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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(guò)圖片，正如名稱(chēng)所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應(yīng)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(shí)，受局限于非移動(dòng)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(xì)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(guò)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(kāi)來(lái)，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(hào)轉(zhuǎn)移到模擬移位寄存器中。通過(guò)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(dāng)轉(zhuǎn)移柵上的電位為高電平時(shí)，二者溝通;而當(dāng)轉(zhuǎn)移柵上的電位為低電平時(shí)，二者隔離。二者隔離時(shí)光積分單元進(jìn)行光電注入，光積分單元在不斷的積累電荷，有時(shí)將光積分單元積累電荷的這段時(shí)間稱(chēng)為光積分時(shí)間。轉(zhuǎn)移柵電極電壓為高電平時(shí)，光積分單元所積累的信號(hào)電荷將通過(guò)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(shí)間很短，為低電平的時(shí)間很長(zhǎng)，因而光積分時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)移時(shí)間。在光積分時(shí)間里，CCD移位寄存器在三相交疊脈沖的作用下，將信號(hào)電荷一位位地移出器件，經(jīng)輸出放大器形成時(shí)序信號(hào)。 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(dāng)轉(zhuǎn)移柵1與轉(zhuǎn)移柵2為高電平時(shí)，光積分單元?jiǎng)葳謇锓e存的信號(hào)電荷包將同時(shí)按箭頭指定的方向分別轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的移位寄存器中，然后再驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下分別向右轉(zhuǎn)移，最后經(jīng)輸出放大器進(jìn)行放大并以視頻信號(hào)的方式輸出。顯然，對(duì)同樣的像敏單元來(lái)說(shuō)，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(chēng)時(shí)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(guò)1、2個(gè)移位寄存器。由于兩個(gè)移位寄存器的參數(shù)可能不完全一致，必然會(huì)造成奇、偶輸出信號(hào)的不均勻性。所以，有時(shí)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(shí)用化固態(tài)圖像傳感器件，它具有讀取噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、響應(yīng)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)產(chǎn)生、驅(qū)動(dòng)放大、自動(dòng)曝光控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換及信號(hào)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(chǔ)的圖像傳感器難以實(shí)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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