CCD 是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD 上植入的微小光敏物質稱作像素（Pixel）。一塊 CCD 上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD 的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉換成數字信號。CCD 上有許多排列整齊的電容 能感應光線 并將影像轉變成數字信號。經由外部電路的控制個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。CCD 廣泛應用在數位攝影、天文學尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡 和高速攝影技術如 Lucky imaging。CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛。
CCD 功能特性
CCD 圖像傳感器可直接將光學信號轉換為數字電信號 實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。其顯著特點是：1.體積小重量輕；2.功耗小 工作電壓低 抗沖擊與震動 性能穩定 壽命長；3.靈敏度高 噪聲低 動態范圍大；4.響應速度快有自掃描功能 圖像畸變小 無殘像；5.應用超大規模集成電路工藝技術生產 像素集成度高 尺寸精確 商 化生產成本低。因此 許多采用光學方法測量外徑的儀器把CCD 器件作為光電接收器。
CCD 從功能上可分為線陣CCD 和面陣CCD 兩大類。線陣CCD 通常將 CCD 內部電極分成數組，組稱為一相，并施加同樣的時鐘脈沖。所需相數由CCD 芯片內部結構決定 結構相異的CCD 可滿足不同場合的使用要求。線陣CCD 有單溝道和雙溝道之分 其光敏區是MOS 電容或光敏二極管結構 生產工藝相對較簡單。它由光敏區陣列與移位寄存器掃描電路組成 特點是處理信息速度快，外圍電路簡單 易實現實時控制，但獲取信息量小 不能處理復雜的圖像。面陣CCD 的結構要復雜得多，它由很多光敏區排列成一個方陣，并以一定的形式連接成一個器件獲取信息量大，能處理復雜的圖像。
CCD 的應用
CCD 器件及其應用技術的研究取得了驚人的進展 特別是在圖像傳感和非接觸測量領域的發展更為迅速。隨著CCD 技術和理論的不斷發展 CCD 技術應用的廣度與深度必將越來越大。CCD 是使用一種高感光度的半導體材料集成，它能夠根據照射在其面上的光線產生相應的電荷信號 在通過模數轉換器芯片轉換成 “0”或“1”的數字信號 這種數字信號經過壓縮和程 排列后 可由閃速存儲器或硬盤卡保存即收光信號轉換成計算機能識別的電子圖像信號，可對被側物體進行準確的測量、分析。
含格狀排列像素的CCD應用于數碼相機、光學掃瞄儀與攝影機的感光元件。其光效率可達70%(能捕捉到70%的入射光)優于傳統菲林（底片）的2%因此CCD迅速獲得天文學家的大量采用。
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