CCD图像传感器原理

ｌＣＣＤ分类 ＆从ＣＣＤ的工作特性可分为：线性ＣＣＤ 和矩阵式ＣＣＤ。ｈ从工艺特性又可分为：单 ＣＣＤ、３ＣＣＤ及Ｓｕｐｅｒ ＣＣＤ三种。ａ按光谱可分 为可见光ＣＣＤ、红外ＣＣＤ、）‘光ＣＣＤ和紫外
ＣＣＤ。
２ＣＣＤ结构 ＣＣＤ从结构上分为线阵ＣＣＤ和面阵 ＣＣＤ。从受光方式分为正面光照和背面光照两 种。线阵ＣＣＤ有单沟道和双沟道两种信号渎出 方式，其中双沟道信号读出方式的信号转移效 率高。面阵ＣＣＤ的结构复杂，常见的有帧转移（ Ｆｒ）ＣＣＤ、全帧转移（Ｆ丌）ＣＣＤ、隔列内线转移（ Ｉｌ，ｒ）ＣＣＤ、帧内线转税Ｆｒｒ）ＣＣＤ、累进扫描内 线转移（ＰＳＩＴ）ＣＣＤ等。 ３ＣＣＤ成像原理 ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ，ＣＣＤ）由大量 独立光敏元件组成，每个光敏元件也叫—个像 素。这些光敏元件通常是按矩阵排列的，光线透 过镜头照射到光电二极管上，并被转换成电荷。 每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强 度，图像光信号转换为电信号。当ＣＣＤ工作时， ＣＣＤ将各个像素的信息经过模傲转换器处理 后变成数字信号，数字信号以一一定格式压缩后 存入缓存内，然后图像数据根据不间的需要以 数字信号和视频信号的方式输出。
一２８一
中国新技术新产品
万方数据
信息技术
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基于ＷＥＢ Ｓｅｒｖｉｃｅ 的分布式国家软件人才网的设计与实现
吴晓峰１于振伟２金澄３
（１、青岛软件园发展有限公司，山东青岛２６６０７１ ２、青岛软件园管理公办室，山东青岛２６６０７１ ３、青岛软件园人力资源服务有限公司，山东青岛２６６０７１）
国家软件人才网是—个致力于解决软件人 才供求及相关信息发布网站．服务对象为全国软 件企业人事部门及软件专业人才。网站要求突 出对于会员的应用服务的基础卜，增加企业人 力资源管理等新功能．增强会员间的交流方式， 系统增加分布式共亨处理，能够使系统满足向 其它人才中心或地域提供应用服务的能力。
ｌ国家软件人才网解决方案 ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ是近两年提出的一种新的面 向服务的体系结构，其中定义了一组标准协议， 用于接口定义、方法调用、基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的构件 注册以及各种应用的实现。在电子商务市场 中，要求所有的参与者都采用同—个基于某种 语言和平台的模型是不现实的。而Ｗｅｂ ｓｅ卜 ｖｉｃｅｓ结合了面向组件方法和ｗｅｂ技术的优势， 利用标准网络协议和Ｘ ＭＬ数据格式进行通信， 具有良好的普适性和灵活性，在Ｉｎｔｅｍｅｔ这个 巨大的虚拟计算环境中，任何支持这些标准的 系统都可以被动态定位以及与网络上的其它 ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ交互，任何客户都可以调用任何服 务而无论它们处在何处，突破了传统的分布式 计算模型在通信、应用范围等方面的限制，允许 企业和个人快速、廉价建立和部署全球性应用 蚂。
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图３三相电极结 ３３电荷输出 电荷输｝｝ｊ结构有多种形式，如“电流输出” 结构、“浮置扩散输｝Ｉｊ＇’结构及“浮置栅输出”结 构。其中“浮置扩散输出”结构及“浮置栅输出” 结构应用最广泛，结构如下图：
的任何响应都会被再编码成为一个ＳＯＡＰ响
