CCD攝像機分類及其發(fā)展趨勢

1、CCD攝攝像機分分類及其其發(fā)展趨趨勢文：深圳圳市瑞盾盾電子有有限公司司 追夢夢1、攝像像機的發(fā)發(fā)展速度度很快，從攝像像管到CCCD元元件，以以其構(gòu)成成的CCCD攝像像機具有有體積小小、重量量輕、不不受磁場場影響、具有抗抗震動和和撞擊等等特點，同時清清晰度、照度、可靠性性等指標標大大提提高而被被廣泛應(yīng)應(yīng)用。CCCD是是ChaargeeCouupleedDevvicee（電荷荷耦合器器件）的的縮寫，它是一一種半導導體成像像器件，因而具具有靈敏敏度高、抗強光光、畸變變小、體體積小、壽命長長、抗震震動等優(yōu)優(yōu)點。 被攝攝物體的的圖像經(jīng)經(jīng)過鏡頭頭聚焦至至CCDD芯片上上，CCCD根據(jù)據(jù)光的強強弱積累累相應(yīng)

2、比比例的電電荷，各各個像素素積累的的電荷在在視頻時時序的控控制下，逐點外外移，經(jīng)經(jīng)濾波、放大處處理后，形成視視頻信號號輸出。視頻信信號連接接到監(jiān)視視器或電電視機的的視頻輸輸入端便便可以看看到與原原始圖像像相同的的視頻圖圖像。 一、CCCD攝攝像機的的分類 一按照照成像色色彩劃分分 CCCD攝攝像機按按成像色色彩劃分分為彩色色攝像機機和黑白白攝像機機兩種。除色度度處理方方面不同同外，其其它原理理基本一一致。主主要有光光學系統(tǒng)統(tǒng)、光電電轉(zhuǎn)換系系統(tǒng)、信信號處理理系統(tǒng)組組成。其其中光電電轉(zhuǎn)換系系統(tǒng)是攝攝像機的的核心。 自自然圖像像通過光光學鏡頭頭成像于于攝像機機的光靶靶面上，彩色攝攝像機的的光學系系統(tǒng)

3、中使使用相干干分色棱棱鏡或特特殊條狀狀濾色鏡鏡將光信信號分成成紅、綠綠、藍三三色光信信號，光光電轉(zhuǎn)換換系統(tǒng)通通過攝像像管或CCCD元元件利用用電視掃掃描方法法把光圖圖像信號號轉(zhuǎn)換成成隨時間間變化的的視頻電電信號，再經(jīng)放放大、處處理、編編碼而成成為全電電視信號號。 二二按照分分辨率劃劃分 按照分分辨率劃劃分為225萬像像素左右右，對應(yīng)應(yīng)彩色3330線線/黑白白4000線的低低檔型；25萬萬至388萬像素素之間，對應(yīng)彩彩色4220線/黑白5500線線的中檔檔型；338萬像像素以上上，對應(yīng)應(yīng)彩色大大于或等等于4660線黑黑白5770線以以上的高高檔型。 三按按照攝像像機靈敏敏度劃分分 按按照靈敏敏度

4、可分分為最低低照度11至3llux的的普通型型；0.1luux左右右的月光光型；00.011luxx以下的的星光型型以及原原則上可可以為00Luxx，采用用紅外光光源成像像的紅外外照明型型。 四四按照CCCD靶靶面尺寸寸劃分 攝像像機攝像像器件（CCDD）的尺尺寸分為為1英寸寸、1/2英寸寸、1/3英寸寸、1/4英寸寸等。其其中以11/3英英寸和11/2英英寸最為為常見。 CCCD尺寸寸水平（mm）垂直（mm）對角線線（mmm） 11英寸112.779.6166 2/3英寸寸88.86.6611 1/22英寸6.444.88 1/3英寸寸44.83.666 1/44英寸3.622.44 1/5

5、5英寸的的CCDD攝像機機正待開開發(fā)之中中，將來來也會在在市場上上占有一一定比例例。 一般來來說，大大的CCCD芯片片，其相相應(yīng)的象象素面積積也較大大，接收收所攝光光的面積積增大，必然使使象素輸輸出電荷荷增多，靈敏度度上升，在弱光光條件下下具有較較好的拍拍攝能力力，容易易使攝像像機整體體質(zhì)量提提高，圖圖像細部部明顯細細膩自然然。而光光學系統(tǒng)統(tǒng)聚焦影影像時的的焦平面面越小，則成像像過程中中丟失的的細節(jié)就就越多，得到的的影像放放大后細細部過渡渡就可能能有突變變的現(xiàn)象象，顯得得不自然然。另外外小尺寸寸CCDD擁有更更多的象象素和更更高的分分辨率也也會導致致單個像像素的感感光面積積縮小，有曝光光不足的

