固体摄像器件

KILLO

　固体摄像器件中，CCD(ChargeCoupLEDDevICe)型摄像器件和CMOS(ComplementargMetal-OxideSEMIconductor)图像传感器件是两种常用的摄像器件。这两种摄像器件的图像传感器中都有很多排列得非常整齐的光电二极管或光电三极管，每个管子就是一个光电变换单元，它代表一个像素。但它们不是作为通常的光电流输出型光电二极管或光电三极管来使用，而是作为光电流储蓄型（即把光能变成电荷后积累下来）来使用的。这种摄像器件能够在光照能量很小的情况下，通过电荷积累得到较高的输出电压，因而它具有噪声小和灵敏度高的优点。
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  ^# J* C0 n" l* {　　下图(a)是CCD关于电荷转移的原理构造。当栅极电压依次从Vl切换到V2、V3时，积蓄在栅极下面的像素电荷就依次向G2、G3下面转移，CCD的输出端便得到了一连串按像素顺序先后输出的图像信号。下图(b)是CCD关于摄像器件的原理构造。光电二极管和CCD按纵横方向整齐地排列成面阵结构。当光电二极管受到光照时，其光电变换作用所产生的像素电荷便在垂直CCD的栅极下面储存下来。这样，只要用垂直CCD栅极电压把每条垂直线上的像素电荷按照水平线一行接一行地转移到水平CCD中去，接着再由水平CCD-个像素接一个像素地转移到输出端，便可将整幅图像的像素变成一连串的输出信号，这便是电视摄像机的图像扫描输出信号。
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" O7 A8 m0 X8 \8 K　　下图(a)是CMOS图像传感器的构造。它由光电二级管(PD)、放大部、读出栅极(Rd)、电荷检测部(FD)、复位栅极(RSt)及行选择开关构成。与CCD型摄像器件不同，CMOS图像传感器中并不是采用像素电荷转移的办法，而是直接对像素电荷进行电压放大后，通过地址指定的办法顺次将其读出。画面的扫描过程如下图(b)所示。首先在水平方向上按指定的地址读出寄存器中的数据，读完一行数据之后，地址便在纵向上前进一位，接着继续按行读取，直到一帧画面读完为止，然后再开始进行下一帧画面的读出。由于读出电路里有一个CDS（相关二重采样）电路，因而读出的信号是复位时的基准电平与新输入的信号电平的差分。
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