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什么叫CCD
2011-09-29 20:31:49 来源:互联网 作者: 【 】 浏览:4004次 评论:0
CCD
  CCD摄像器件进入广播电视领域后,发展迅速,每年都有改进,新的CCD摄像机不断问世。CCD的缺点不断克服,性能不断提高,水平分解力可达800到900电视线以上,信噪比达60dB以上,重合精度达到小于0.05%,几何失真达到测不出的程度, CCD垂直拖尾、固定图形杂波和网纹干扰等缺点也正在克服。第一代FT(帧转移)式CCD是FT-4,每行600有效像素;第一代IT(行间转移)式CCD每行500个有效像素。1986年第一代CCD应用于专业摄像机,灵敏度低、在标准条件下光圈F4、网纹干扰明显且垂直拖尾色偏红较严重。第二代FT CCD是FT-5,每行有效像素784个;第二代IT式CCD是空穴积累二极管传感器CCD,每行有效像素786个。1989年第二代CCD应用于CCD摄像机,其灵敏度为F5.6,水平分解力达700电视线。第二代CCD有了空穴积累层,使暗电流减小到原来的1/10,减小了像素面积,提高了像素密度,并减轻了垂直拖尾,使拖尾不再发红。第三代CCD 1991年应用于CCD摄像机,其特点是提高了灵敏度,比第二代CCD摄像机减小了一档光圈,IT式CCD的第三代称为高精度空穴积累二极管CCD(Hyper HAD CCD),用它可使摄像机的光圈减小到F8.0。第三代CCD的结构与第二代CCD基本相同,不同的是在它表面上增加了一层微透镜,称为片上透镜,在传感器上为凸透镜,在垂直转移寄存器上为凹透镜,这样可使较多的入射光聚集到传感器上,从而提高了灵敏度,也减少了漏进垂直转移寄存器上的光,进而减轻了垂直拖尾。用这种CCD摄像机拍摄时,光圈不用太大,景深可大些,低照度下图像杂波较小,信噪比提高,也有利于提高电子快门速度。但片上微透镜也有一些缺点:一是会使“空间像素偏置”效果降低,因而影响了静止图像的清晰度;二是在因照度低而加大光圈时,入射到微透镜上的远轴光线不能聚焦到感光面上,使灵敏度受影响,也会使垂直拖尾加重。第四代CCD,1992年第四代CCD摄像机投入使用,其特点是高分解力,其典型产品是Hyper HAD 100型FIT(帧行间转移)式CCD,有效像素为980×582=570360个,高达62万像素,高清晰度电视(HDTV)摄像机所用的CCD像素达200万。近年来又出现了Power HAD CCD。过去的Hyper HAD CCD安装的片上透镜大大改善了摄像机的性能,Power HAD CCD技术是在此基础上应用了最新的电路处理技术,其传感器进一步减小了垂直拖尾,扩展了画面创作的自由度,灵敏度也相应提高,在光线较暗的环境下,良好的信噪比使我们仍然可以获得出色的画面。
  在3CCD系统中,CCD的尺寸是决定成像质量最重要的因素。我们常说的2/3英寸、1/2英寸或1/3英寸是指CCD表面对角线的长度。CCD面积越大,水平清晰度和灵敏度就越高。目前出现的1/6英寸机型,虽然在正常光线条件下大致看不到差别,但是光线比较暗的情况,差别比较明显,画面的色彩,清晰度都可以看出不同。
  像素数也是衡量CCD的重要指标。理论上CCD面积越大,像素数就会越多,但是目前在1/3英寸以下尺寸的CCD中,因为采用了一些新的技术,比如四重密度像素分布技术,将像素数提高到一个惊人的水平,但是这只对拍摄数码照片有用,而对视频画面并没有改进。
  另外还有一个总像素数和有效像素之间的关系问题。对于2/3英寸、1/2英寸系统来说,这两个数字只有几十个像素的差别,而对于1/3英寸及以下尺寸的CCD可能相差30%。其实,这些多出的像素可能只对拍摄数码照片有用,或者是只对数码图像稳定器才起作用。而对于视频创作来说,我们只关注有效像素数就够了。
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Tags:什么 CCD 责任编辑:瞬间视觉
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