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CCD圖像傳感器在微光電視系統(tǒng)中的應用
摘 要: 本文在對CCD圖像傳感器的特性進行分析的基礎上,闡述了CCD圖像傳感器在微光電視系統(tǒng)中的應用,重點討論了CCD與像增強器耦合方式,并指出了應用當中應該注意的幾個問題及解決的途徑。
關鍵詞: CCD ,圖像增強,微光電視,耦合
1 引言
CCD (Charge Coupled Device) ,電荷耦合器件,是一種金屬-氧化物-半導體結(jié)構(gòu)的新型器件,其基本結(jié)構(gòu)是一種密排的MOS電容器,能夠存儲由入射光在CCD像敏單元激發(fā)出的光信息電荷,并能在適當相序的時鐘脈沖驅(qū)動下,把存儲的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉(zhuǎn)移,實現(xiàn)自掃描,完成從光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。這種電信號通常是符合電視標準的視頻信號,可在電視屏幕上復原成物體的可見光像,也可以將信號存儲在磁帶機內(nèi),或輸入計算機,進行圖像增強、識別、存儲等處理。因此,CCD器件是一種理想的攝像器件。
2 CCD的主要特性
與真空攝像管相比,固體攝像器件有如下特點:
(1)體積小、重量輕、耗電少、啟動快、壽命長和可靠性高。
(2)光譜響應范圍寬。一般的CCD器件可工作在400nm~1100nm波長范圍內(nèi)。最大響應約在900nm。在紫外區(qū),由于硅片自身的吸收,量子效率下降,但采用背部照射減薄的CCD,工作波長極限可達100nm。
(3)靈敏度高。CCD具有很高的單元光量子產(chǎn)率,正面照射的CCD的量子產(chǎn)率可達20%,若采用背部照射減薄的CCD,其單元量子產(chǎn)率高達90%以上。另外,CCD的暗電流很小,檢測噪音也很低。因此,即使在低照度下(10-21x),CCD也能順利完成光電轉(zhuǎn)換和信號輸出。
(4)動態(tài)響應范圍寬。CCD的動態(tài)響應范圍在4個數(shù)量級以上最高可達8個數(shù)量級。
(5)可達很高的分辨率,線陣器件已有7000像元,可分辨最小尺寸7μm;面陣器件己達4096像元 4096像元,CCD攝像機分辨率已超過1000線以上。
(6) 易與微光像增強器級聯(lián)耦合,能在低光條件下采集信號。
(7)抗過度曝光性能。過強的光會使光敏元飽和,但不會導致芯片毀壞。
基于以上特性,將CCD用于微光電視系統(tǒng)中,不僅可以提高系統(tǒng)終端顯示圖象的質(zhì)量,而且可以利用
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