CCD攝像機(jī)分類及其發(fā)展趨勢

1、CCD 攝像機(jī)分類及其發(fā)展趨勢文：深圳市瑞盾電子有限公司 追夢(mèng)1、攝像機(jī)的進(jìn)展速度專門快，從攝像管到 CCD 元件，以其構(gòu)成的 CC D 攝像機(jī)具有體積小、重量輕、不受磁場阻礙、具有抗震動(dòng)和撞擊等特點(diǎn)， 同時(shí)清晰度、照度、可靠性等指標(biāo)大大提升而被廣泛應(yīng)用。 CCD 是 Charge C oupled Device （電荷耦合器件）的縮寫，它是一種半導(dǎo)體成像器件，因而 具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。被攝物體的圖像通過鏡頭聚焦至 CCD 芯片上， CCD 按照光的強(qiáng)弱 積存相應(yīng)比例的電荷，各個(gè)像素積存的電荷在視頻時(shí)序的操縱下，逐點(diǎn)外 移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信

2、號(hào)輸出。視頻信號(hào)連接到監(jiān)視器或 電視機(jī)的視頻輸入端便能夠看到與原始圖像相同的視頻圖像。一、CCD攝像機(jī)的分類一按照成像色彩劃分CCD 攝像機(jī)按成像色彩劃分為彩色攝像機(jī)和黑白攝像機(jī)兩種。除 色度處理方面不同外，其它原理差不多一致。要緊有光學(xué)系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)組成。其中光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是攝像機(jī)的核心。自然圖像通過光學(xué)鏡頭成像于攝像機(jī)的光靶面上，彩色攝像機(jī)的 光學(xué)系統(tǒng)中使用相干分色棱鏡或?qū)ｉT條狀濾色鏡將光信號(hào)分成紅、綠、藍(lán) 三色光信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過攝像管或 CCD元件利用電視掃描方法把光 圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成隨時(shí)刻變化的視頻電信號(hào)，再經(jīng)放大、處理、編碼而成為 全電視信號(hào)。二按照辨論率劃分按

3、照辨論率劃分為 25 萬像素左右，對(duì)應(yīng)彩色 330線/黑白 400線的 低檔型； 25萬至 38萬像素之間，對(duì)應(yīng)彩色 420線/黑白 500線的中檔型； 3 8 萬像素以上，對(duì)應(yīng)彩色大于或等于 460線黑白 570 線以上的高檔型。 三按照攝像機(jī)警敏度劃分按照靈敏度可分為最低照度1至3lux的一般型；O.llux左右的月 光型；O.OIlux以下的星光型以及原則上能夠?yàn)?OLux，采納紅外光源成像的 紅外照明型。四按照 CCD 靶面尺寸劃分?jǐn)z像機(jī)攝像器件（CCD）的尺寸分為1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4 英寸等。其中以1/3 英寸和 1/2 英寸最為常見。CCD 尺寸水平（ mm） 垂

4、直（ mm）對(duì)角線（ mm）1 英寸12.79.6162/3 英寸8.86.6111/2 英寸6.44.881/3 英寸4.83.661/4 英寸3.62.441/5 英寸的 CCD 攝像機(jī)正待開發(fā)之中，今后也會(huì)在市場上占有一定比例。 一樣來講，大的 CCD 芯片，其相應(yīng)的象素面積也較大，接收所攝 光的面積增大，必定使象素輸出電荷增多，靈敏度上升，在弱光條件下具 有較好的拍照能力，容易使攝像機(jī)整體質(zhì)量提升，圖像細(xì)部明顯細(xì)膩?zhàn)匀弧?而光學(xué)系統(tǒng)聚焦影像時(shí)的焦平面越小，則成像過程中丟失的細(xì)節(jié)就越多， 得到的影像放大后細(xì)部過渡就可能有突變的現(xiàn)象，顯得不自然。另外小尺 寸 CCD 擁有更多的象素和更高的

