全面了解CCD攝像機(jī)

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2016-03-17 16:36:51

摘自:互聯(lián)網(wǎng)

市場上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn),但質(zhì)量就要稍遜一籌。

市場上大部分?jǐn)z像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現(xiàn)在韓國也有能力生產(chǎn),但質(zhì)量就要稍遜一籌。因?yàn)樾酒a(chǎn)時(shí)產(chǎn)生不同等級,各廠家獲得途徑不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。

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  CCD檢測方法

在購買時(shí),可以采取如下方法檢測:接通電源,連接視頻電纜到監(jiān)視器,關(guān)閉鏡頭光圈,看圖像全黑時(shí)是否有亮點(diǎn),屏幕上雪花大不大,這些是檢測CCD芯片最簡單直接的方法,而且不需要其它專用儀器。然后可以打開光圈,看一個靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個色彩鮮艷的物體,查看監(jiān)視器上的圖像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的還原景物的色彩,使物體看起來清晰自然;而殘次品的圖像就會有偏色現(xiàn)象,即使面對一張白紙,圖像也會顯示藍(lán)色或紅色。個別CCD由于生產(chǎn)車間的灰塵,CCD靶面上會有雜質(zhì),在一般情況下,雜質(zhì)不會影響圖像,但在弱光或顯微攝像時(shí),細(xì)小的灰塵也會造成不良的后果,如果用于此類工作,一定要仔細(xì)挑選。

CCD攝像機(jī)劃分

a.依成像色彩劃分

彩色攝像機(jī):適用于景物細(xì)部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。

黑白攝像機(jī):適用于光線不充足地區(qū)及夜間無法安裝照明設(shè)備的地區(qū),在僅監(jiān)視景物的位置或移動時(shí),可選用黑白攝像機(jī)。

b.依分辨率靈敏度等劃分

影像像素在38萬以下的為一般型,其中尤以25萬像素(512×492)、分辨率為400線的產(chǎn)品最普遍。影像像素在38萬以上的高分辨率型。

c.按CCD靶面大小劃分

CCD芯片已經(jīng)開發(fā)出多種尺寸:目前采用的芯片大多數(shù)為1/3"和1/4"。在購買攝像頭時(shí),特別是對攝像角度有比較嚴(yán)格要求的時(shí)候,CCD靶面的大小,CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。1英寸--靶面尺寸為寬12.7mm×高9.6mm,對角線16mm。2/3英寸--靶面尺寸為寬8.8mm×高6.6mm,對角線11mm。1/2英寸--靶面尺寸為寬6.4mm×高4.8mm,對角線8mm。1/3英寸--靶面尺寸為寬4.8mm×高3.6mm,對角線6mm。1/4英寸--靶面尺寸為寬3.2mm×高2.4mm,對角線4mm。

d.按掃描制式劃分PAL制,NTSC制

中國采用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標(biāo)準(zhǔn)為625行,50場,只有醫(yī)療或其它專業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標(biāo)準(zhǔn)制式。另外,日本為NTSC制式,525行,60場(黑白為EIA)。

e.依供電電源劃分

110VAC(NTSC制式多屬此類),220VAC,24VAC。12VDC或9VDC(**機(jī)多屬此類)。

f.按同步方式劃分

內(nèi)同步:用攝像機(jī)內(nèi)同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來完成操作。

外同步:使用一個外同步信號發(fā)生器,將同步信號送入攝像機(jī)的外同步輸入端。

功率同步(線性鎖定,linelock):用攝像機(jī)AC電源完成垂直推動同步。

外VD同步:將攝像機(jī)信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。

多臺攝像機(jī)外同步:對多臺攝像機(jī)固定外同步,使每一臺攝像機(jī)可以在同樣的條件下作業(yè),因各攝像機(jī)同步,這樣即使其中一臺攝像機(jī)轉(zhuǎn)換到其他景物,同步攝像機(jī)的畫面亦不會失真。

g.按照度劃分

CCD又分為:

普通型:正常工作所需照度1~3LUX

月光型:正常工作所需照度0.1LUX左右

星光型:正常工作所需照度0.01LUX以下

紅外型:采用紅外燈照明,在沒有光線的情況下也可以成像

h.按外觀分:

有機(jī)板型、針孔型、半球型。

CCD攝像機(jī)的安裝與調(diào)整

a.鏡頭的安裝方式

有C式和CS式兩種,兩者的螺紋均為1英寸32牙,直徑為1英寸,差別是鏡頭距CCD靶面的距離不同,C式安裝座從基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離為17.562毫米,比CS式距離CCD靶面多一個專用接圈的長度,CS式距焦點(diǎn)距離為12.5毫米。別小看這一個接圈,如果沒有它,鏡頭與攝像頭就不能正常聚焦,圖象變得模糊不清。所以在安裝鏡頭前,先看一看攝像頭和鏡頭是不是同一種接口方式,如果不是,就需要根據(jù)具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈,而采用后像調(diào)節(jié)環(huán)(如松下產(chǎn)品),調(diào)節(jié)時(shí),用螺絲刀擰松調(diào)節(jié)環(huán)上的螺絲,轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)環(huán),此時(shí)CCD靶面會相對安裝基座向后(前)運(yùn)動,也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC)采用的方式類似后像調(diào)節(jié)環(huán),它的固定螺絲一般在攝像機(jī)的側(cè)面。擰松后,調(diào)節(jié)頂端的一個齒輪,也可以使圖象清晰而不用加減接圈。

b.AGCON/OFF(自動增益控制)

