CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。

CCD摄像机的选择和分类

CCD结构及工作原理来源于中国仪器超市）的资料：

　　CCD结构包含感光二极管、并行信号积存器、并行信号寄存器、信号放大器、数摸转换器等项目，将分别叙述如下；

　　1． 感光二极管（Photodiode）

　　2． 并行信号积存器（Shift Register）：用于暂时储存感光后产生的电荷。

　　3． 并行信号寄存器（Transfer Register）：用于暂时储存并行积存器的模拟信号并将电荷转移放大。

　　4． 信号放大器：用于放大微弱电信号。

　　5． 数摸转换器：将放大的电信号转换成数字信号。

　　CCD的工作原理由微型镜头、分色滤色片、感光层等三层，将分别叙述如下；

1. 微型镜头

　　微型镜头为CCD的第一层，我们知道，数码相机成像的关键是在于其感光层，为了扩展CCD的采光率，必须扩展单一像素的受光面积。但是提高采光率的办法也容易使画质下降。这一层“微型镜头”就等于在感光层前面加上一副眼镜。因此感光面积不再因为传感器的开口面积而决定，而改由微型镜片的表面积来决定。

2. 分色滤色片

分色滤色片为CCD的第二层，目前有两种分色方式，一是RGB原色分色法，另一个则是CMYK补色分色法这两种方法各有优缺点。首先，我们先了解一下两种分色法的概念，RGB即三原色分色法，几乎所有人类眼睛可以识别的颜色，都可以通过红、绿和蓝来组成，而RGB三个字母分别就是Red,Green和Blue，这说明RGB分色法是通过这三个通道的颜色调节而成。再说CMYK，这是由四个通道的颜色配合而成，他们分别是青（C）、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)。在印刷业中，CMYK更为适用，但其调节出来的颜色不及RGB的多。

　　原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题。因此，大家可以注意，一般采用原色CCD的数码相机，在ISO感光度上多半不会超过400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，在色彩的分辨上比较仔细，但却牺牲了部分影像的分辨率，而在ISO值上，补色CCD可以容忍较高的感光度，一般都可设定在800以上

3. 感光层

　　感光层为CCD的第三层，这层主要是负责将穿过滤色层的光源转换成电子信号，并将信号传送到影像处理芯片，将影像还原。

　　CCD芯片就像人的视网膜，是摄像头的核心。目前我国尚无能力制造，市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、富士等公司生产的芯片，现在韩国三星等也有能力生产，但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级，各厂家获得途径不同等原因，造成CCD采集效果也大不相同。在购买时，可以采取如下方法检测：接通电源，连接视频电缆到监视器，关闭镜头光圈，看图像全黑时是否有亮点，屏幕上雪花大不大，这些是检测CCD芯片最简单直接的方法，而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈，看一个静物，如果是彩色摄像头，最好摄取一个色彩鲜艳的物体，查看监视器上的图像是否偏色，扭曲，色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩，使物体看起来清晰自然；而残次品的图像就会有偏色现象，即使面对一张白纸，图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘，CCD靶面上会有杂质，在一般情况下，杂质不会影响图像，但在弱光或显微摄像时，细小的灰尘也会造成不良的后果，如果用于此类工作，一定要仔细挑选。

　　1．依成像色彩划分

彩色摄像机：适用于景物细部辨别，如辨别衣着或景物的颜色。

黑白摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用黑白摄像机。对于成像要求较高的科学研究，一般也会选择黑白相机，因为很多相机拍摄出来的图片比彩色照片更接近真实的物体（因为彩色图片都是经过滤光片处理过的图片，而黑白照片是由为处理的光线形成的照片）

　　2．依分辨率灵敏度等划分

　　影像像素在38万以下的为一般型，其中尤以25万像素（512*492）、分辨率为400线的产品最普遍。

　　影像像素在38万以上的高分辨率型。

　　3．按CCD靶面大小划分

　　CCD芯片已经开发出多种尺寸：

　　目前采用的芯片大多数为1/3”和1/4”。在购买摄像头时，特别是对摄像角度有比较严格要求的时候，CCD靶面的大小，CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。

　　1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm。

　　2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm。

　　1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm。

　　1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。

　　1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。

　　4．按扫描制式划分

　　PAL制、NTSC制。中国采用隔行扫描（PAL）制式（黑白为CCIR），标准为625行，50场，只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外，日本为NTSC制式，525行，60场（黑白为EIA）。

　　5．依供电电源划分

　　110VAC（NTSC制式多属此类）；

　　220VAC

　　24VAC

　　12VDC

　　9VDC（微型摄像机多属此类）。

　　6．按同步方式划分

　　内同步：用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。

　　外同步：使用一个外同步信号发生器，将同步信号送入摄像机的外同步输入端。

　　功率同步（线性锁定，line lock）：用摄像机AC电源完成垂直推动同步。

　　外VD同步：将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。

　　多台摄像机外同步：对多台摄像机固定外同步，使每一台摄像机可以在同样的条件下作业，因各摄像机同步，这样即使其中一台摄像机转换到其他景物，同步摄像机的画面亦不会失真。

　　7．按照度划分，CCD又分为：

　　普通型 正常工作所需照度1~3LUX

　　月光型 正常工作所需照度0.1LUX左右

　　星光型 正常工作所需照度0.01LUX以下

　　红外型 采用红外灯照明，在没有光线的情况下也可以成像