攝像頭主要有鏡頭、CCD影象感測器、預中放、AGC、A/D、同步訊號發生器、CCD驅動器、影象訊號形成電路、D/A轉換電路和電源的電路構成。攝像頭的主要影象感測部件是CCD(Charge Coupled Device),即電荷耦合器件,它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點,CCD是電耦合器件(Charge Couple Device)的簡稱,它能夠將光線變為電荷並可將電荷儲存及轉移,也可將儲存之電荷取出使電壓發生變化,因此是理想的攝像元件,是代替攝像管感測器的新型器件。
攝像頭的工作原理是:被攝物體反射光線,傳播到鏡頭,經鏡頭聚焦到CCD晶片上,CCD根據光的強弱積聚相應的電荷,經週期性放電,產生表示一幅幅畫面的電訊號,經過預中放電路放大、AGC自動增益控制,於由影象處理晶片處理的是數字訊號,所以經模數轉換到影象數字訊號處理IC(DSP)。同步訊號發生器主要產生同步時鐘訊號(由晶體振盪電路來完成),即產生垂直和水平的掃描驅動訊號,到影象處理IC。然後,經數模轉換電路透過輸出端子輸出一個標準的複合影片訊號。這個標準的影片訊號同家用的錄影機、VCD機、家用攝像機的影片輸出是一樣的,所以也可以錄影或接到電視機上觀看。影象數字訊號處理主是有SONIX(松翰)和VIMICRO(中星微)等。
影象感測器(SENSOR):是一種半導體晶片,其表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極體。光電二極體受到光照射時,就會產生電荷。目前市場上主流攝像頭使用的感光元件主要是CCD和CMOS兩種。它們的作用相當於傳統相機中的底片。CCD的解析度高,色彩還原逼真,已經成為百萬畫素級的數碼攝影器材裡的主角,但是其價格昂貴;與CCD相比,CMOS具有節能及成本低等特點。而且在百萬畫素內CMOS的感光效果完全可以和CCD媲美,因而攝像頭幾乎全都採用CMOS作為感光元件。
CCD可分為線陣CCD、三線CCD、面陣CCD和交織傳輸CCD。攝像頭採用是面陣CCD影象感測器。CCD晶片就像人的視網膜,是攝像頭的核心。目前中國尚無能力製造,市場上大部分攝像頭採用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產的晶片,現在南韓也有能力生產,但質量就要稍遜一籌。因為晶片生產時產生不同等級,各廠家獲得途徑不同等原因,造成CCD採集效果也大不相同。在購買時,可以採取如下方法檢測:接通電源,連線影片電纜到監視器,關閉鏡頭光圈,看影象全黑時是否有亮點,螢幕上雪花大不大,這些是檢測CCD晶片最簡單直接的方法,而且不需要其它專用儀器。然後可以開啟光圈,看一個靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個色彩鮮豔的物體,檢視監視器上的影象是否偏色,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;而殘次品的影象就會有偏色現象,即使面對一張白紙,影象也會顯示藍色或紅色。個別CCD由於生產車間的灰塵,CCD靶面上會有雜質,在一般情況下,雜質不會影響影象,但在弱光或顯微攝像時,細小的灰塵也會造成不良的後果。攝像頭的分類如下:
1、依成像色彩劃分 彩色攝像機:適用於景物細部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。黑白攝像機:適用於光線不充足地區及夜間無法安裝照明裝置的地區,在僅監視景物的位置或移動時,可選用黑白攝像機。
2、依解析度靈敏度等劃分 影像畫素在38萬以下的為一般型,其中尤以25萬畫素(512*492)、解析度為400線的產品最普遍。 影像畫素在38萬以上的高解析度型。
3、按CCD靶面大小劃分 CCD晶片已經開發出多種尺寸: 目前採用的晶片大多數為1/3"和1/4"。在購買攝像頭時,特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時候,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影象的清晰度。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。
4、按掃描制式劃分 PAL制。 NTSC制。 中國採用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標準為625行,50場,只有醫療或其它專業領域才用到一些非標準制式。
5、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 採用紅外燈照明,在沒有光線的情況下也可以成像
6、按外觀分:有機板型、針孔型、半球型。
CCD彩色攝像頭的主要技術指標
