CCD传感器的Smear(漏光-拖尾)效应

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强光照射时,CCD图像传感器摄取的图像中会出现光晕(blooming)和弥散(smear)现象,严重影响成像质量。

smear是CCD传感器在拍摄强烈点光源照射下的景物时出现光散射,形成条状光线影像的现象,一般称为漏光。这种称作漏光(Smear)的光散射现象由于CCD传感器物理结构上的缺陷导致,从CCD的读取方向,即画面的垂直方向上入射的强光会穿透图像保护层产生多余影像而形成的,特别是没有使用机械快门的摄像机在拍摄时会有严重漏光现象。

以FT型CCD为例,当电荷从感光区转移到存储区时(这个时间从几十us到数百us),感光区实际还在不停的感光,不停的产生电荷,他会污染已经存在的电荷,这种影响我们称为“smear效应”。如果要使这种影响最小,就必须让CCD的转移时间尽可能的短或者干脆在转移时用机械快门关断光路。如果转移时间一定,那么积分时间越短,这种影响越严重,为什么呢?积分时间越短,本身积累的电荷就越少,这样即使很少的污染电荷就会造称严重影响,反之,如果积分时间比较长,自身的电荷很多,那么同样数量的污染电荷的影响也就微不足道了。

另一方面,当强光照射在CCD传感器上,由于光斜射,工艺结构等原因,光生电荷可能被邻近的存储区所捕获。他导致一个随机的扩散过程,使电荷跑到了存储区(IT型最明显)。波长越长的光会进入传感器越深,这导致了更严重的smear效应。

新一代CMOS传感器已经从组成结构上消除了“Blooming”和“Smear”效应,使强光对相邻像元的干扰降到很小。
下图是实际拍摄的一副图象的smear影响:

Smear效应

Smear效应


Smear效应对比

Smear效应对比

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