CCD图像传感主要的应用有哪些？

CCD图像传感器是机器视觉的重要组成部分，是最为核心的部件。CCD图像传感器采用的是一种高感光度的半导体材料，通过光线的照射可以产生电荷信号，进一步转换成数字信号，使其具备了获取、存储、编辑、传输等的一体式功能。一直以来，CCD因具有体积小、功耗小、灵敏度高、信噪比高、响应速度快等诸多优点，所以在天文、交通、医疗等众多工业科学领域中广泛应用。

成像方面的优势，是促进其市场不断发展的第一诱因。那么除去CCD图像传感器成像方面的优势，还有没有什么优势一直在推动CCD的发展呢?我们上面提到了CCD的性能特点，不难看出性能的优势也是吸引客户的一大卖点。体积小、重量轻，可装置在各种机器设施上，例如人造卫星或各式导航。像素高，像素由初期的10多万发展到如今的400～500万像素。高敏感度，有效控制噪声干扰，提高了信噪比，具有高敏感度。其他的还有动态范围广、线性特性曲线良好、低秏电力、电荷传输效率佳、不易老化等等性能优势。，而这些优势都是CCD得以广泛应用的原因。知道了原因，我们接下来看具体都有哪些应用呢?

CCD 器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展 特别是在图像传感和非接触测量领域的发展更为迅速。随着CCD 技术和理论的不断发展 CCD 技术应用的广度与深度必将越来越大。CCD 是使用一种高感光度的半导体材料集成，它能够根据照射在其面上的光线产生相应的电荷信号 在通过模数转换器芯片转换成 “0”或“1”的数字信号 这种数字信号经过压缩和程 排列后 可由闪速存储器或硬盘卡保存即收光信号转换成计算机能识别的电子图像信号，可对被侧物体进行准确的测量、分析。

含格状排列像素的CCD应用于数码相机、光学扫瞄仪与摄影机的感光元件。其光效率可达70%(能捕捉到70%的入射光)优于传统菲林(底片)的2%因此CCD迅速获得天文学家的大量采用。

传真机所用的线性CCD影像经透镜成像于电容阵列表面后依其亮度的强弱在个电容单位上形成强弱不等的电荷。传真机或扫瞄仪用的线性CCD次捕捉一细长条的光影而数码相机或摄影机所用的平面式CCD则一次捕捉一整张影像或从中撷取一块方形的区域。一旦完成曝光的动作控制电路会使电容单元上的电荷传到相邻的下一个单元到达边缘最后一个单元时电荷讯号传入放大器转变成电位。如此周著复始直到整个影像都转成电位取样并数位化之后存入内存。储存的影像可以传送到打印机、储存设备或显示器。

在数码相机领域 CCD 的应用更是异彩纷呈。一般的彩色数码相机是将拜尔滤镜(Bayer filter )加装在 CCD 上。 四个像素形成一个单元，一个负责过滤红色、一个过滤蓝色 两个过滤绿色(因为人眼对绿色比较敏感)。结果每个像素都接收到感光讯号，但色彩分辨率不如感光分辨率。

用三片 CCD 和分光棱镜组成的 3CCD 系统能将颜色分得更好，分光棱镜能把入射光分析成红、蓝、绿三种色光，由三片CCD 各自负责其中一种色光的呈像。所有的专业级数位摄影机 和一部份的半专业级数位摄影机采用 3CCD 技术。目前 超高分辨率的 CCD 芯片 相当昂贵 配备 3CCD 的高解析静态照相机，其价位往往超出许多专业摄摄影者的预算。因此有些高档相机使用旋转式色彩滤镜 兼顾高分辨率与忠实的色彩呈现。这类多次成像的照相机只能用于拍摄静态物 。

经冷冻的 CCD 同时在 1990 年代初亦广泛应用于天文摄影与各种夜视装置 而各大型天文台亦不断研发高像数CCD 以拍摄极高解像之天体照片。

CCD 在天文学方面有一种奇妙的应用方式，能使固定式的望远镜发挥有如带追踪望远镜的功能。方法是让CCD 上电荷读取和移动的方向与天体运行方向一致 速度也同步，以CCD 导星不仅能使望远镜有效纠正追踪误差 还能使望远镜记录到比原来更大的视场。