(1)CCD尺寸,亦即攝像機靶面。原多為1/2英寸,現在1/3英寸的已
普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
(2)CCD畫素,是CCD的主要效能指標,它決定了顯示影象的清晰程度,
解析度越高,影象細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個元素稱為畫素,畫素越多,影象越清晰。現在市場上大多以25萬和38萬畫素為劃界,38萬畫素以上者為高畫質晰度攝像機。
(3)水平解析度。彩色攝像機的典型解析度是在320到500電視線之間,主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。 解析度是用電視線(簡稱線TV LINES)來表示的,彩色攝像頭的解析度在330~500線之間。解析度與CCD和鏡頭有關,還與攝像頭電路通道的頻頻寬度直接相關,通常規律是1MHz的頻頻寬度相當於清晰度為80線。 頻帶越寬,影象越清晰,線數值相對越大。
(4)最小照度,也稱為靈敏度。是CCD對環境光線的敏感程度,或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(LUX),數值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件,2~3lux屬一般照度,現在也有低於1lux的普通攝像機問世。
(5)掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。
(6)信噪比。典型值為46db,若為50db,則影象有少量噪聲,但影象質量良好;若為60db,則影象質量優良,不出現噪聲。
(7)影片輸出。多為1Vp-p、75Ω。
(8)鏡頭安裝方式。有C和CS方式,二者間不同之處在於感光距離不同。
(9)攝像頭的畫素:SXGA (1280 x1024)又稱130萬畫素,XGA(1024 x768)又稱80萬畫素,SVGA(800 x600)又稱50萬畫素,VGA(640x480)又稱30萬畫素(35萬是指648X488),CIF(352x288) 又稱10萬畫素,SIF/QVGA(320x240)。
總結:總的來說,攝像頭畫素就如同現在的國足,基本上讓人不可信。我們到處可以看到高達幾百萬畫素的攝像頭產品,但是用起來的時候就是覺得效果不怎麼樣。面對現在的攝像頭市場,我們暫時無能為力。最後還是回到國足與攝像頭上:國足,不可信,有時候卻不得不看;攝像頭畫素,更不可信,有時候卻又不得不買!總之,睜大自己的眼睛,認真理性選購才是目前最好的選擇
攝像頭主要有鏡頭、CCD影象感測器、預中放、AGC、A/D、同步訊號發生器、CCD驅動器、影象訊號形成電路、D/A轉換電路和電源的電路構成。攝像頭的主要影象感測部件是CCD(Charge Coupled Device),即電荷耦合器件,它具有靈敏度高、畸變小、壽命長、抗震動、抗磁場、體積小、無殘影等特點,CCD是電耦合器件(Charge Couple Device)的簡稱,它能夠將光線變為電荷並可將電荷儲存及轉移,也可將儲存之電荷取出使電壓發生變化,因此是理想的攝像元件,是代替攝像管感測器的新型器件。
攝像頭的工作原理是:被攝物體反射光線,傳播到鏡頭,經鏡頭聚焦到CCD晶片上,CCD根據光的強弱積聚相應的電荷,經週期性放電,產生表示一幅幅畫面的電訊號,經過預中放電路放大、AGC自動增益控制,於由影象處理晶片處理的是數字訊號,所以經模數轉換到影象數字訊號處理IC(DSP)。同步訊號發生器主要產生同步時鐘訊號(由晶體振盪電路來完成),即產生垂直和水平的掃描驅動訊號,到影象處理IC。然後,經數模轉換電路透過輸出端子輸出一個標準的複合影片訊號。這個標準的影片訊號同家用的錄影機、VCD機、家用攝像機的影片輸出是一樣的,所以也可以錄影或接到電視機上觀看。影象數字訊號處理主是有SONIX(松翰)和VIMICRO(中星微)等。
影象感測器(SENSOR):是一種半導體晶片,其表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極體。光電二極體受到光照射時,就會產生電荷。目前市場上主流攝像頭使用的感光元件主要是CCD和CMOS兩種。它們的作用相當於傳統相機中的底片。CCD的解析度高,色彩還原逼真,已經成為百萬畫素級的數碼攝影器材裡的主角,但是其價格昂貴;與CCD相比,CMOS具有節能及成本低等特點。而且在百萬畫素內CMOS的感光效果完全可以和CCD媲美,因而攝像頭幾乎全都採用CMOS作為感光元件。
