定义

电荷耦合器件

什么是电荷耦合器件(CCD)?

电荷耦合器件(CCD)是一种光敏器件集成电路通过转换来捕捉图像光子电子.CCD传感器将图像元素分解为像素.每个像素被转换成电荷,其强度与该像素捕获的光的强度有关。

多年来,ccd一直是各种设备的传感器选择,但它们正逐渐被基于互补金属氧化物半导体(互补金属氧化物半导体)技术。

1969年,乔治·史密斯和威拉德·博伊尔在贝尔实验室(现在是诺基亚的一部分)发明了CCD。然而,研究人员的努力主要集中在计算机内存直到20世纪70年代,贝尔实验室的迈克尔·f·汤姆西特才改进了CCD的设计,以更好地适应成像。

在那之后,Tompsett和其他研究人员继续改进CCD,从而提高了光敏度和整体图像质量。CCD很快成为用于数字的主要技术图像

按代计算的集成电路
光敏集成电路、电荷耦合装置将光子转换为电子来捕捉图像。

电荷耦合器件做什么?

小的、光敏的区域被蚀刻成表面来创建一组像素来收集光子并产生电子。每个像素中电子的数量与像素捕获的光的强度成正比。在所有的电子产生之后,它们经过一个移动过程,将它们移动到一个输出节点,在那里它们被放大并转换为电压

在过去,ccd可以提供比其他类型的传感器更好的图像质量,包括那些基于CMOS技术的传感器。结果,它们被用于各种各样的设备,包括扫描仪条形码阅读器、显微镜、医疗设备和天文望远镜。该装置还被用于机器人的机器视觉、光学字符识别(光学字符识别),处理卫星照片和雷达图像,尤指气象学

此外,ccd还用于数字摄像头提供更好的服务决议比旧的技术。到2010年,数码相机可以产生超过100万像素的图像,但它们的售价还不到1000美元。“百万像素”一词就是指这种相机。

ccd和CMOS传感器

尽管早期的ccd取得了成功,CMOS传感器已经在整个行业中获得了青睐,它们现在被广泛用于消费产品的图像捕捉。CMOS传感器比CCD传感器更容易制造,成本更低。它们消耗更少的能量,产生更少的热量。

即便如此,CMOS传感器仍以更容易受到图像影响而闻名噪音,这可能会影响质量和分辨率。但近年来,它们的质量有了显著提高,CMOS传感器现在主导图像传感器市场。

尽管CMOS传感器的增加,CCD传感器仍然用于要求精度和高灵敏度的应用。例如,CCD传感器继续用于医疗、科学和工业设备。即使是哈勃太空望远镜运动的CCD传感器。但这种势头显然落后于CMOS,而CCD的未来仍不明朗。

医学成像系统背后的技术
虽然CMOS传感器现在被青睐于在消费产品中捕捉图像,但ccd由于其高灵敏度和精度继续广泛应用于医疗、科学和工业市场。

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这是最近更新的2021年11月

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