CCD的长宽比和尺寸

沿袭了CCTV对图像尺寸的要求，现在的CCD的长宽比仍为4：3，见图6-8。

CCD的尺寸分为1/3，1/2，2/3和1吋等规格，这些规格也是沿袭了视频真空管（Vidicon）的习惯，并非其实际尺寸，其真正的尺寸见图6-9。   

6-4  CCD的空间分辨率

CCD摄像头的分辨率主要取决于CCD光敏像元阵列的大小、CCD摄像头的模拟通道频带宽度、镜头的分辨率等等。

如今CCD的像元密度从768×576、1024×768至2048×2048，甚至更高密度的摄像头都已开发出来。

在4-3节，我们已讨论过，实际的分辨率M和像元密度Z之间的关系为

M=0.75×Z

对视觉系统有不同分辨率要求时，系数可以在0.5和1之间选择，以便于确定选用多大像元密度的摄像头。

6-5  CCD的灵敏度、动态范围和信噪比

6-5-1 CCD的灵敏度

CCD将光能转换成电荷的效率（又称光注入电荷能力）取决于多个因素。光注入电荷

Qin=k·A·Noe·ttotal （1）

式中，Qin为注入电荷量；k为固定系数；A为光敏单元的受光面积；Noe为入射光的光强；ttotal为光注入时间。

从上式可以看出，k和半导体材料有关；A和CCD的晶片尺寸和结构有关，k和A决定了该摄像头的灵敏度，尤其是受光面积A，更是影响灵敏度的关键；Noe与入射光的光谱和光强有关。在k及A都确定后，光注入的电荷就只和Noe和时间ttotal成正比了，也就是说和投影到光敏像元上的光强度和光照的累积时间成正比。控制累积时间ttotal，就是控制CCD的曝光时间，为CCD设计电子快门提供了基础。

摄像头的灵敏度和动态范围一样，与噪音有关。假设噪音的方差σ等效于100个光电子，那么为了保证从噪音中检出信号，信号至少应大于3σ才能较稳定地被检出，也就是最小可检出信号，即灵敏度应为300个光电子。现代CCD图像传感器芯片的灵敏度已几乎能达到1个光电子了。

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