应，并通过ＨＴＩ甲协议传输回客户机去。
图２２Ｊ２ＥＥ在ＳＯＡＰ和ＨｒＩＴｒＰ的工作过程 从图２２中可以清楚地看出，利用消息发送
层（Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ｌａｙｅｒ）（ＳＯＡＰ）和传输协议层（ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔ ｗｏｒｋ ｌａｖｅｒ）（ＨＴｒＰ）就日】以完成 应用程序内部的通信。应用程序内部通信的问 题通过一些销售商的专有技术（例如ＣＯＲＢＡ 和ＤＣＯＭ销以前就已经解决了。这些技术操作 起来很麻烦。并且，也不能通过防火墙。因此。 现在我们用ＳＯＡＰ，通过简单的ｘＭＬ这个开放 式的标准，就可以有效地实现应用程序内部的 通信，不会使自己锁定在某个销售商的专有机 制上凡
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图２ ＣＣＤ电荷存储
３．２电荷转移 若ＣＣＤ基本单位ＭＯＳ电容器之间排列足 够紧密（通常相邻ＭＯＳ电容电极间隙小于 ３１－Ｌｍ），使相邻ＭＯＳ电容的势阱相互沟通。即相 互耦合。那么就可使信号电荷（电子）在各个势 阱中转移，并力图向表面势Ｓ最大的位置堆积。 因此，在各个栅极上加以不同幅值的正向脉冲 Ｃ，就可改变它们对应的ＭＯＳ的表面势ｓ，亦即 可改变势阱深度，从而使信号电荷由浅阱向深 阱自由移动。就电荷转移方式来讲，ＣＣＤ有二 相、三相、四相等多种结构形式。下面是三相 ＣＣＤ转移图：
ＪＡＸＲＡＰＩ寻找服务，使用ＪＡＸ—ＲＰＣ绑定和 调用Ｗｅｂ服务。如下图２１所示：
图２．１ Ｊａｖａ环境下Ｗｅｂ服务的 发布／发现怫定模型
２．２ Ｊ２ＥＥ在消息发送层（ＳＯＡｅ）和传输协 议层（Ｈ１１１Ｐ）的工作过程
用图２２可以说明，在具有ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ功 能的应用程序服务器上运行着一个标准Ｊ２ＥＥ 应用程序。在图中的左上角是Ｊａｖａ、Ｃ＋＋或Ｃ＃ 客户机，现在，这个应用程序发出ＳＯＡＰ请求。 该ＳＯＡＰ请求把ｗｅｂ服务操作封装在一个 ＸＭＬ有效载荷中，然后，通过Ｈ１，Ｉ’Ｐ协议传送。 在Ｗｅｂ服务端，传输层继续把该调用输送 ＳＯＡＰ服务端，然后，服务器就调用相应的已经 展现为Ｗｅｂ服务的Ｊ２ＥＥ功能。ｗｅｂ服务产生
图１ ＣＣＤ构造 ＣＣＤ工作过程可分为电荷存储、电荷转移、 电荷输出和图像信息还原四个阶段。 ３．１电荷存储 构成ＣＣＤ基本单位是ＭＯＳ电容器，类似 于ＭＯＳ晶体管结构，和其他电容器一样，ＭＯＳ 电容器能够储存电荷。当金属电极（称为栅）加 正电／玉０４（衬底接地），在电压的作用下，就会产 生—个垂直于衬底表面的电场。在此电场的作 用下，Ｐ型硅中的多子空穴被向下排斥，形成耗 尽层。电子在那里势能较底，可以形象化地说， 形成了电子的势阱，势阱中能够容纳多少个电 子，取决于势阱的“深浅”，栅电压越大，势阱越 深。
３国家软件人才网的特点 ３．１实时整合 Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的ｔＭ乍－在系统运行时实时绑 定。服务请求方描述所需服务的性能，并通过服 务代理方提供的应用程序接口找到相应的服 务，用返回的服务描述文档中的信息最终绑定。 服务的动态搜索、绑定和面向消息的服务连接 使ＷＥＢ应用程序实时整合。 ３２通过封装减少复杂性 系统中任何对象、组件对外都封装成由 ＷＳＤＬ描述的服务，屏蔽了业务逻辑的复杂性、 开发平台的异构性、后台技术的多样性；同时能 在运行时替换服务的后台实现，增加了灵活性。 ３３町扩展、易维护 通过使用类似的服务描述可实现服务的升 级、扩展，模央化设计，可根据用户要求增删；系 统的没置由专用程序集中管理，维护简单。 ３．４向下兼容性 现有的Ｗｅｂ应用程序相当于服务提供方， 对现有的模块用ＷＳＤＬ进行封装，并在Ｗｅｂ服 务器与后台实现之间设置ＸＭＩ．的巾间件，负责 建立ＳＯＡＰ请求与后台实现的通道最后把服务 描述发布，就能实现向新系统的转变，有效保护 己有资源日ｏ ３５分布式站点共享 国家软件人才网可按照地域进一步的子站 点划分，数据库进行集巾的共享，从而实现网站 的分布式服务，数据库集中共李羽。 该系统完全支持在网络分布式环境下信息 的发布与更新。 结束语 国家软件人才网是—个跨地区、综合性采 用全动态进行人才信息发布与交易的网站。该 系统能够通过人才交易的情况，为人力资源动 向提供科学合理统计分析结果，具有较高的权 威性。为全国软件行业人力资源信息建设与共 享奠定了基础。
为了丰富软件人才网为广大用户提供的专 业服务。我们研究并提出采用基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅ 的服务架构，处理系统模块间的控制和数据的 集成，很大程度．１－＿提高了系统数据的通用性，降 低了模块间的耦合程度，从而提高了人才服务 网络系统的扩展性、伸缩性和兼容性，便于系统 分担负载，提高人才网站的服务质量。
图５图像信息还原
４．１灵敏度 它是指在一定光谱范围内单位曝光量的输 出信号电压（电流）。也相当于投射在光敏元匕 的单位辐射功率所产生的电压（电流）。 ４．２量子效率 如果说灵敏度是从宏观角度描述ＣＣＤ光 电特性，那么量子效率是对同—个问题的微观 描述，可以理解为１个光子能产生的电子数。 ４３光谱响应特性 主要由光电二极管特性决定。下图是Ｓｉ光 电二极管的光谱响应曲线。 ｓｉ材料的禁带宽度决定了光谱响应的长波 极限，由于波长愈短，半导体对光波的吸收系数 愈小。这就决定了光谱响应的短波极限。
２００９ ＮＯ．２０一 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａＩ－ｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
ＣＣＤ图像传感器原理
周红平 （中山大学岭南（大学）学院，广东广州５１０２７５）
信息技术
摘要：ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ．ｓ，ＣＣＤ）ｆｌ ７０年代初诞生以来，已迅速发展成为最常用的固体图像传感器，且广泛应用于科技、教育、医 学、商业、＂ｒ．ｔｋ、军事和消费领域。它是图像采集与数字化的关键器件。本文介绍了ＣＣＤ图像传感器成像原理、工作原理、结构等，并对其 电路组成及相关电学参数进行了说明。
人才资源的信息化和网络化，改变了传统 人才中介企业的运做模式，大大缩短了人才交 流的地域和时间距离。随着全球信息高速公路 的建设、实施和完善，人才供求信息资源建设和 服务的网络化是人才市场发展的趋势。在国内， 以前程无忧、中华英才网等网站为代表的大型 人才网站，通过先进的管理方式和技术平台，获 得了巨大的成功。
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图４ＣＣＤ输出端形式 （ａ）浮置扩散输出 （ｂ）浮置栅输出 ３．４图象信息还原 Ｂａｙｅｒ方式滤色器，Ｒ—Ｇ墙－Ｇ四个单元为 一组，Ｇ是Ｒ和Ｂ的两倍，因为人眼的视锥细胞 对绿色更敏感。现在数码相机普遍采用的方式： Ｒ—Ｇ卜Ｂ—Ｇｂ混合色亮度等于Ｒ、Ｇ、Ｂ各分量亮 度之和，根据Ｒ、Ｇ、Ｂ三分量比例来还原色彩。 ４ＣＣＤ主要参数 ＣＣＤ主要参数有：总像素、有效像素、尺寸、 灵敏度、量子效率、光谱响应特性、转移效率、不 均匀度、动态范围、采样精度、线性度、噪声等。