提起CCD，想必大家都不陌生，但究其根源，也许有些人并不十分了解。本文主要为读者介绍CCD摄像机的基础知识，希望大家对CCD有进一步的了解。

什么是CCD

CCD是一种固体图像传感器，它是电荷耦合器件(Charge coupled device)的英文简称，是1970年美国贝尔实验室的W·B·博伊尔(W·B·Boyle)和G·E·史密斯(G·E·Smith)等人研制出来的。

CCD是在MOS晶体管的基础上发展起来的，其基本结构是MOS(金属—氧化物—半导体)电容结构(如图1所示)。它是在半导体P型硅(si)作衬底的表面上用氧化的方法生成一层厚度约100nm~150nm的Sio2，再在Sio2表面蒸镀一层金属(如铝)，在衬底和金属电极间加上一个偏置电压(称栅电压)，就构成了一个MOS电容器。所以，CCD是由一行行紧密排列在硅衬底上的MOS电容器阵列构成的。

目前的CCD器件均采用光敏二极管代替过去的MOS电容器，它是在P 型Si衬底上扩散一个N+区域以形成P-N结二极管。将光电二极管反向偏置，就可在光电二极管中产生一个定向电荷区(称之为耗尽区)。在定向电荷区中，光生电子空穴分离，光生电子被收集在空间电荷区中。空间电荷区对带负电的电子而言，是一个势能特别低的区域，因此通常又称之为势阱。投射光产生的光生电荷就储存在这个势阱之中，势阱能够储存的最大电荷量又称之为势阱容量，势阱容量与所加栅压近似成正比。

光敏二极管和MOS电容器相比，光敏二极管具有灵敏度高，光谱响应宽，蓝光响应好，暗电流小等特点。如果将一系列的MOS电容器或光敏二极管排列起来，并以两相、三相或四相工作方式把相应的电极并联在一起，并在每组电极上加上一定时序的驱动脉冲，这样就具备了CCD图像传感器的基本功能。

CCD摄像机的组成

黑白CCD摄像机的组成及原理如图2所示。

由图2看出， CCD黑白摄像机一般由CCD图像传感器、扫描驱动及同步信号产生部分、视频图像处理及放大部分、摄像镜头、电源等5大部分组成。

而CCD彩色摄像机的组成，是在上述5大部分的基础上增加彩色滤波器阵列、红外截止滤光片与彩色信号的处理电路等。至于网络摄像机的组成，除前面所说的摄像机的基本部分外，至少要增加能实现网络传输的功能，即要增加视频压缩处理与视频服务器等。

CCD摄像机的正确使用与镜头等的安装调整

1、安装镜头

众所周知，摄像机必须配接镜头才可使用，但镜头合适与否，应根据应用现场的实际情况来选配。如有定焦镜头或变焦镜头、手动光圈镜头或自动光圈镜头、标准镜头或广角镜头、长焦镜头以及一些特殊镜头等。此外，还应注意镜头与摄像机的尺寸搭配，以及它们之间的接口是C型还是CS型，要不要加5mm的接圈等。

实际安装镜头时，首先要去掉摄像机及镜头的保护盖，然后将镜头轻轻旋入摄像机的镜头接口并使之到位。如是自动光圈镜头，还应将镜头的控制线连到摄像机的AI插口。 (2010-05-25)