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線陳CCD。線陳是把CCD像素排成一直線的器件，用一排像素掃描過圖片，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應用于廣告界拍攝靜態(tài)圖像，線性陳列，處理高分辨率的圖像時，受局限于非移動的連續(xù)光照的物體。 線陳CCD有兩種基本形式，一種是單溝道線陳CCD，另一種是雙溝道線陳CCD，下面詳細介紹。 1、單溝道線陳CCD是為單溝道線陳CCD的結(jié)構(gòu)由光積分單元、轉(zhuǎn)移柵、移位寄存器和輸出放大器等單元構(gòu)成。光積分單元一般由光柵控制的MOS光積分電容或PN結(jié)光敏二極管構(gòu)成，光積分單元與CCD移位寄存器之間通過轉(zhuǎn)移柵相連。轉(zhuǎn)移柵即可以將光積分單元與移位寄存器分隔開來，又可以將光積分單元與移位寄存器溝通，使光積分單元的電荷信號轉(zhuǎn)移到模擬移位寄存器中。通過加在轉(zhuǎn)移柵上的成光積分單元與移位寄存器隔離與溝通的控制，當轉(zhuǎn)移柵上的電位為高電平時，二者溝通;而當轉(zhuǎn)移柵上的電位為低電平時，二者隔離。二者隔離時光積分單元進行光電注入，光積分單元在不斷的積累電荷，有時將光積分單元積累電荷的這段時間稱為光積分時間。轉(zhuǎn)移柵電極電壓為高電平時，光積分單元所積累的信號電荷將通過轉(zhuǎn)移柵轉(zhuǎn)移到CCD移位寄存器中。通常轉(zhuǎn)移柵電極為高電平的時間很短，為低電平的時間很長，因而光積分時間要遠遠超過轉(zhuǎn)移時間。在光積分時間里，CCD移位寄存器在三相交疊脈沖的作用下，將信號電荷一位位地移出器件，經(jīng)輸出放大器形成時序信號。 這種結(jié)構(gòu)的線陳CCD轉(zhuǎn)移次數(shù)多、效率低。調(diào)制傳遞函數(shù)MFT較差，只適用與像敏單元較少的攝像器件。 2、雙溝道線陳CCD圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。它具有兩列CCD移位寄存器1與2，分列在光積分單元兩邊。當轉(zhuǎn)移柵1與轉(zhuǎn)移柵2為高電平時，光積分單元勢阱里積存的信號電荷包將同時按箭頭指定的方向分別轉(zhuǎn)移到對應的移位寄存器中，然后再驅(qū)動脈沖的作用下分別向右轉(zhuǎn)移，最后經(jīng)輸出放大器進行放大并以視頻信號的方式輸出。顯然，對同樣的像敏單元來說，雙溝道線陳CCD要比單溝道線陳CCD的轉(zhuǎn)移次數(shù)少一半，轉(zhuǎn)稱時間縮短一半，它的總轉(zhuǎn)移效率大大提高。因此，在要求提高CCD的工作速通過1、2個移位寄存器。由于兩個移位寄存器的參數(shù)可能不完全一致，必然會造成奇、偶輸出信號的不均勻性。所以，有時為了確保像敏元件一致關(guān)系特性好，在較多像敏單元的情況下也采用單溝道的結(jié)構(gòu)。 目前，ccd電荷耦合器件是主要的實用化固態(tài)圖像傳感器件，它具有讀取噪聲低、動態(tài)范圍大、響應靈敏度高等優(yōu)點。但CCD技術(shù)難以與主流的CMOS技術(shù)集成于同一芯片之中。這樣，諸如定時產(chǎn)生、驅(qū)動放大、自動曝光控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換及信號處理等支持電路就不能與像素陳列做在同一芯片上，以CCD為基礎的圖像傳感器難以實現(xiàn)單片一體化，因而具有體積大、功耗高等不足之處。 |
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