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时间:2019-08-26
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1、摄像头传感器概述:摄像头主要构件有镜头、图像传感器、预中放、AGC、A/D、同步信号发生器、CCD驱动器、图像信号形成电路、D/A转换电路和电源的电路构成。其中,图像传感器作为摄像头的核心部件,又分为CCD传感器和CMOS传感器。在当今各个科学领域,摄像头传感器得到越来越广泛的应用,其重要性不言而喻。一、发展历史CCD发展历史:1969年,由美国的贝尔研究室所开发出来的。同年,日本的SONY公司也开始研究CCD。1973年1月,SONY中研所发表第一个以96个图素并以线性感知的二次元影像传感器〝8H*8V(64图素)FT方式三相CCD〞。1974年6月,彩色影
2、像用的FT方式32H*64VCCD研究成功了。1976年8月,完成实验室第一支摄影机的开发。1980年,SONY发表全世界第一个商品化的CCD摄影机(编号XC-1)。1981年,发表了28万个图素的CCD(电子式稳定摄影机MABIKA)。1983年,19万个图素的IT方式CCD量产成功。1984年,发表了低污点高分辨率的CCD。1987年,1/2inch25万图素的CCD,在市面上销售。同年,发表2/3inch38万图素的CCD,且在市面上销售。1990年7月,诞生了全世界第一台V8。CMOS发展历史:1989年,CMOS图像传感开始研制出来。1990年,CM
3、OS专用的DSP研发成功2002年,CMOS的C3D二、摄像头工作原理摄像头主要有镜头、CCD图像传感器、预中放、AGC、A/D、同步信号发生器、CCD驱动器、图像信号形成电路、D/A转换电路和电源的电路构成。摄像头的主要图像传感部件是CCD(ChargeCoupledDevice),即电荷耦合器件,它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点,CCD是电耦合器件(ChargeCoupleDevice)的简称,它能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移,也可将储存之电荷取出使电压发生变化,因此是理想的摄像元件,是代替摄像管传感器的新型器件
4、。摄像头的工作原理是:被摄物体反射光线,传播到镜头,经镜头聚焦到CCD芯片上,CCD根据光的强弱积聚相应的电荷,经周期性放电,产生表示一幅幅画面的电信号,经过预中放电路放大、AGC自动增益控制,于由图像处理芯片处理的是数字信号,所以经模数转换到图像数字信号处理IC(DSP)。同步信号发生器主要产生同步时钟信号(由晶体振荡电路来完成),即产生垂直和水平的扫描驱动信号,到图像处理IC。然后,经数模转换电路通过输出端子输出一个标准的复合视频信号。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD机、家用摄像机的视频输出是一样的。图像传感器(SENSOR):是一种半导体芯片,其
5、表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时,就会产生电荷。目前市场上主流摄像头使用的感光元件主要是CCD和CMOS两种。它们的作用相当于传统相机中的底片。CCD的分辨率高,色彩还原逼真,已经成为百万像素级的数码摄影器材里的主角,但是其价格昂贵;与CCD相比,CMOS具有节能及成本低等特点。而且在百万像素内CMOS的感光效果完全可以和CCD媲美,因而摄像头几乎全都采用CMOS作为感光元件。CCD可分为线阵CCD、三线CCD、面阵CCD和交织传输CCD。摄像头采用是面阵CCD图像传感器。CCD芯片就像人的视网膜,是摄像头的核心。因为芯片生产时产生
6、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
7、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。三、摄像头核心部件1、镜头(LENS)透镜结构,由几片透镜组成,有塑胶透镜(Plastic)或玻璃透镜(Glass)。 镜头是由透镜组成,摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%~9%的光损失,而塑料镜片的光损失高达11%~20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术,有效减少了光的折射并过滤杂波,提高了通光率,从而获得更清晰影像。 现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头。另外,镜头还有一个重要的参
8、数那就是光圈,通过调整光圈可以控制通过
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