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1、charge coupled device （ccd） 电荷耦合器件。ccd是一种半导体装置，能够把光学影像转化为数字信号。 ccd上植入的微小光敏物质称作像素（pixel）。一块ccd上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。ccd的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。ccd在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵ccd，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性ccd，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。ccd它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过
2、压缩以后由相机内部的闪速存储器 内置 存， 而 以 而 把数 机，于 机的 ， 和 像来 图像。ccd由 多感光 成，通以像素为 。ccd面currency1光线“，个感光 fi电荷fl 在件上，有的感光 的信号在一 ，就成一完的画面。 ”，是charge coupled device 即电荷耦合器件的缩 ，它是一种 半导体器件，上面有多一样的感光件，个感光件一个像素。”在摄像机是一个其 的部件，它 currency1fi光线转换成电信号的作用，于 的， 其性能的fi影 currency1摄像机的性能。”的 多，有像素数 ，ccd ， 敏度，信 ，其中像素数以 ” 是 的 。像素数是 ”上感光
3、件的数 。摄像机 摄的画面 以 为由多个小的点成，个点就是一个像素。 ，像素数越多，画面就越 ， ” 有 够的像素的， 摄来的画面的度就影 ， ， 上”的像素数 应 越多越。但”像素数的 使制 成 以成 率 ，而 在 电 ，像素数 currency1一数 后， 摄画面 度的提高 变 不 ， ，一 一 右的像素数一 的使用已经 够。”摄像机是 摄像机只有一片” 用其进亮度信号以 彩色信号的光电转换，其中色度信号是用”上的一些定的彩色遮罩装置 结合后面的电路完成的。由于一片”同完成亮度信号和色度信号的转换， 难免两全，使 摄来的图像在彩色还原上达不currency1专业水平的 求。为 决这个问题，
4、便 ”摄像机。”，顾名思义，就是一台摄像机使用片”。我们知道，光线 通过一种 的棱镜后，被分为红，绿，蓝三种颜色，而这三种颜色就是我们电 使用的三基色，通过这三基色，就 以包括亮度信号在内的有电 信号。 分别用一片”一种颜色 转换为电信号，后经过电路 后图像信号，这样，就成一个”系统。和 ”相 ，由于”分别用个”转换红，绿，蓝信号， 摄来的图像从彩色还原上 ”来的自，亮度以 度也 ”。但由于使用三片”，”摄像机的价格 ”贵多。数码相机规格中的ccd一栏经 着“1/2.7 ccd” 。这的“1/2.7 ”就是ccd的 ，实际上就是ccd角线的长度。有的数码相机一 采用1/2.7 、1/2.5 和
5、1/1.8 的ccd。ccd是光件(像素)的集合体，收透过镜头的光 fi其转换为电信号。在像素数一样的情况，ccd 越 像素就越。这样， 像素 以收集更多的光线， ， 上 以说有利于提高画质。但是，数码相机画质的不仅是由ccd决定的。镜头以 通过ccd 的电信号形成图像的电路的性能 也能够影 currency1相机的画质。谓的“ ccd高画质”是不正确的。例 ，虽1/2.7 1/1.8小，但配备1/2.7 ccd的数码相机 有currency1画质不的批评。在，袖珍数码相机日趋小巧 便，于设 上的考虑，其中多采用1/2.7 的小型ccd。顺便说一句，1/2.7 的“型”有也 作“inch”，不
6、过，在这不是普通的“1 25.4mm”。由于结合ccd亮相前摄像机上使用的摄像管和 示方式， ，习惯上采用 较 的 。1/2.7 为6.6mm，1/1.8 约为9mm。 ccd摄像机的选择和分ccd结 工作原 来源于中国仪器超市（）的资料：ccd结包含感光二管、 信号寄存器、 信号寄存器、信号放器、数摸转换器 项目，fi分别叙述；1. 感光二管（photodiode）2. 信号寄存器（shift register）：用于暂储存感光后的电荷。3. 信号寄存器（transfer register）：用于暂储存 积存器的模拟信号 fi电荷转 放。4. 信号放器：用于放微 电信号。5. 数摸转换器：f
7、i放的电信号转换成数字信号。ccd的工作原 由微型镜头、分色 色片、感光 三 ，fi分别叙述 ；1. 微型镜头微型镜头为ccd的 一 ，我们知道，数码相机成像的 是在于其感光 ，为 ccd的采光率，一像素的光面积。但是提高采光率的 也 使画质 。这一 “微型镜头”就 于在感光前面上一 镜。 感光面积不 为 感器的 面积而决定，而 由微型镜片的面积来决定。2. 分色 色片分色 色片为ccd的 二 ，目前有两种分色方式，一是rgb原色分色 ， 一个 是cmyk 色分色这两种方 有 点。 ，我们 一两种分色 的 ，rgb即三原色分色 ， 有 镜 以 别的颜色， 以通过红、绿和蓝来成，而rgb三个字