攝像頭內(nèi)有一個將來自CCD的信號放大到可以使用水準(zhǔn)的視頻放大器,其放大即增益,等效于有較高的靈敏度,然而在亮光照的環(huán)境下放大器將過載,使視頻信號畸變。當(dāng)開關(guān)在ON時(shí),在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈,自動增加增益以獲得清晰的圖象。開關(guān)在OFF時(shí),在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。

c.ATWON/OFF(自動白平衡):

開關(guān)撥到ON時(shí),通過鏡頭來檢測光源的特性/色溫,從而自動連續(xù)設(shè)定白電平,即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍(lán)色信號的增益。

d.ALC/ELC(自動亮度控制/電子亮度控制)

當(dāng)選擇ELC時(shí),電子快門根據(jù)射入的光線亮度而連續(xù)自動改變CCD圖像傳感器的曝光時(shí)間(一般從1/50到1/10000秒連續(xù)調(diào)節(jié))。選擇這種方式時(shí),可以用固定或手動光圈鏡頭替代ALC自動光圈鏡頭。

需要注意的是:在室外或明亮的環(huán)境下,由于ELC控制范圍有限,還是應(yīng)該選擇ALC式鏡頭;在某些獨(dú)特的照明條件下,可能出現(xiàn)下列情況:

在聚光燈或窗戶等高亮度物體上有強(qiáng)烈的拖尾或模糊現(xiàn)象。

圖象顯著地閃爍和色彩重現(xiàn)性不穩(wěn)定。

白平衡有周期性變化,如果發(fā)生這些現(xiàn)象,應(yīng)使用ALC鏡頭。

e.BLCON/OFF(背光補(bǔ)償開關(guān))

當(dāng)強(qiáng)大而無用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時(shí),應(yīng)該把開關(guān)撥到ON位置。注意:①當(dāng)與云臺配用或照明迅速改變時(shí),建議把該開關(guān)放在OFF位置,因?yàn)樵贠N位置時(shí),鏡頭光圈速度變慢;②如果所需物體不在圖像中間時(shí),背光補(bǔ)償可能不會充分發(fā)揮作用。

f.LL/INT(同步選擇開關(guān))

此開關(guān)用以選擇攝像頭同步方式,INT為內(nèi)同步2,1隔行同步;LL為電源同步。有些攝像頭還有一個LLPHASE電源同步相位控制器。當(dāng)攝像頭使用于電源同步狀態(tài)時(shí),此裝置可調(diào)整視頻輸出信號的相位,調(diào)整范圍大概是一幀。(調(diào)整需要專業(yè)人員進(jìn)行)

g.VIDEO/DC(鏡頭控制信號選擇開關(guān))

ALC自動光圈鏡頭的控制信號有兩種,當(dāng)需要將直流控制信號的自動光圈鏡頭安裝在攝像頭上時(shí),應(yīng)該選擇DC位置,需要安裝視頻控制信號的自動光圈鏡頭時(shí),應(yīng)該選擇VIDEO位置。

當(dāng)選擇ALC自動光圈視頻驅(qū)動鏡頭時(shí),還會有一個視頻電平控制(VIDEOLEVELL/H)可能需要調(diào)整,該控制器調(diào)節(jié)輸出給自動光圈鏡頭的控制電平,用以控制鏡頭光圈的開大和縮?。ò歼M(jìn)光亮)。

在攝像頭的配件中,有一個黑色的小插頭,插頭有四個針,聯(lián)接攝像頭上的黑色插座。如果用DC驅(qū)動的自動光圈鏡頭,鏡頭上已經(jīng)做好了插頭,只要插在插座上,把選擇開關(guān)撥到DC即可;如果用視頻驅(qū)動的自動光圈鏡頭,需要用戶根據(jù)說明書上的標(biāo)注,用烙鐵焊好。由于廠家定義不同,所以焊法也有區(qū)別,請安裝時(shí)留意。

h.SOFT/SHARP(細(xì)節(jié)電平選擇開關(guān))

該開關(guān)用以調(diào)節(jié)輸出圖像是清晰(SHARP)還是平滑(SOFT),通常出廠設(shè)定在SHARP位置。

i.FLICKERLESS(無閃動方式)

在電源頻率為50Hz的地區(qū),CCD積累時(shí)間為1/50秒,如果使用NISC制式攝像機(jī),其垂直同步頻率為60Hz,這樣將造成視覺影像不同步,在監(jiān)視器上出現(xiàn)閃動;反之,在電源為60Hz的地區(qū)用PAL制式攝像機(jī)也會有此現(xiàn)像。為克服此現(xiàn)像,在電子快門設(shè)置了無閃動方式檔,對NISC制式攝像機(jī)提供1/100秒,對PAL制式攝像機(jī)提供1/120秒的固定快門速度,可以防止監(jiān)視器上圖像出現(xiàn)閃爍。手動電子快門:有些用戶使用CCD攝取運(yùn)動速度比較快的物體,如果尾1/50秒速度拍攝,會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。有些攝像頭給出了手動電子快門,使CCD的電荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此時(shí)CCD的電荷偶合速度提高,這樣采集下來的圖像相對來說會減少拖尾現(xiàn)象,而且對于觀測高速運(yùn)動或電火花一類物體,必須使用此設(shè)置。所以,某些專用攝像頭給出了手動電子快門,提供給特殊用途的用戶。手動電子快門的調(diào)整需要參看隨機(jī)說明書,在此就不在贅述了。

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