CCD架构:全帧CCD，帧传输和行间CCD

高性能相机常用的CCD架构如下:

全帧CCD

的全帧CCD是最简单形式的传感器，其中传入的光子落在全光敏传感器阵列上。为了读出传感器，累积电荷必须逐行垂直移位到串行输出寄存器中，并且对于每一行，读出寄存器必须水平移位以读出每个像素。这就是所谓的“逐级扫描”读出。全帧的一个缺点是由于光落在传感器上引起的电荷涂抹，同时积累的电荷信号正在传输到读出寄存器。为了避免这种情况，设备有时会在读取过程中使用机械快门来覆盖传感器。然而，机械百叶窗有寿命问题，而且速度相对较慢。然而，在光谱操作或使用脉冲光源时不需要百叶窗。全帧ccd通常是最敏感的ccd，可以在许多不同的照明情况下有效地工作。

Frame-transfer CCD

的frame-transfer CCD采用两部分传感器，其中一半并联阵列用作存储区域，并通过防光掩模保护光线。入射光子被允许落在阵列的未遮盖部分上，然后累积的电荷迅速转移(以毫秒为单位)到遮盖存储区域，以将电荷转移到串行输出寄存器。当信号被集成到传感器的光敏部分时，存储的电荷被读出。

帧传输设备通常比全帧设备具有更快的帧速率，并且具有高占空比的优势，即传感器始终在收集光。这种结构的一个缺点是电荷在从CCD的光敏区转移到蒙面区的过程中发生了涂抹，尽管它们明显优于全帧器件。帧传输CCD具有全帧设备的灵敏度，但通常更昂贵，因为需要更大的传感器尺寸来容纳帧存储区域。

Interline-transfer CCD

的interline-transfer CCD合并电荷传输通道称为联线掩模(见右图)。这些直接毗邻每个光电二极管，以便积累的电荷可以迅速转移到通道后，图像采集已经完成。非常快速的图像采集几乎消除了图像污迹。改变光电二极管的电压，使产生的电荷注入衬底，而不是转移到传输通道，可以通过电子方式关闭线间传输ccd。

联线器件的缺点是联线掩模有效地减小了传感器的光敏感面积。这可以通过使用微透镜阵列来增加光电二极管填充因子来部分补偿。补偿通常用于平行光照明，但对于一些需要广角照明的应用(小F/#数)，灵敏度显著降低。万博电脑网页版登录