按一定的方式将一维线阵CCD的光针单元及移位寄存器排列成二维阵列,即可以构成二维面阵CCD。由于排列方式不同,面阵CCD常有帧转移、隔列转移、线转移和全帧转方式。
帧转移型面阵CCD
图12-9所示为三相帧转移面阵CCD结构图。它由成像区(光敏区)、暂存区和水平读出寄存器三部分构成。成像区由并行排列的若干电荷确合沟道组成(图中的虚线方框),各沟道之间用沟阻隔开,水平电极横贯各沟道。假定有M个转移沟道,每个沟道有N个成像单元,整个成像区共有M×N个单元。暂存区的结构和单元数都和成像区相同,暂存区与水平读出寄存器均被遮蔽。
其工作过程如下:图像经物镜成像到光敏区,当光敏区的某一电极加有适当的偏压时，光生电荷将被收集到这些电极下方的势阱里。这样就将被摄的光学图像变成了光积分电极下的电荷包图像。
当光积分周期结束时,加到成像区和存储区电极上的时钟脉冲使所收集到的信号电荷，迅速转移到存储区水平读出寄存器中,然后依靠加在存储区和水平读出寄存器上的驱动脉冲驱动水平读出寄存器经输出通道输出一帧信息。当第一场读出的同时,第二场信息通过光积分又收集到势阱中。一旦第一场信息被全部读出,第二场信息马上就传送给寄存器,使之连续地读出。
这种面阵CCD的特点是:结构简单,光敏单元的尺寸可以很小,模传递函数MTF较高,但光敏面积占总面积的比例小。
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