图像传感器的工作原理


发布时间:

2024-03-29

图像传感器的工作原理

图像传感器是一种半导体装置,能够把光学影像转化为数字信号。传感器上植入的微小光敏物质称作像素。一块传感器上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。它的作用就像胶片一样,但它是把图像像素转换成数字信号。

 

CCD及CMOS的发展历史和特点

 

CCD是在1969年由美国贝尔实验室(Bell Labs)的维拉•波义耳(Willard S. Boyle)和乔治•史密斯(George E. Smith)所发明。

当时贝尔实验室正在发展影像电话和半导体气泡式内存。将这两种新技术结合起来后,波义耳和史密斯得出一种装置,他们命名为“电荷‘气泡’元件”(Charge "Bubble" Devices)。

 

这种装置的特性就是它能沿着一片半导体的表面传递电荷,便尝试用来做为记忆装置,当时只能从暂存器用“注入”电荷的方式输入记忆。但随即发现光电效应能使此种元件表面产生电荷,而组成数位影像。

 

到了70年代,贝尔实验室的研究员已经能用简单的线性装置捕捉影像,CCD就此诞生,CCD目前仍然广泛的应用在数码相机以及天文学等领域里。

 

我们都知道CCD是一种数码时代中代替传统胶片的介质,其工作原理也是借助着最初胶片上的化学物质对光的感应原理而演变过来的。

它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要来修改图像。

 

CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。

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