8、分别就是red, green和blue，这说rgb分色 是通过这三个通道的颜色 而成。说cmyk，这是由个通道的颜色配合而成，们分别是（c）、红(m)、(y)、(k)。在currency1业中，cmyk更为“用，但其 来的颜色不 rgb的多。原色ccd的 在于画质利，色彩实，但 点 是 fi问题。 ，fl 以 ，一 采用原色ccd的数码相机，在iso感光度上多半不超过400。相的， 色ccd多一个y色 色器，在色彩的分辨上 较，但 部分影像的分辨率，而在iso上， 色ccd 以 较高的感光度，一 设定在800以上3. 感光 感光 为ccd的 三 ，这 是”fi过 色 的光源转换成电信号， fi
9、信号 currency1影像 芯片，fi影像还原。ccd芯片就像 的 ，是摄像头的。目前我国能制 ，市上部分摄像头采用的是日 sony、sharp、lg 的芯片， 在国也有能，但质 就 一。 为芯片不同 ， fl 不同 原 ， 成ccd采集 也不相同。在 ， 以采取 方 ：通电源， 电 currency1 器， 镜头光 ， 图像全是 有亮点， 上 不，这些是 ccd芯片 的方 ，而 不 其它专用仪器。后 以 光 ， 一个 物， 是彩色摄像头，摄取一个色彩 的物体， 器上的图像是 色， ，色彩 度是 平 。的ccd 以的还原 物的色彩，使物体 来 自；而 的图像就有色 ，即使面一 ，图像也 示蓝
10、色 红色。个别ccd由于 的 ，ccd面上有质，在一 情况，质不影 图像，但在 光 微摄像，小的 也 成不的后 ， 用于 工作，一定 选。 1、 成像色彩 分 彩色摄像机：“用于 物部辨别， 辨别 着 物的颜色。 摄像机：“用于光线不充 区 夜 安装 设备的 区，在仅 物的 置 动， 选用 摄像机。 2、 分辨率 敏度 分 影像像素在38以的为一 型，其中尤以25像素（512*492）、分辨率为400线的 普遍。 影像像素在38以上的高分辨率型。 3、按ccd面小 分 ccd芯片已经 发多种 ： 目前采用的芯片多数为1/3”和1/4”。在 摄像头，别是摄像角度有 较严格 求的候，ccd面的小，
11、ccd与镜头的配合情况fi影 角的小和图像的 度。1 面 为宽12.7mm*高9.6mm，角线16mm。 2/3 面 为宽8.8mm*高6.6mm，角线11mm。 1/2 面 为宽6.4mm*高4.8mm，角线8mm。 1/3 面 为宽4.8mm*高3.6mm，角线6mm。 1/4 面 为宽3.2mm*高2.4mm，角线4mm。 4、按扫描制式 分 pal制、ntsc制。 中国采用隔扫描（pal）制式（ 为ccir）， 为625，50，只有医疗 其它专业领域才用currency1一些非 制式。 外，日 为ntsc制式，525，60（ 为eia）。 5、 供电电源 分 110vac（ntsc制式
12、多属 ）；220vac24vac12vdc9vdc（微型摄像机多属 ）。 6、按同步方式 分 内同步：用摄像机内同步信号发电路的同步信号来完成操作。 外同步：使用一个外同步信号发器，fi同步信号 入摄像机的外同步 入端。 功率同步（线性锁定，line lock）：用摄像机ac电源完成垂推动同步。 外vd同步：fi摄像机信号电 上的vd同步脉冲 入完成外vd同步。 多台摄像机外同步：多台摄像机固定外同步，使一台摄像机 以在同样的条件作业， 摄像机同步，这样即使其中一台摄像机转换currency1其 物，同步摄像机的画面亦不失。 7、按度 分，ccd又分为： 普通型 正工作 度13lux 月光型
13、正工作 度0.1lux 右 星光型 正工作 度0.01lux以 红外型 采用红外灯 ，在 有光线的情况也 以成像 ccd彩色摄像机的 技术 ccd ，亦即摄像机面。原多为1/2 ， 在1/3 的已普 化，1/4 和1/5 也已商 化。ccd像素，是ccd的 性能 ，它决定 示图像的 程度，分辨率越高，图像的 越。ccd是由面阵感光素成，一个素称为像素，像素越多，图像越 。 在市上多以25和38像素为 界，38像素以上者为高 度摄像机。 水平分辨率。彩色摄像机的典型分辨率是在320currency1500电 线之 ， 有330线、380线、420线、460线、500线 不同档。分辨率是用电 线（
14、 称线tv lines）来示的，彩色摄像头的分辨率在330500线之 。分辨率与ccd和镜头有 ，还与摄像头电路通道的 带宽度相 ，通规律是1mhz的 带宽度相于 度为80线。 带越宽，图像越 ，线数相越。小度，也称为 敏度。是ccd环境光线的敏感程度， 者说是ccd正成像 的暗光线。度的 是勒克斯（lux），数越小，示 的光线越少，摄像头也越 敏。月光和星光 高 感度摄像机 工作在暗条件，23lux属一 度， 在也有低于1lux的普通摄像机问世。 扫描制式。有pal制和ntsc制之分。 摄像机电源。交流有220v、110v、24v，流为12v 9v。 信 。典型为46db，若为50db， 图像有少 fi，但图像质 ；若为60db， 图像质 ，不 fi。 。多为1vp-p、75，均采用bnc头。 镜头安装方式。有c和cs方式，二者 不同之 在于感光距离不同。 ccd彩色摄像机的 功能同步方式的选择 a、 台摄像机而言， 的同步方式有列三种： 内同步利用
