在CCD工業(yè)相機(jī)中,其動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度和信噪比是互相影響的三個(gè)指標(biāo),它們從三個(gè)不同的角度來(lái)反映CCD工業(yè)相機(jī)的性能。而填充比(Fill Factor)和勢(shì)阱容量(Well Capacity)是與相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍相關(guān)的重要參數(shù)。在一個(gè)像元所占有的整個(gè)區(qū)域內(nèi),對(duì)入射光敏感的區(qū)域只占總區(qū)域的一部分,光敏感面積和像元總面積之比即為填充比。這是因?yàn)樵谝粋(gè)像元區(qū)域內(nèi),除對(duì)入射光敏感的區(qū)域外,尚有與敏感區(qū)相配合的單元,例如在隔行轉(zhuǎn)移型(ILT)結(jié)構(gòu)的CCD中,每一個(gè)像元都有一個(gè)模擬移位寄存器和一個(gè)轉(zhuǎn)移柵與光敏二極管放在一起,用來(lái)轉(zhuǎn)移光敏區(qū)的電荷,如下圖所示。這部分非光敏區(qū)域被不透光的薄膜所覆蓋,使其不受外來(lái)光線(xiàn)的打擾。由于CCD的靈敏度是和填充比成正比的,所以填充比直接反映了CCD的靈敏度。

為了充分?jǐn)U大低填充比CCD的有效的受光面積,特別是在ILT結(jié)構(gòu)中,使用一個(gè)微小的凸透鏡蓋在每一個(gè)像元上,如上圖中右邊部分所示,以便增加有效的填充比例。但是,這種微小的透鏡對(duì)紫外線(xiàn)部分有較大的衰減。
這是像元光敏二極管勢(shì)阱收集并保存電荷的容量的一個(gè)參數(shù),勢(shì)阱容量給出了CCD對(duì)強(qiáng)光源無(wú)飽和感應(yīng)的能力,同時(shí)給出了CCD動(dòng)態(tài)范圍的上限。一般情況下,像元面積和填充比例越大,CCD靈敏度越高,勢(shì)阱容量也越高。所以勢(shì)阱容量是一個(gè)很重要的參數(shù),它是CCD動(dòng)態(tài)范圍的決定性因素之一。
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