5、辨論率也會(huì)導(dǎo)致單個(gè)像素的感光面積縮 小，有曝光不足的可能。單個(gè)像素的面積越小，其感光性能越低，信噪比 越低，動(dòng)態(tài)范疇越窄。每個(gè)象素上的信息趨于與在它鄰近的象素的信息混 合（在電子學(xué)上那個(gè)概念叫做色度亮度干擾） 。二、 CCD 傳感器的技術(shù)進(jìn)展趨勢CCD 是攝像機(jī)的核心器件，因此其性能高低將直截了當(dāng)阻礙攝像 機(jī)的品質(zhì)，同時(shí) CCD 的進(jìn)展是攝像機(jī)更新?lián)Q代的基礎(chǔ)。CCD 傳感器有兩種，第一種是專門 CCD 傳感器，如紅外 CCD 芯 片(紅外焦平面陣列器件) 、高靈敏度背照式和電子轟擊式 CCD、EBCCD 等，另外還有大靶面如2048X 2048、4096X 4096可見光CCD傳感器、寬 光譜

6、范疇(紫外光-可見光-近紅外光-3-5卩m中紅外光-8-14um遠(yuǎn)紅外 光)焦平面陣列傳感器等。目前已有商業(yè)化產(chǎn)品，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 第二種是通用型或消費(fèi)型 CCD 傳感器，在許多方面都有較大地進(jìn)展，總的 方向是提升 CCD 攝像機(jī)的綜合性能。一 CCD 傳感器的像面尺寸向集成化、輕量化方向的進(jìn)展。由于制造 CCD 傳感器的硅片和加工成本都專門高， 因此專門期望 一片 6.5 英寸的硅片上光刻出更多的 CCD 傳感器芯片；由于光刻機(jī)的進(jìn)步， 因此在仍保持具有專門高靈敏度的特性下， CCD 傳感器的尺寸向 1/2 英寸、 1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸的方向進(jìn)展。在1993年，1/2英

7、寸的CCD傳 感器占總產(chǎn)量的 5%;1/4 英寸的 CCD 傳感器占總產(chǎn)量的 10%；1/3 英寸的 C CD 傳感器占總產(chǎn)量的 85%。在 1997年，在總產(chǎn)量比 1993年增加 200%以 上的情形下，1/2英寸的CCD傳感器仍有專門大進(jìn)展，已占總產(chǎn)量的15%(1/2英寸由于靶面較大仍有許多場合需要，專門在科研領(lǐng)域中) ；1/4英寸 的CCD傳感占總產(chǎn)量的60%。也確實(shí)是講，1/2英寸較大靶面尺寸CCD傳 感器仍有專門大增長。1/4英寸的CCD傳感器的產(chǎn)量比1/3英寸的CCD傳 感器來講，占總產(chǎn)量的比例在減少。二 CCD 傳感器向高素?cái)?shù)、多制式進(jìn)展各種 CCD 傳感器的像面尺寸在減少，但其

8、像素?cái)?shù)在增加，已由早 期的512 (H) X 596 (V)向795 (H) X 596 (V)進(jìn)展，甚至顯現(xiàn)超過百 萬像素的 CCD 傳感器。為提升水平方向和垂直方向的辨論能力，已從通常 的隔行掃描向逐行掃描格式進(jìn)展。三降低 CCD 傳感器的工作電壓、減少功耗在初期研制的 CCD 攝像機(jī)有 +24V、 +22V、 +17V 和 +5V 等，目前 通用的為+12V。為配合PC攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸?shù)膽?yīng)用，逐步以+12V和+5V 兩種工作電壓為主。 四提升 CCD 攝像機(jī)的制造效率為了降低 CCD 攝像機(jī)的制造成本，實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化生產(chǎn)，制造廠 家追求緊密性結(jié)構(gòu)，致力于 CCD 攝像機(jī)的小型化，即由 Dip On Board(DOB)過錫板工藝改進(jìn)為 Chip On Board (COB)板上連接IC芯片的 貼片方式。到目前為止，已實(shí)現(xiàn)多層板的 Multi Chip Module(MCM ) 多芯片集成模組化制造技術(shù)。五 CCD 攝像機(jī)的數(shù)字化在制造 CCD 攝像機(jī)時(shí)，從以往的 Analog 模擬系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn) DSP 數(shù)字化處理，能夠借助電子運(yùn)算機(jī)和專門軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì) CC