电荷耦合影像感测器英文解释翻译、电荷耦合影像感测器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 charge-coupled image sensor

分词翻译：

电荷耦合的英语翻译：

【电】 charge coupling

影像的英语翻译：

blip; image; shadow; video
【医】 icon; image; screenage

感的英语翻译：

affect; be obliged; feel; move; sense; touch

测的英语翻译：

infer; measure; survey

器的英语翻译：

implement; organ; utensil; ware
【医】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel

专业解析

电荷耦合影像感测器（Charge-Coupled Device Image Sensor，简称 CCD），是一种利用电荷耦合器件（CCD）技术将光学影像转换为电子信号的光电转换器件。其核心工作原理基于半导体材料的光电效应和电荷转移机制。

一、核心工作原理

光电转换：当光线照射到CCD表面的感光单元（像素）时，光子激发半导体材料（通常为硅）产生电子-空穴对，形成与光强成正比的电荷包。
电荷存储：每个像素单元包含一个微小电容（势阱），在外部电压控制下暂时存储生成的电荷。
电荷转移：通过周期性改变相邻电极的电压，电荷包沿预设路径（水平/垂直移位寄存器）逐级传递至输出端，形成时序电信号。
信号输出：电荷包最终到达输出放大器，转换为电压信号并数字化，生成数字图像。

二、关键特性与优势

高灵敏度与低噪声：CCD结构减少信号读取过程中的干扰，适用于弱光环境（如天文观测）。
全局快门：所有像素同时曝光，避免运动物体成像畸变。
宽动态范围：可捕捉高对比度场景的细节。

三、典型应用场景

科学成像：显微镜、望远镜等精密仪器依赖CCD的高信噪比特性。
工业检测：生产线上的高速、高精度视觉检测系统。
医疗影像：X光机、内窥镜等设备的图像采集模块。

四、与CMOS传感器的对比

特性	CCD	CMOS
噪声控制	低读出噪声	较高噪声（工艺依赖）
功耗	较高（需外部驱动电压）	较低（集成电路优化）
集成度	低（外围电路分立）	高（单片集成ADC等）
成本	较高（制造工艺复杂）	较低（标准半导体工艺）

资料来源：

光学工程经典教材《光电成像系统设计》（R. D. Fiete, 2012）对CCD物理机制的解析

IEEE期刊论文 Charge-Coupled Device Technology for Scientific Imaging (J. R. Janesick, 2001) 详述CCD在科研领域的优势

索尼半导体技术白皮书《CCD与CMOS图像传感器比较》（2019版）的性能对比数据

网络扩展解释

电荷耦合影像感测器（Charge-Coupled Device，CCD）是一种将光信号转换为电信号的半导体成像器件，以下是其核心要点：

1.定义与发明背景

CCD由贝尔实验室的W.S.博伊尔和G.E.史密斯于1969年发明。它通过规则排列的金属-氧化物-半导体（MOS）电容阵列捕获光子并生成电荷，最终输出数字信号，广泛应用于数码相机、天文摄影及机器视觉等领域。

2.结构与组成

光敏单元：由二维矩阵排列的MOS电容构成，每个像素对应一个光敏单元，负责将光子转换为电子并储存电荷。
移位寄存器：通过时钟脉冲控制电荷包在像素间的有序转移，类似“势阱”机制。
输出电路：将转移的电荷转换为电压信号，并进行放大和数字化处理。

3.工作原理

光电转换：光子照射到CCD表面时激发电子-空穴对，形成电荷包，电荷量与光照强度成正比。
电荷转移：通过外部电压调节势阱深度，使电荷按顺序转移至输出端，这一过程依赖精确的时序控制。
信号输出：电荷包经电容器转换为电压信号，再通过模数转换器（ADC）生成数字图像。

4.性能指标

灵敏度：最小照度下的成像能力，与光敏单元效率相关。
信噪比（S/N）：信号电压与噪声电压的比值，影响图像质量。
有效像素：实际参与感光的像素数，决定分辨率。

5.优缺点与应用

优势：高灵敏度、均匀的像素响应，适合低光环境（如天文观测）。
局限：电荷传输速度受限，易出现高光溢出现象（亮区电荷扩散到相邻像素）。
应用：数码相机、安防监控、医疗成像等。

补充说明

CCD与CMOS传感器的主要区别在于信号读取方式：CCD为全局曝光+顺序传输，而CMOS支持逐像素读取，后者在速度和功耗上更具优势，但CCD在成像均匀性上仍有不可替代性。

如需更详细的技术参数或历史发展，可参考来源（数字成像系统）及（基础原理介绍）。