CCD可分為線陣CCD、三線CCD、面陣CCD和交織傳輸CCD。攝像頭採用是面陣CCD影象感測器。CCD晶片就像人的視網膜,是攝像頭的核心。目前中國尚無能力製造,市場上大部分攝像頭採用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產的晶片,現在南韓也有能力生產,但質量就要稍遜一籌。因為晶片生產時產生不同等級,各廠家獲得途徑不同等原因,造成CCD採集效果也大不相同。在購買時,可以採取如下方法檢測:接通電源,連線影片電纜到監視器,關閉鏡頭光圈,看影象全黑時是否有亮點,螢幕上雪花大不大,這些是檢測CCD晶片最簡單直接的方法,而且不需要其它專用儀器。然後可以開啟光圈,看一個靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個色彩鮮豔的物體,檢視監視器上的影象是否偏色,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;而殘次品的影象就會有偏色現象,即使面對一張白紙,影象也會顯示藍色或紅色。個別CCD由於生產車間的灰塵,CCD靶面上會有雜質,在一般情況下,雜質不會影響影象,但在弱光或顯微攝像時,細小的灰塵也會造成不良的後果。攝像頭的分類如下:
1、依成像色彩劃分 彩色攝像機:適用於景物細部辨別,如辨別衣著或景物的顏色。黑白攝像機:適用於光線不充足地區及夜間無法安裝照明裝置的地區,在僅監視景物的位置或移動時,可選用黑白攝像機。
2、依解析度靈敏度等劃分 影像畫素在38萬以下的為一般型,其中尤以25萬畫素(512*492)、解析度為400線的產品最普遍。 影像畫素在38萬以上的高解析度型。
3、按CCD靶面大小劃分 CCD晶片已經開發出多種尺寸: 目前採用的晶片大多數為1/3"和1/4"。在購買攝像頭時,特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時候,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影象的清晰度。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。
4、按掃描制式劃分 PAL制。 NTSC制。 中國採用隔行掃描(PAL)制式(黑白為CCIR),標準為625行,50場,只有醫療或其它專業領域才用到一些非標準制式。
5、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 採用紅外燈照明,在沒有光線的情況下也可以成像
6、按外觀分:有機板型、針孔型、半球型。
CCD彩色攝像頭的主要技術指標
(1)CCD尺寸,亦即攝像機靶面。原多為1/2英寸,現在1/3英寸的已
普及化,1/4英寸和1/5英寸也已商品化。
(2)CCD畫素,是CCD的主要效能指標,它決定了顯示影象的清晰程度,
解析度越高,影象細節的表現越好。CCD是由面陣感光元素組成,每一個元素稱為畫素,畫素越多,影象越清晰。現在市場上大多以25萬和38萬畫素為劃界,38萬畫素以上者為高畫質晰度攝像機。
(3)水平解析度。彩色攝像機的典型解析度是在320到500電視線之間,主要有330線、380線、420線、460線、500線等不同檔次。 解析度是用電視線(簡稱線TV LINES)來表示的,彩色攝像頭的解析度在330~500線之間。解析度與CCD和鏡頭有關,還與攝像頭電路通道的頻頻寬度直接相關,通常規律是1MHz的頻頻寬度相當於清晰度為80線。 頻帶越寬,影象越清晰,線數值相對越大。
(4)最小照度,也稱為靈敏度。是CCD對環境光線的敏感程度,或者說是CCD正常成像時所需要的最暗光線。照度的單位是勒克斯(LUX),數值越小,表示需要的光線越少,攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等高增感度攝像機可工作在很暗條件,2~3lux屬一般照度,現在也有低於1lux的普通攝像機問世。
(5)掃描制式。有PAL制和NTSC制之分。
(6)信噪比。典型值為46db,若為50db,則影象有少量噪聲,但影象質量良好;若為60db,則影象質量優良,不出現噪聲。
(7)影片輸出。多為1Vp-p、75Ω。
(8)鏡頭安裝方式。有C和CS方式,二者間不同之處在於感光距離不同。
(9)攝像頭的畫素:SXGA (1280 x1024)又稱130萬畫素,XGA(1024 x768)又稱80萬畫素,SVGA(800 x600)又稱50萬畫素,VGA(640x480)又稱30萬畫素(35萬是指648X488),CIF(352x288) 又稱10萬畫素,SIF/QVGA(320x240)。
總結:總的來說,攝像頭畫素就如同現在的國足,基本上讓人不可信。我們到處可以看到高達幾百萬畫素的攝像頭產品,但是用起來的時候就是覺得效果不怎麼樣。面對現在的攝像頭市場,我們暫時無能為力。最後還是回到國足與攝像頭上:國足,不可信,有時候卻不得不看;攝像頭畫素,更不可信,有時候卻又不得不買!總之,睜大自己的眼睛,認真理性選購才是目前最好的選擇