CCD傳感器，也稱為電荷耦合器件(ChargeCoupleDevices，簡稱CCD)，是固態(tài)圖像傳感器的敏感器件。像普通的MOS，TTL和其他電路傳感器一樣，它屬于集成電路，但是CCD具有光電轉(zhuǎn)換，信號存儲和傳輸?shù)墓δ堋?傳輸)，輸出，處理和電子快門等許多獨特功能。這是CCD傳感器的主要功能，因此它的主要應(yīng)用領(lǐng)域涉及攝影，光感測，信號處理，檢測器等。實際上，CCD傳感器可以分為幾類。分為面陣CCD傳感器、線陣CCD傳感器、三線傳感器CCD傳感器、全幅面CCD傳感器。當(dāng)然，每個CCD傳感器都有其自身的不同特性和缺點，因此使用方式也不同。

對于區(qū)域CCD傳感器，其特征在于它可以以快門速度曝光快速移動的物體，并且其結(jié)構(gòu)也分為三種不同類型，分為幀傳輸CCD，行間傳輸性CCD，幀之間可轉(zhuǎn)移的CCD。第一類型的結(jié)構(gòu)相對簡單，因此容易增加像素，但是其尺寸限制了這種類型的傳感器，并且尺寸相對較大。第二種便宜，并且這種類型適合攝影。第三類是前兩種類型的組合。該結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但它具有一個優(yōu)點，也有利于攝影。線性CCD傳感器的優(yōu)點是：它可以處理較大像素的圖像，但缺點也很明顯，即只能用于拍攝固定和不移動的物體。三線傳感器CCD傳感器主要用于某些相對高端的成像設(shè)備中，因為這種傳感器可以產(chǎn)生相對較高的分辨率，光譜色階的性能也更好，還有另一種所謂的交錯式透射CCD具有連續(xù)讀取圖像的良好效果，適用于照相機和動畫設(shè)備的應(yīng)用。

全幀(Full-Frame)CCD

半導(dǎo)體區(qū)域既可以作為光電元件，也可以作為電荷轉(zhuǎn)移器件，這有點違反直覺，但這正是FF CCD中發(fā)生的事情。在集成過程中，像素位置響應(yīng)入射光子積累電荷，在集成之后，電荷包垂直地通過像素位置向水平移位寄存器移動。

一般情況下，我們通過應(yīng)用精心定時的時鐘信號來獲得CCD像素數(shù)據(jù)，這些時鐘信號依次在器件的電荷傳輸結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生電位阱和電位屏障。在全幀CCD中，我們需要能夠?qū)⑦@些控制電壓應(yīng)用到同樣起光電探測器作用的區(qū)域，因此，柵極電極由透明多晶硅制成。

全幀CCD相對而言比較簡單且易于制造，并且它們允許整個CCD表面具有光敏性。這使硅的給定區(qū)域中可以包含的像素數(shù)量最大化，同時也使每個像素中實際上能夠?qū)⒐庾愚D(zhuǎn)換為電子的部分最大化。

線間傳輸(Interline-Transfer)CCD

我們需要的最后一個主要的架構(gòu)改進是將集成電荷快速轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)域，從而將污跡降低到可以忽略的程度。線間傳輸CCD通過提供與每個光活動位置相鄰的存儲(和傳輸)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)這一點。曝光完成后，傳感器中的每個電荷包同時傳輸?shù)椒枪饷舸怪币莆患拇嫫髦小?

因此，它的CCD能夠以最小的拖影實現(xiàn)電子快門，并且像FT-ccd一樣，它們可以在讀出期間集成，從而保持較高的幀速率能力。然而，如果光生電荷在讀出過程中從光活性柱泄漏到相鄰的垂直移位寄存器中，則可能發(fā)生一些涂抹。如果應(yīng)用程序不需要高幀速率，則可以通過延遲積分直到讀出完成來消除此問題。

三線傳感器CCD

在三線傳感器中，三排并行的像素分別覆蓋RGB濾鏡，當(dāng)捕捉彩色圖片時，完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用于高端數(shù)碼相機，以產(chǎn)生高的分辨率和光譜色階。

交織傳輸CCD

這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉(zhuǎn)化，允許在拍攝下一圖像時在讀取當(dāng)前圖像。交織傳輸CCD通常用于低端數(shù)碼相機、攝像機和拍攝動畫的廣播拍攝機。

全幅面CCD

此種CCD具有更多電量處理能力，更好動態(tài)范圍，低噪音和傳輸光學(xué)分辨率，全幅面CCD允許即時拍攝全彩圖片。全幅面CCD由并行浮點寄存器、串行浮點寄存器和信號輸出放大器組成。全幅面CCD曝光是由機械快門或閘門控制去保存圖像，并行寄存器用于測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的并行陣列上。此元件接收圖像信息并把它分成離散的由數(shù)目決定量化的元素。這些信息流就會由并行寄存器流向串行寄存器。此過程反復(fù)執(zhí)行，直到所有的信息傳輸完畢。接著，系統(tǒng)進行精確的圖像重組。