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CCD数字成像性能参数
浏览次数:978发布日期:2015-05-21
 1.光谱灵敏度
CCD的光谱灵敏度取决于量子效率、波长、积分时间等参数。量子效率表征CCD芯片对不同波长光信号的光电转换本领。不同工艺制成的CCD芯片,其量子效率不同。灵敏度还与光照方式有关,背照CCD的量子效率高,光谱响应曲线无起伏,正照CCD由于反射和吸收损失,光谱响应曲线上存在若干个峰和谷。
2.CCD的暗电流与噪声
CCD暗电流是内部热激励载流子造成的。CCD在低帧频工作时,可以几秒或几千秒的累积(曝光)时间来采集低亮度图像,如果曝光时间较长,暗电流会在光电子形成之前将势阱填满热电子。由于晶格点阵的缺陷,不同像素的暗电流可能差别很大。在曝光时间较长的图像上,会产生一个星空状的固定噪声图案。这种效应是因为少数像素具有反常的较大暗电流,一般可在记录后从图像中减去,除非暗电流已使势阱中的电子达到饱和。
晶格点阵的缺陷产生不能收集光电子的死像素。由于电荷在移出芯片的途中要穿过像素,一个死像素就会导致一整列中的全部或部分像素无效;过渡曝光会使过剩的光电子蔓延到相邻像素,导致图像扩散性模糊。
3.转移效率和转移损失率
电荷包从一个势阱向另一个势阱转移时,需要一个过程。像素中的电荷在离开芯片之前要在势阱间移动上千次或更多,这要求电荷转移效率极其高,否则光电子的有效数目会在读出过程中损失严重。
引起电荷转移不完全的主要原因是表面态对电子的俘获,转移损失造成信号退化。采用“胖零”技术可减少这种损耗。
4.时钟频率的上、下限
下限取决于非平衡载流子的平均寿命,上限取决于电荷包转移的损失率,即电荷包的转移要有足够的时间。
5.动态范围
表征同一幅图像中zui强但未饱和点与zui弱点强度的比值。数字图像一般用DN表示。
6.非均匀性
表征CCD芯片全部像素对同一波长、同一强度信号响应能力的不一致性。
7.非线性度
表征CCD芯片对于同一波长的输入信号,其输出信号强度与输入信号强度比例变化的不一致性。
8.时间常数
表征探测器响应速度,也表示探测器响应的调制辐射能力。时间常数与光导和光伏探测器中的自由载流子寿命有关。
9.CCD芯片像素缺陷
a.像素缺陷:对于在50%线性范围的照明,若像素响应与其相邻像素偏差超过30%,则为像素缺陷。
b.簇缺陷:在3*3像素的范围内,缺陷数超过5个像素。
c.列缺陷:在1*12的范围内,列的缺陷超过8个像素。
d.行缺陷:在一组水平像素内,行的缺陷超过8个像素。
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