什么是 CCD ?單 CCD 和 3CCD 有何區別?

CCD是英文 Charge Coupled Device 即電荷耦合器件的縮寫,它是一種特殊半導體器件,上面有很多一樣的感光元件,每個感光元件叫一個像素。CCD在攝像機里是一個極其重要的部件,它起到將光線轉換成電信號的作用,類似于人的眼睛,因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。
衡量CCD好壞的指標很多,有像素數量,CCD尺寸,靈敏度,信噪比等,其中像素數以及CCD尺寸是重要的指標。像素數是指CCD上感光元件的數量。攝像機拍攝的畫面可以理解為由很多個小的點組成,每個點就是一個像素。顯然,像素數越多,畫面就會越清晰,如果CCD沒有足夠的像素的話,拍攝出來的畫面的清晰度就會大受影響,因此,理論上CCD的像素數量應該越多越好。但CCD像素數的增加會使制造成本以及成品率下降,而且在現行電視標準下,像素數增加到某一數量后,再增加對拍攝畫面清晰度的提高效果變得不明顯,因此,一般一百萬左右的像素數對一般的使用已經足夠了。
單CCD攝像機是指攝像機里只有一片CCD并用其進行亮度信號以及彩色信號的光電轉換,其中色度信號是用CCD上的一些特定的彩色遮罩裝置并結合后面的電路完成的。由于一片CCD同時完成亮度信號和色度信號的轉換,因此難免兩全,使得拍攝出來的圖像在彩色還原上達不到專業水平很的要求。為了解決這個問題,便出現了3CCD攝像機。
3CCD,顧名思義,就是一臺攝像機使用了3片CCD。我們知道,光線如果通過一種特殊的棱鏡后,會被分為紅,綠,藍三種顏色,而這三種顏色就是我們電視使用的三基色,通過這三基色,就可以產生包括亮度信號在內的所有電視信號。如果分別用一片CCD接受每一種顏色并轉換為電信號,然后經過電路處理后產生圖像信號,這樣,就構成了一個3CCD系統。和單CCD相比,由于3CCD分別用3個CCD轉換紅,綠,藍信號,拍攝出來的圖像從彩色還原上要比單CCD來的自然,亮度以及清晰度也比單CCD好。但由于使用了三片CCD,3CCD攝像機的價格要比單CCD貴很多,所以只有專業用的攝像機才會使用3CCD。 什么是 CCD ?單 CCD 和 3CCD 有何區別?
 CCD攝像機的選購技巧 |
1.什么是 CCD 攝像機?
CCD 是 Charge Coupled Device( 電荷耦合器件 ) 的縮寫,它是一種半導體成像器件,因而具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優點。
2.CCD 攝像機的工作方式
被攝物體的圖像經過鏡頭聚焦至 CCD 芯片上, CCD 根據光的強弱積累相應比例的電荷,各個像素積累的電荷在視頻時序的控制下,逐點外移,經濾波、放大處理后,形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。
3.分辨率的選擇
評估攝像機分辨率的指標是水平分辨率,其單位為線對,即成像后可以分辨的黑白線對的數目。常用的黑白攝像機的分辨率一般為 380-600 ,彩色為 380-480 ,其數值越大成像越清晰。一般的監視場合,用 400 線左右的黑白攝像機就可以滿足要求。而對于醫療、圖像處理等特殊場合,用 600 線的攝像機能得到更清晰的圖像。
4.成像靈敏度
通常用*低環境照度要求來表明攝像機靈敏度,黑白攝像機的靈敏度大約是 0.02-0.5Lux( 勒克斯 ) ,彩色攝像機多在 1Lux 以上。 0.1Lux 的攝像機用于普通的監視場合;在夜間使用或環境光線較弱時,推薦使用 0.02Lux 的攝像機。與近紅外燈配合使用時,也必須使用低照度的攝像機。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關, 0.97Lux/F0.75 相當于 2.5Lux/F1.2 相當于 3.4Lux/F1.
5.參考環境照度:
夏日陽光下 100000Lux 陰天室外 10000Lux
電視臺演播室 1000Lux 距 60W 臺燈 60cm 桌面 300Lux
室內日光燈 100Lux 黃昏室內 10Lux
20cm 處燭光 10-15Lux 夜間路燈 0.1Lux
6.電子快門
電子快門的時間在 1/50-1/100000 秒之間,攝像機的電子快門一般設置為自動電子快門方式,可根據環境的亮暗自動調節快門時間,得到清晰的圖像。有些攝像機允許用戶自行手動調節快門時間,以適應某些特殊應用場合。
7.外同步與外觸發
外同步是指不同的視頻設備之間用同一同步信號來保證視頻信號的???步,它可保證不同的設備輸出的視頻信號具有相同的幀、行的起止時間。為了實現外同步,需要給攝像機輸入一個復合同步信號 (C-sync) 或復合視頻信號。外同步并不能保證用戶從指定時刻得到完整的連續的一幀圖像,要實現這種功能,必須使用一些特殊的具有外觸發功能的攝像機。
8.光譜響應特性
CCD 器件由硅材料制成,對近紅外比較敏感,光譜響應可延伸至 1.0um 左右。其響應峰值為綠光 (5
50nm) 。夜間隱蔽監視時,可以用近紅外燈照明,人眼看不清環境情況,在監視器上卻可以清晰成像。 由于 CCD 傳感器表面有一層吸收紫外的透明電極,所以 CCD 對紫外不敏感。彩色攝像機的成像單元上有
紅、綠、蘭三色濾光條,所以彩色攝像機對紅外、紫外均不敏感。
9.CCD 芯片的尺寸
CCD 的成像尺寸常用的有 1/2"1/3" 1/4"等,成像尺寸越小的攝像機的體積可以做得更小些。在相同的光學鏡頭下,成像尺寸越大,視場角越大。