CCD(Charge Coupled Device)图像传感器是一种将光信号转换为电信号的器件。其原理基于光电效应,即在半导体材料中,当光子照射到材料表面时,会引起半导体材料内的电子与空穴相结合或者被激发出来。
具体而言,CCD图像传感器由若干个能够储存电荷的元器件(也称作像素)组成。当光线进入CCD芯片后,会穿过每一个像素上方的透镜,并照射到相应的像素上。这样,每个像素就会被照亮并产生一定数量的电子(例如栅极下面形成一个势阱),这些电子被聚集在该像素所对应的传感单元处。
随着时间的推移和工作时钟及控制信号的切换,这些电子会被逐渐传输至CCD芯片上方的放大器中增强,并最终转化为模拟电压输出(即模拟图像)。然后模拟输出信号送给模数转换器转化为数字信号后再经过去噪声处理,最终得到一幅完整的数字图像。
总之,CCD图像传感器利用光电效应将照射到每个像素上的光线转化为电荷信号,并通过时钟及控制信号等方式将这些电荷逐步传输、放大,最终输出成为数字图像。