6、的可能。單個像像素的面面積越小小，其感感光性能能越低，信噪比比越低，動態(tài)范范圍越窄窄。每個個象素上上的信息息趨于與與在它附附近的象象素的信信息混合合（在電電子學上上這個概概念叫做做色度亮亮度干擾擾）。 二、CCCD傳傳感器的的技術(shù)發(fā)發(fā)展趨勢勢 CCCD是是攝像機機的核心心器件，因此其其性能高高低將直直接影響響攝像機機的品質(zhì)質(zhì)，并且且CCDD的發(fā)展展是攝像像機更新新?lián)Q代的的基礎(chǔ)。 CCCD傳傳感器有有兩種，第一種種是特殊殊CCDD傳感器器，如紅紅外CCCD芯片片（紅外外焦平面面陣列器器件）、高靈敏敏度背照照式和電電子轟擊擊式CCCD、EEBCCCD等，另外還還有大靶靶面如22048820448、

7、44096640996可見見光CCCD傳感感器、寬寬光譜范范圍（紫紫外光可見光光近紅外外光3-55m中紅紅外光8-114umm遠紅外外光）焦焦平面陣陣列傳感感器等。目前已已有商業(yè)業(yè)化產(chǎn)品品，并廣廣泛應(yīng)用用于各個個領(lǐng)域。第二種種是通用用型或消消費型CCCD傳傳感器，在許多多方面都都有較大大地進展展，總的的方向是是提高CCCD攝攝像機的的綜合性性能。 一CCCD傳感感器的像像面尺寸寸向集成成化、輕輕量化方方向的發(fā)發(fā)展。 由于于制造CCCD傳傳感器的的硅片和和加工成成本都很很高，所所以很希希望一片片6.55英寸的的硅片上上光刻出出更多的的CCDD傳感器器芯片；由于光光刻機的的進步，所以在在仍保持持具

8、有很很高靈敏敏度的特特性下，CCDD傳感器器的尺寸寸向1/2英寸寸、1/3英寸寸、1/4英寸寸、1/5英寸寸的方向向發(fā)展。在19993年年，1/2英寸寸的CCCD傳感感器占總總產(chǎn)量的的5%;1/44英寸的的CCDD傳感器器占總產(chǎn)產(chǎn)量的110%；1/33英寸的的CCDD傳感器器占總產(chǎn)產(chǎn)量的885%。在19997年年，在總總產(chǎn)量比比19993年增增加2000%以以上的情情況下，1/22英寸的的CCDD傳感器器仍有很很大發(fā)展展，已占占總產(chǎn)量量的155%（11/2英英寸由于于靶面較較大仍有有許多場場合需要要，尤其其在科研研領(lǐng)域中中）；11/4英英寸的CCCD傳傳感占總總產(chǎn)量的的60%。也就就是說，1/

9、22英寸較較大靶面面尺寸CCCD傳傳感器仍仍有很大大增長。1/44英寸的的CCDD傳感器器的產(chǎn)量量比1/3英寸寸的CCCD傳感感器來說說，占總總產(chǎn)量的的比例在在減少。 二CCCD傳傳感器向向高素數(shù)數(shù)、多制制式發(fā)展展 各各種CCCD傳感感器的像像面尺寸寸在減少少，但其其像素數(shù)數(shù)在增加加，已由由早期的的5122（H）5966（V）向7995（HH）5966（V）發(fā)展，甚至出出現(xiàn)超過過百萬像像素的CCCD傳傳感器。為提高高水平方方向和垂垂直方向向的分辨辨能力，已從通通常的隔隔行掃描描向逐行行掃描格格式發(fā)展展。 三三降低CCCD傳傳感器的的工作電電壓、減減少功耗耗 在在初期研研制的CCCD攝攝像機有有

10、+244V、+22VV、+117V和和+5VV等，目目前通用用的為+12VV。為配配合PCC攝像機機和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)圖像傳傳輸?shù)膽?yīng)應(yīng)用，逐逐步以+12VV和+55V兩種種工作電電壓為主主。 四四提高CCCD攝攝像機的的制造效效率 為了降降低CCCD攝像像機的制制造成本本，實現(xiàn)現(xiàn)高速自自動化生生產(chǎn)，制制造廠家家追求緊緊密性結(jié)結(jié)構(gòu)，致致力于CCCD攝攝像機的的小型化化，即由由DippOnBoaard（DOBB）過錫錫板工藝藝改進為為ChiipOnBoaard（COBB）板上上連接IIC芯片片的貼片片方式。到目前前為止，已實現(xiàn)現(xiàn)多層板板的MuultiiChiipModdulee（MCCM）多多芯片集集成模組組化制造造技術(shù)。 五CCCD攝攝像機的的數(shù)字化化 在在制造CCCD攝攝像機時時，從以以往的AAnallog模模擬系統(tǒng)統(tǒng)逐步實實現(xiàn)DSSP數(shù)字字化處理理，可以以借助電電子計算算機和專專門軟件件系統(tǒng)實實現(xiàn)對CCCD