的主要區(qū)別在于像素排列方式和適用場景:

1. 面陣CCD:面陣CCD是最常見的CCD傳感器類型,它的像素以矩陣的形式排列在整個感光面上,可以同時捕捉圖像的所有部分。面陣CCD適用于靜態(tài)圖像和動態(tài)圖像的捕捉,適合用于一般的攝像和照相應用。

2. 線陣CCD:線陣CCD的像素排列成一條直線,只能依次捕捉圖像的一行像素。線陣CCD適合用于需要快速掃描的應用,比如文檔掃描、條形碼掃描等。由于線陣CCD的捕捉方式是逐行進行的,因此在捕捉運動圖像時可能存在拉伸或者畸變的問題。

面陣CCD適合用于一般的攝像和拍照應用,而線陣CCD適合用于需要快速掃描的應用。在選擇相機或攝像機時,可以根據(jù)具體的應用需求來選擇適合的CCD傳感器類型。

審核編輯:黃飛

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