大规模的器件，均匀性问题越是突出，这往往是成品率下降的重要原因。
定义光敏元响应的均方根偏差对平均响应的比值为CCD的不均匀度?：
1??Vo1Vo?N1NNn?1?(Vn?1onNon?Vo)2
式中Von为第n 个光敏元原始响应的等效电压,Vo为平均原始响应等效电压；N为线列CCD的总位数。
由于转移损失的存在，CCD的输出信号Vn与它所对应的光敏元的原始响应Von并不相等。根据总损失公式，在测得Vn后，可求出Von：
Von?Vn?V?np 式中P是CCD的相数
3. 暗电流
CCD成像器件在既无光注入又无电注入情况下的输出信号称暗信号，即暗电流。
暗电流的根本起因在于耗尽区产生复合中心的热激发。
由于工艺过程不完善及材料不均匀等因素的影响，CCD中暗电流密度的分布是不均匀的。
暗电流的危害有两个方面：限制器件的低频限、引起固定图像噪声
4. 灵敏度（响应度）
它是指在一定光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流）。 5. 光谱响应
CCD的光谱响应是指等能量相对光谱响应，最大响应值归一化为100%所对应的波长，称峰值波长?max，通常将10%（或更低）的响应点所对应的波长称截止波长。有长波端的截止波长与短波端的截止波长，两截止波长之间所包括的波长范围称光谱响应范围。 6. 噪声
CCD的噪声可归纳为三类：散粒噪声、转移噪声和热噪声。 7. 分辨率
分辨率是摄像器件最重要的参数之一，它是指摄像器件对物像中明暗细节的分辨能力。测试时用专门的测试卡。目前国际上一般用ＭＴＦ（调制传递函数）来表示分辨率。 8. 动态范围与线性度
光敏元满阱信号动态范围＝等效噪声信号
线性度是指在动态范围内，输出信号与曝光量的关系是否成直线关系。
三、CMOS摄像器件
采用CMOS技术可以将光电摄像器件阵列、驱动和控制电路、信号处理电路、模／数转换器、全数字接口电路等完全集成在一起，可以实现单芯片成像系统。 1. CMOS像素结构
无源像素型（PPS）、有源像素型(APS) （1） 无源像素结构
无源像素单元具有结构简单、像素填充率高及量子效率比较高的优点。但是，由于传输线电容较大，CMOS无源像素传感器的读出噪声较高，而且随着像素数目增加，读出速率加快，读出噪声变得更大。 （2）有源像素结构
光电二极管型有源像素（PP－APS）——大多数中低性能的应用
光栅型有源像素结构（PG－APS）——成像质量较高
CMOS有源像素传感器的功耗比较小。但与无源像素结构相比，有源像素结构的填充系数小，其设计填充系数典型值为20%-30%。在CMOS上制作微透镜阵列，可以等效提高填充系数。 2. CMOS摄像器件的总体结构
工作过程：首先，外界光照射像素阵列，产生信号电荷，行选通逻辑单元根据需要，选通相应的行像素单元，行像素内的信号电荷通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理器(ASP)及A/D变换器，转换成相应的数字图像信号输出。行选通单元可以对像素阵列逐行扫描，也可以隔行扫描。隔行扫描可以提高图像的场频，但会降低图像的清晰度。行选通逻辑单元和列选通逻辑单元配合，可以实现图像的窗口提取功能，读出感兴趣窗口内像元的图像信息。
3. CMOS与CCD器件的比较
CCD摄像器件——有光照灵敏度高、噪声低、像素面积小等优点。 但CCD光敏单元阵列难与驱动电路及信号处理电路单片集成，不易处理一些模拟和数字功能；CCD阵列驱动脉冲复杂，需要使用相对高的工作电压，不能与深亚微米超大规模集成 （VLSI）技术兼容，制造成本比较高。
CMOS摄像器件——集成能力强、体积小、工作电压单一、功耗低、
动态范围宽、抗辐射和制造成本低等优点。目前CMOS单元像素的面积已与CCD相当，CMOS已可以达到较高的分辨率。如果能进一步提高CMOS
器件的信噪比和灵敏度，那么CMOS器件有可能在中低档摄像机、数码相机等产品中取代CCD器件。
§2 光电成像原理
一、光电成像系统的基本结构 1. 光机扫描方式
串联扫描 并联扫描 串并联混合扫描
2. 电子束扫描方式 3. 固体自扫描方式
上述的分类方法不是绝对的，有的光电成像系统是不同扫描方式的结合。
从目前情况看，光机扫描及固体自扫描方式的光电成像系统占主导地位。
二、光电成像系统的基本技术参数 1. 光学系统的通光口径D和焦距f/ 2. 瞬时视场角α、β 3. 观察视场角WH、WV 4. 帧时
5. 扫描效率η
??TfovTf
Tf和帧速F?
6. 滞留时间?d
对光机扫描系统而言，物空间一点扫过单元探测器所经历的时间称为滞留时间?d，探测器在观察视场中对应的分辨单元数为：
由?d的定义，有:
?d?Tf?n?n?WHWV?????WHWVF
?光电成像系统的综合性能参数是在以上各基本技术参数的基础上作进一步的综合分析得出的。
§3 红外成像光学系统
红外成像光学系统应满足以下几方面的基本要求：物像共轭位置、成像放大率、一定的成像范围，以及在像平面上有一定的光能量和反映物体细节的能力（即分辨率）。 一、理想光学系统模型
y/fx/??????///yxf 牛顿公式：xx?ff，
/111l??/??/llfl 高斯公式：，
二、光学系统中的光阑
1. 孔径光阑 2. 视场光阑 3. 渐晕光阑 4. 消杂光光阑
三、红外成像光学系统的主要参数 1. 焦距f′
决定光学系统的轴向尺寸，f′越大，所成的像越大，光学系统一般也越大。
2. 相对孔径D/f′
相对孔径定义为光学系统的入瞳直径D与焦距f′之比，相对孔径的倒数叫F。
相对孔径决定红外成像光学系统的衍射分辨率及像面上的辐照度。
衍射分辨率:
3.83f/??????1.22?DD/f/
f/F数?D数，
像面中心处的辐照度计算公式为：