电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或电压为信号。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此，CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。CCD有两种基本类型：一是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输，这类器件称为表面沟道CCD（简称SCCD）；二是电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并在半导体体内沿一定方向传输，这类器件称为体沟道或埋沟道器件（简称BCCD）。下面以SCCD为主讨论CCD的基本工作原理。
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电荷耦合器件(CCD,ChargeCoupledDevice)是一种以电荷包的形式存储和传递信息的半导体器件，它是由美国贝尔实验室的W.S.Boyle和G.E.Smith在1970年前后发明的。它经历了以研究为主的发展阶段，在五年左右的时间内，建立了以一维空阱模型为基础的CCD基本理论，这个理论与实验结果大致相符，并满足了指导器件进一步发展的需要。与此同时，依靠成熟的MOS集成电路工艺，CCD迅速从实验室走向了市场。CCD在影像传感、信号处理和数字存储等三大领域中的广泛应用，充分显示出它的巨大潜力，在微电子学技术中独树一帜。CCD已被普遍认为是七十年代以来出现的**重要的半导体器件之一。和同样功能的电真空器件相比，
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近年来，工业自动化和智能化的大趋势已经基本形成，并且随着CCD/CMOS传感技术、计算机技术、嵌入式技术、现场总线技术的发展，机器视觉作为一种信息获取便利、使用适应性强的技术也被越来越普遍地应用，已经逐步成为工业自动化生产过程中不可或缺的系统机器视觉主要是通过相关软硬件系统的协同工作来模拟人的视觉功能，但并不仅*是人眼的简单延伸，更重要的是具备人脑的一部分思考和分析功能：从被观察目标的图像中客观地提取信息（人眼功能），进行分析处理并加以理解（人脑功能），**终用于各类环境下的信息和决策输出。机器视觉按其应用功能主要可划分为定位、测量、检测和识别四个方面，四者之间并无明确的界限，彼此均有技术重叠性和独特性。将四方面技术合理有效结合，则可满足多种工况下的任务需求，其中在工业生产中有70%～80%的机器视觉单元应用在检测环节
数千万计的五金、紧固件等工业零部件，如何才能得到一个精细的数据呢？如果以人工清点，不仅耗时耗力，生产成本也高企，而用机械称重，那么精确度上也难免有所偏差。近日，国内工业视觉数粒机在松江诞生，将彻底解决困扰国内工业企业多年精细点数难的问题。记者来到位于企福新尚科技园的上海卫岚电子科技有限公司，国内工业数粒机就在这里诞生。上海卫岚电子科技有限公司为何会将工业数粒机作为主攻方向呢？“2015年，我在一次国内的大型展会上看到一台以色列产的工业数粒机，不但点数快，而且十分精细。但是对于国内制造业公司来说，如果依赖进口以色列的工业数粒机设备，那么生产成本便太过高昂。”上海卫岚电子科技有限公司总经理刘祥倍说，当时他将萌发了自己创业、研发国产工业数粒机打破国外巨头垄断的想法。
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CCD视觉检测技术是精密测试技术领域中相当有有发展潜力的新技术，它综合运用了电子学、光电探测、图像处理和计算机技术，将机器视觉引入到工业检测来实现对物体表面特征、尺寸或位置的快速检测，具有非接触、速度快、柔性好等突出优点。CCD金属表面缺点视觉检测系统安装在具有规则形状的金属产品生产流水线上，可对生产线上的每个产品的表面缺点及外形尺寸等进行在线检测，尤其对于有金属光泽的产品的表面质量检测效果更加突出。当检测到有缺点的工件时，系统可根据实际需求发出相应的控制信号，即可直接将废品剔除，也可控制打标机构在缺点品上喷涂标志。该系统能有效地提高产品质量、工作效率，减少劳动强度，节约人力资源。质量标准可通过程序进行设置，不会受主观因素的影响，因此能够确保质量标准的统一，并且不会出现漏检的情况。
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一般CCD在紫外区的量子效率较低。这是由于CCD表面多晶硅电极吸收了紫外光所致，目前已采用了三种增加光谱响应度的办法:一是将整个CCD器件减薄到约10um厚，并从背面照射器件以便使入射辐射不通过器件前面的叠置栅结构。二是用荧光材料对器件表面进行涂敷，使短波段的光子被涂层中荧光物质吸收后在可见光波段被重新发射。三是采用有效的相位技术，用离子扩散面代替多硅栅来维持所需势阱。 目前已有许多技术用以降低CCD的读出噪声和提高读出速度，如采用重新分级读出模式。重新分级是在传输所有电荷之前将包含在检测器中多路像素内的电荷进行整合的过程。检测器象素中重新分级的电荷以单一读出方式被检测因而只有*与一次读出相关的噪声。同时，也提高了读出速度。另外，还利用了双沟道设计使CCD两边同时读出信号，提高了读出速度。
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