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全面了解CCD攝像機

文章出處:網(wǎng)責任編輯:華安泰作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2016-03-18 10:34:00

     市場(chǎng)上大部分攝像頭采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生產(chǎn)的芯片,現在韓國也有能力生產(chǎn),但質(zhì)量就要稍遜一籌。因為芯片生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生不同等級,各廠(chǎng)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(mǎi)時(shí),可以采取如下方法檢測:接通電源,連接視頻電纜到監視器,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(jiǎn)單直接的方法,而且不需要其它專(zhuān)用儀器。然后可以打開(kāi)光圈,看一個(gè)靜物,如果是彩色攝像頭,最好攝取一個(gè)色彩鮮艷的物體,查看監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(lái)清晰自然;而殘次品的圖像就會(huì )有偏色現象,即使面對一張白紙,圖像也會(huì )顯示藍色或紅色。個(gè)別CCD由于生產(chǎn)車(chē)間的灰塵,CCD靶面上會(huì )有雜質(zhì),在一般情況下,雜質(zhì)不會(huì )影響圖像,但在弱光或顯微攝像時(shí),細小的灰塵也會(huì )造成不良的后果,如果用于此類(lèi)工作,一定要仔細挑選。

    CCD攝像機劃分

    a.依成像色彩劃分

    彩色攝像機:適用于景物細部辨別,如辨別衣著(zhù)或景物的顏色。

    黑白攝像機:適用于光線(xiàn)不充足地區及夜間無(wú)法安裝照明設備的地區,在僅監視景物的位置或移動(dòng)時(shí),可選用黑白攝像機。

    b.依分辨率靈敏度等劃分

    影像像素在38萬(wàn)以下的為一般型,其中尤以25萬(wàn)像素(512×492)、分辨率為400線(xiàn)的產(chǎn)品最普遍。影像像素在38萬(wàn)以上的高分辨率型。

    c.按CCD靶面大小劃分

    CCD芯片已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種尺寸:目前采用的芯片大多數為1/3"和1/4"。在購買(mǎi)攝像頭時(shí),特別是對攝像角度有比較嚴格要求的時(shí)候,CCD靶面的大小,CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場(chǎng)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(xiàn)16mm。2/3英寸--靶面尺寸為寬8.8mm×高6.6mm,對角線(xiàn)11mm。1/2英寸--靶面尺寸為寬6.4mm×高4.8mm,對角線(xiàn)8mm。1/3英寸--靶面尺寸為寬4.8mm×高3.6mm,對角線(xiàn)6mm。1/4英寸--靶面尺寸為寬3.2mm×高2.4mm,對角線(xiàn)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),標準為625行,50場(chǎng),只有醫療或其它專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域才用到一些非標準制式。另外,日本為NTSC制式,525行,60場(chǎng)(黑白為EIA)。

    e.依供電電源劃分

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

    f.按同步方式劃分

    內同步:用攝像機內同步信號發(fā)生電路產(chǎn)生的同步信號來(lái)完成操作。

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

    功率同步(線(xiàn)性鎖定,linelock):用攝像機AC電源完成垂直推動(dòng)同步。

    外VD同步:將攝像機信號電纜上的VD同步脈沖輸入完成外VD同步。

    多臺攝像機外同步:對多臺攝像機固定外同步,使每一臺攝像機可以在同樣的條件下作業(yè),因各攝像機同步,這樣即使其中一臺攝像機轉換到其他景物,同步攝像機的畫(huà)面亦不會(huì )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(méi)有光線(xiàn)的情況下也可以成像

    h.按外觀(guān)分:

    有機板型、針孔型、半球型。

    CCD攝像機的安裝與調整

    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式安裝座從基準面到焦點(diǎn)的距離為17.562毫米,比CS式距離CCD靶面多一個(gè)專(zhuān)用接圈的長(cháng)度,CS式距焦點(diǎn)距離為12.5毫米。別小看這一個(gè)接圈,如果沒(méi)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,就需要根據具體情況增減接圈。有的攝像頭不用接圈,而采用后像調節環(huán)(如松下產(chǎn)品),調節時(shí),用螺絲刀擰松調節環(huán)上的螺絲,轉動(dòng)調節環(huán),此時(shí)CCD靶面會(huì )相對安裝基座向后(前)運動(dòng),也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC)采用的方式類(lèi)似后像調節環(huán),它的固定螺絲一般在攝像機的側面。擰松后,調節頂端的一個(gè)齒輪,也可以使圖象清晰而不用加減接圈。

    b.AGCON/OFF(自動(dòng)增益控制)

