电荷耦合器件

电荷耦合器件(Charge-Coupled Devices),又称CCD,是一种特殊结构的半导体元件,可以用来储存和传递数字信号,作为一种光学元件,其主要原理是由多个金电极板,被组装而成的晶体管,分层状储存内部电荷信号。这些电荷信号可以被分别提取、调制和转换,并根据用户需要而发送出去。

电荷耦合器件最早于1970年在美国西北大学曼彻斯特实验室研制成功,但由于当时的技术障碍,CCD的发展缓慢,直到英国出口制造商Fairchild semiconductor公司把CCD用于摄影机中时,CCD正式开始运用。

CCD用于图像传感器有许多优势:CCD元件性能稳定,响应时间快,感光范围大,抗噪声好,阴影分辨率高,又不耗能;CCD可以用于扫描宽度码的识别,用于水平、垂直、计数等技术;CCD可以对密度、灰度、颜色、翻滚条码等进行二维、三维的形式识别。由于CCD的低功耗、可靠的稳定性能和高性能,因此在生活中得到了广泛的应用,比如用于照片机、数字影像仪、机载视觉应用、监控拍照等诸多场合。

电荷耦合器件具有一定的漂移特性,可以使光子按特定方式移动,改变信号强度,实现图像信号的连续传输,而不会出现突然变化,从而实现图像的连续流畅。CCD可以在短时间内获得大量光子,然后将模拟信号转换成数字信号,以实现连续便捷的图像获取。

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