最佳答案 大家好，小小来为大家解答以下问题，电荷耦合器件属于稳态器件，电荷耦合器件很多朋友还不知道，现在让我们一起来看看吧！什么是电荷耦合元...

大家好，小小来为大家解答以下问题，电荷耦合器件属于稳态器件，电荷耦合器件很多朋友还不知道，现在让我们一起来看看吧！

什么是电荷耦合元件CCD？

电荷耦合器件是用来记录图像而不是摄影基础图像的电子元件。CCD像素中包含的电量与入射到像素上的光强度成正比。CCD记录光的效率约为70%，远高于传统底片的2%，因此可以大大缩短天文观测的时间。

电荷耦合器件简称CCD。作为集成电路，CCD上有很多有序排列的电容，可以感知光线，将图像转换成数字信号。通过外部电路的控制，每个小电容可以将其电荷转移到相邻的电容上。CCD广泛应用于数字摄影和天文学，尤其是光学遥测、光学和光谱望远镜以及高速摄影。

电荷耦合器件的结构

微型镜头

CCD成像的关键在于它的感光层。为了扩大CCD的点亮率，需要扩大单个像素的受光面积。但是，提高点亮率的方法也容易降低图像质量。这层“微透镜”相当于在感光层前面加了一副眼镜。所以感光面积不再由传感器的开口面积决定，而是由微透镜的表面积决定。

分色滤光器

CCD的第二层是“分色滤镜”。目前分色方法有两种，一种是RGB原色分色法，一种是CMYK补色分色法。这两种方法各有利弊。首先，我们来了解两种分色方法的概念。RGB是三原色分离方法。几乎所有人眼能识别的颜色都可以由红、绿、蓝组成，RGB的三个字母分别是红、绿、蓝，说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调整形成的。先说CMYK，它是由四个通道的颜色组成的，分别是青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(K)。在印刷行业，CMYK更适合，但其调整后的颜色没有RGB多。

原色CCD的优点是画质锐利，色彩真实，缺点是有噪点。相比之下，补色CCD有一个Y黄色滤色器，在色彩分辨率上更用心，但牺牲了部分图像的分辨率。

感光层

CCD的第三层是“感光板”，主要负责将经过滤色层的光源转换成电信号，并将信号传输到图像处理芯片还原图像。

CCD分类

线阵CCD面阵CCD又叫全幅CCD，面阵CCD。面阵CCD有三种吸光方式。

相机中的CCD元件

1.单CCD芯片三次：即红、蓝、绿三种颜色的光通过三色滤光轮投射到CCD上，经过三次采集后合成图像。这样得到的图像质量很高，但是三次曝光后就不能用来拍摄动态图像了。

2.三个CCD芯片：三个CCD芯片分别感知红、绿、蓝光(或者其中两个感知绿光，另一个感知红、蓝光)，自然光通过分光棱镜系统分别将三种颜色投射到CCD上，一次获得完整的图像。这样画质和单芯片三次曝光是一样的，而一次曝光可以拍出动态图像。缺点是三个CCD的成本很高，分光棱镜的制造技术也很难。

3.单个CCD芯片一次曝光：对三种颜色光敏感的像素组合排列在CCD上，一次曝光后获得图像。因为人眼对绿色最敏感，所以CCD上通常有对绿色最敏感的像素。这种方式图像质量最低，但由于成本的限制和拍摄动态图像的要求，市面上的主流产品大多采用单个CCD芯片一次性遮光。

CCD的应用

近年来，CCD器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展，尤其是在图像传感和非接触测量领域。随着CCD技术和理论的不断发展，CCD技术应用的广度和深度会越来越大。CCD集成了一种高灵敏度的半导体材料，可以产生相应的

CCD最常用于数码相机、光学扫描仪和摄像机的光敏元件。它可以捕捉70%的入射光，比传统胶片底片的2%要好，其优越的性能很快被天文学家所采用。

传真机用的是线阵CCD，传真机或扫描仪用的线阵CCD一次捕捉一条细细的光影。曝光完成后，控制电路会将电容单元上的电荷转移到下一个相邻单元，当到达边缘的最后一个单元时，电荷信号会被转移到放大器，转换成电位。重复该循环，直到整个图像被转换成电势，被采样和数字化并存储在存储器中。存储的图像可以发送到打印机、存储设备或显示器。

数码相机或摄像机使用面阵CCD一次捕捉一幅完整的图像或从中提取一个正方形区域。一般的彩色数码相机都是在CCD上加一个拜耳滤镜。每四个像素组成一个单元，一个滤红，一个滤蓝，两个滤绿，但效果一般。由三个CCD和一个分束棱镜组成的3CCD系统可以更好地分割颜色。分光棱镜可以将入射光分解为红、蓝、绿三种颜色，三个CCD负责色光的图像呈现。所有专业数码相机和部分半专业数码相机都采用3CCD技术。目前超高分辨率CCD芯片还是比较贵的，一台搭载3CD的高分辨率静物相机价格往往超出很多专业摄影师的预算。因此，一些高端相机使用旋转彩色滤光片，以兼顾高分辨率和忠实的色彩呈现。这种多成像相机只能用来拍摄静态物体。

同时，CCD还广泛应用于天文摄影和各种夜视设备，大型天文台也在不断开发高像素CCD，以高分辨率拍摄天体照片。CCD可以使固定望远镜像跟踪望远镜一样工作。方法是使电荷在CCD上读取和移动的方向与天体运行方向一致，速度也同步。利用CCD导航不仅可以有效地修正跟踪误差，还可以使望远镜记录到比以前更大的视场。一般大部分CCD都能感应到红外线，于是就衍生出了红外图像、夜视器件、零照度(或接近零照度)相机等等。因为常温下的物体会有红外黑体辐射效应，所以天文用的CCD往往是用液氮或者半导体来冷却的。

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