    攝像頭內有一個(gè)將來(lái)自CCD的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,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(guò)載,使視頻信號畸變。當開(kāi)關(guān)在ON時(shí),在低亮度條件下完全打開(kāi)鏡頭光圈,自動(dòng)增加增益以獲得清晰的圖象。開(kāi)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(dòng)白平衡):

    開(kāi)關(guān)撥到ON時(shí),通過(guò)鏡頭來(lái)檢測光源的特性/色溫,從而自動(dòng)連續設定白電平,即使特性/色溫改變也能控制紅色和藍色信號的增益。

    d.ALC/ELC(自動(dòng)亮度控制/電子亮度控制)

    當選擇ELC時(shí),電子快門(mén)根據射入的光線(xiàn)亮度而連續自動(dòng)改變CCD圖像傳感器的曝光時(shí)間(一般從1/50到1/10000秒連續調節)。選擇這種方式時(shí),可以用固定或手動(dòng)光圈鏡頭替代ALC自動(dòng)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,還是應該選擇ALC式鏡頭;在某些獨特的照明條件下,可能出現下列情況:

    在聚光燈或窗戶(hù)等高亮度物體上有強烈的拖尾或模糊現象。

    圖象顯著(zhù)地閃爍和色彩重現性不穩定。

    白平衡有周期性變化,如果發(fā)生這些現象,應使用ALC鏡頭。

    e.BLCON/OFF(背光補償開(kāi)關(guān))

    當強大而無(wú)用的背景照明影響到中部重要物體的清晰度時(shí),應該把開(kāi)關(guān)撥到ON位置。注意:①當與云臺配用或照明迅速改變時(shí),建議把該開(kāi)關(guān)放在OFF位置,因為在ON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),背光補償可能不會(huì )充分發(fā)揮作用。

    f.LL/INT(同步選擇開(kāi)關(guān))

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

    g.VIDEO/DC(鏡頭控制信號選擇開(kāi)關(guān))

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

    當選擇ALC自動(dòng)光圈視頻驅動(dòng)鏡頭時(shí),還會(huì )有一個(gè)視頻電平控制(VIDEOLEVELL/H)可能需要調整,該控制器調節輸出給自動(dòng)光圈鏡頭的控制電平,用以控制鏡頭光圈的開(kāi)大和縮?。ò歼M(jìn)光亮)。

    在攝像頭的配件中,有一個(gè)黑色的小插頭,插頭有四個(gè)針,聯(lián)接攝像頭上的黑色插座。如果用DC驅動(dòng)的自動(dòng)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(kāi)關(guān)撥到DC即可;如果用視頻驅動(dòng)的自動(dòng)光圈鏡頭,需要用戶(hù)根據說(shuō)明書(shū)上的標注,用烙鐵焊好。由于廠(chǎng)家定義不同,所以焊法也有區別,請安裝時(shí)留意。

    h.SOFT/SHARP(細節電平選擇開(kāi)關(guān))

    該開(kāi)關(guān)用以調節輸出圖像是清晰(SHARP)還是平滑(SOFT),通常出廠(chǎng)設定在SHARP位置。

    i.FLICKERLESS(無(wú)閃動(dòng)方式)

    在電源頻率為50Hz的地區,CCD積累時(shí)間為1/50秒,如果使用NISC制式攝像機,其垂直同步頻率為60Hz,這樣將造成視覺(jué)影像不同步,在監視器上出現閃動(dòng);反之,在電源為60Hz的地區用PAL制式攝像機也會(huì )有此現像。為克服此現像,在電子快門(mén)設置了無(wú)閃動(dòng)方式檔,對NISC制式攝像機提供1/100秒,對PAL制式攝像機提供1/120秒的固定快門(mén)速度,可以防止監視器上圖像出現閃爍。手動(dòng)電子快門(mén):有些用戶(hù)使用CCD攝取運動(dòng)速度比較快的物體,如果尾1/50秒速度拍攝,會(huì )產(chǎn)生拖尾現象,嚴重影響圖像質(zhì)量。有些攝像頭給出了手動(dòng)電子快門(mén),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(lái)的圖像相對來(lái)說(shuō)會(huì )減少拖尾現象,而且對于觀(guān)測高速運動(dòng)或電火花一類(lèi)物體,必須使用此設置。所以,某些專(zhuān)用攝像頭給出了手動(dòng)電子快門(mén),提供給特殊用途的用戶(hù)。手動(dòng)電子快門(mén)的調整需要參看隨機說(shuō)明書(shū),在此就不在贅述了。

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