ccd是什么意思啊 ccd是什么意思 _生活百科

电荷耦合器件（Charge-coupled Device ， CCD）它是一种集成电路，有许多排列整齐的电容器，能感应光源，并将图像转换成模拟信号。通过外部电路的控制，每个小电容器都能将其带来的电荷转移到其相邻的电容器上。CCD 广泛应用于数字摄影、天文学，尤其是摄影测量学（photometry）、光学和频带望眼镜，以及好运显像等高速摄影技术。

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原理用于感光的 CCD 中间有一个感光区域(硅的延伸层)和一个由移位寄存器制成的传感区域(狭义上) CCD）。
图像根据镜片投射在一列电容器（光敏区域）上，导致每个电容器积累一定的电荷，电荷总数与入射光强度成正比。用线扫描相机的一维电容阵型，每次扫描一个单面电容；用于相机和一般相机的二维电容阵型可以扫描投射在焦平面上的图像。一旦电容阵型曝光，一个控制电路将使每个电容器将其电荷传输到相邻的下一个电容器（传感区域）。阵型中最后一个电容中的电荷传递给电荷放大器，并转换为电压信号。根据重复的过程，控制电路可以将整个阵型中的电荷转换为一系列的电压信号。在数字电路中，这些信号通常被取样和智能存储；但在模拟电路中，它们被解决为连续的模拟信号（例如，将电荷放大器的输出信号输入低通滤波器）。
运用包含格状排序像素 CCD 应用于数字相机、光学扫描机和相机的感光部件。其光效率可达到。70%（能捕获 70%的入射光)优于传统软件 2% ，因此 CCD 很快被科学家广泛采用。
透镜成像在电容阵型表面后，根据其亮度在每个电容单位上形成不同强度的电荷。传真机或扫描机使用的线性传真机 CCD 每次捕捉到细长的光影，数字相机或相机使用的平面式光影 CCD 一次捕获一个完整的图像，或者从中提取一个方形区域。一旦曝光动作完成，控制电路将电容模块上的电荷传输到相邻的下一个单元。当它到达边缘的最后一个单元时，电信号传输到放大器并转换为电位。这样的循环，直到整个图像转换成电位，取样并智能存储在存储器中。存储的图像可以发送到复印机、存储设备或显示屏。经冷冻的 CCD 同时在 1990 在20世纪初，它也被广泛应用于天文摄影和各种夜视设备中，大型天文台也不断开发高像数 CCD 拍摄极高解像星体的照片。
CCD 在天文学层面上有一种奇妙的应用方法，可以使移动式望远镜像跟踪望远镜一样发挥作用。方法是让它成为跟踪望远镜的一种方法。CCD 上电荷读取和移动方向与天体运行方向一致，速率也同步 CCD 导星不仅能有效地纠正望眼镜的跟踪偏差，还能使望眼镜记录到比以前更多的视场。
一般的 CCD 大部分都能感应到红外线，因此衍生出红外图像、夜视设备、零照度(或接近零照度)摄像头／照相机等。因为常温下的物体会有红外线的黑体辐射效应，为了减少红外线的影响，天文使用 CCD 通常采用液氮或半导体制冷。CCD 对红外线的敏感性导致另一种效果，各种配置 CCD 如果没有红外滤镜，数字相机或录像机很容易拍摄控制器发出的红外线。降低温度可以减少电容阵型上的暗电流，提高电容阵型上的暗电流 CCD 对低照度的敏感性，甚至对紫外线和能见光的敏感性也随之提高(信噪比提高) 。
温度噪声，暗电流（dark current）和宇宙辐射都会产生影响 CCD 表面像素。科学家们利用快门的开关，让快门的开关 CCD 多次曝光，得到其平均值以缓解影响效用。为了去除背景噪声，必须在快门关闭时取图像信号的平均值，即“暗场”（dark frame）。然后打开快门，在获得图像后减去暗框的值，然后过滤掉系统噪声(暗点、亮点等) 。) ，以获得更清晰的细节。
用于天文摄影的制冷 CCD 摄像头必须固定在图像位置，以避免外部光源或振动的影响；同时，由于大多数图像平台天生沉重，科学家们使用“自动导星”技术来拍摄星球、星云和其他弱星的图像。绝大多数自动导星系统使用额外的不同轴 CCD 检测任何图像的偏差，但也有一些系统将主镜连接到拍摄中 CCD 相机上。用光学设备将主镜内部的星光加入相机中的另一个 CCD 导星设备可以快速检测跟踪星体时的细微偏差，并自动调整驱动电机以纠正偏差，而无需其他设备导星。
彩色相机一般的彩色数字相机是在拜尔滤镜中安装拜尔滤镜 CCD 上面。每四个像素产生一个单元，一个承担过度红色，一个过度蓝色，两个过度绿色(因为人眼对绿色特别敏感) 。因此，每个像素都接收到感光信号，但颜色分辨率不如感光分辨率。
用三片 CCD 和分光棱镜组成 3CCD 该系统可以更好地分辨颜色，分光棱镜可以将入射光分析成红、蓝、绿三种颜色，由三片组成 CCD 各自承担其中一种颜色和光的成像。所有专业级数据摄像机和部分半专业级数据摄像机均选用 3CCD 技术。
截至 2005 年，超高清晰度 CCD 芯片仍然很贵，配置也很贵， 3CCD 高清静态相机的价格通常超过许多专业摄影师的预算。因此，一些高端相机采用旋转色彩过滤器，具有高分辨率和忠实的色彩显示。这种多次显像的相机只能用来拍摄静态物体。
科技的良性竞争近年来，使用互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS）主动像素传感器的制造已经能够制造出有用的（Active Pixel Sensor）。CMOS 是所有硅芯片制作的主流技术， CMOS 光敏部件不仅便宜，而且将信号分析电路集成到同一设备中。CCD 它有利于过滤掉背景噪声，因为它有利于过滤掉背景噪声 CMOS 比 CCD 更容易受到噪声干扰。这部分问题已经逐渐得到处理，这要归功于低端放大仪的应用，它取代了一些像素，用于整个部分 CCD 单高档放大器阵型。CMOS 感光部件跟 CCD 相比之下，功耗较低，数据传输也较快。在高清数据相机和数字相机中，特别是大幅度规格的数据单反相机中，更常见 CMOS 此外，消费数字相机及其附带摄影功能手机也广泛应用于反面直射式手机 CMOS ，提高图像质量。
CMOS 随着显像技术的不断完善，大受欢迎， CCD 的占有率从 2010 自20世纪年代以来，它一直在下降，世界上最大的 CCD 制造商索尼更公布于此 2022 年终止生产 CCD ，但是，高级照片扫描仪及其军事器械仍然是 CCD 所垄断。
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