CCD(Charge coupled devices)基本上包含三種類型:全幀型( FullFrame)，幀轉移型(FrameTransfer)和行間轉移型(Interline Transfer),在科研類的應用中又屬前兩者居多。PI的PIXIS、SOPHIA、PyLon、Blaze 系列相機均采用全幀型CCD，下面就簡單為大家介紹一下全幀型 CCD 的工作過程。

1、清除 CCD 上的殘余電荷

相機上電后，處于準備狀態，當通過軟件控制或其他方式給相機發送采集指令后，相機首先進入電荷清除模式，清除芯片上累計的殘存電荷，為第一次曝光做準備，在最后一次讀出后，同樣也會對芯片上的殘存電荷進行清除。

2、CCD 曝光指定的時間

全幀型 CCD 是沒有電子快門的，在曝光時間以外的時間，如讀出過程、電荷清除過程 CCD 仍然是可以感光的，所以一般配合機械快門進行使用。相機通過輸出邏輯控制信號控制快門的打開和關閉，機械快門在打開和關閉的過程是有延遲的，不如電子快門精確，如下圖所示。

3、電荷讀出

曝光結束后，光信號轉換為電信號，需要將這些像素上的電荷讀取出來并轉換成數字信號。讀出過程開始后，電荷逐行從上向下移動，進入位移寄存器，一般來說位移寄存器的電荷容納能力是普通像素的兩倍。如下圖所示，第一行像素進入位移寄存器后，從右向左依次進入輸出節點進行數字化，第一行結束后，依次進行第二行、第三行....直到整幅圖像讀出完畢后，芯片可以進行進行下一次曝光。

由于 CCD 的讀出過程相對于 CMOS 慢很多，所以 CCD 相機的幀頻一般比 CMOS 相機低，但是圖像質量要好很多。

審核編輯 黃宇