比可视光波长较长的红外线光,也可以在半导体硅芯片内做光电变换。可是至当前为止,CCD无法将这些光电变换后的电荷,以有效的方法收集到感测器内。为此,索尼在1998年新开发的“EXVIEW HAD CCD”技术就可以将以前未能有效利用的近红外线光,有效转换成为映像资料而用。使得可视光范围扩充到红外线,让感亮度能大幅提高。利用“EXVIEWHAD CCD”组件时,在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。而且之前在硅晶板深层中做的光电变换时,会漏出到垂直CCD部分的SMEAR成分,也可被收集到传感器内,所以影响画质的杂讯也会大幅降低。
线阵CCD有单沟道和双沟道之分,其光敏区是MOS电容或光敏二极管结构,生产工艺相对较简单。它由光敏区阵列与移位寄存器扫描电路组成,特点是处理信息速度快,电路简单,易实现实时控制,但获取信息量小,不能处理复杂的图像(线阵CCD如右图所示)。面阵CCD的结构要复杂得多,它由很多光敏区排列成一个方阵,并以一定的形式连接成一个器件,获取信息量大,能处理复杂的图像。
CCD暗电流是内部热激励载流子造成的。CCD在低帧频工作时,可以几秒或几千秒的累积(曝光)时间来采集低亮度图像,如果曝光时间较长,暗电流会在光电子形成之前将势阱填满热电子。由于晶格点阵的缺陷,不同像素的暗电流可能差别很大。在曝光时间较长的图像上,会产生一个星空状的固定噪声图案。这种效应是因为少数像素具有反常的较大暗电流,一般可在记录后从图像中减去,除非暗电流已使势阱中的电子达到饱和。
CCD的光谱灵敏度取决于**效率、波长、积分时间等参数。**效率表征CCD芯片对不同波长光信号的光电转换本领。不同工艺制成的CCD芯片,其**效率不同。灵敏度还与光照方式有关,背照CCD的**效率高,光谱响应曲线无起伏,正照CCD由于反射和吸收损失,光谱响应曲线上存在若干个峰和谷。
CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。线阵CCD通常将CCD内部电极分成数组,每组称为一相,并施加同样的时钟脉冲。所需相数由CCD芯片内部结构决定,结构相异的CCD可满足不同场合的使用要求。
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