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全面了解CCD摄像机

文章出处:网责任编辑:华安泰作者:人气:-发表时间:2016-03-18 10:34:00

     市场上大部分摄像头采用的是日本SONY、SHARP、松下、LG等公司生产的芯片,现在韩国也有能力生产,但质量就要稍逊一筹。因为芯片生产时产生不同等级,各厂家获得途径不同等原因,造成CCD采集效果也大不相同。

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    CCD检测方法

    在购买时,可以采取如下方法检测:接通电源,连接视频电缆到监视器,关闭镜头光圈,看图像全黑时是否有亮点,屏幕上雪花大不大,这些是检测CCD芯片最简单直接的方法,而且不需要其它专用仪器。然后可以打开光圈,看一个静物,如果是彩色摄像头,最好摄取一个色彩鲜艳的物体,查看监视器上的图像是否偏色,扭曲,色彩或灰度是否平滑。好的CCD可以很好的还原景物的色彩,使物体看起来清晰自然;而残次品的图像就会有偏色现象,即使面对一张白纸,图像也会显示蓝色或红色。个别CCD由于生产车间的灰尘,CCD靶面上会有杂质,在一般情况下,杂质不会影响图像,但在弱光或显微摄像时,细小的灰尘也会造成不良的后果,如果用于此类工作,一定要仔细挑选。

    CCD摄像机划分

    a.依成像色彩划分

    彩色摄像机:适用于景物细部辨别,如辨别衣着或景物的颜色。

    黑白摄像机:适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区,在仅监视景物的位置或移动时,可选用黑白摄像机。

    b.依分辨率灵敏度等划分

    影像像素在38万以下的为一般型,其中尤以25万像素(512×492)、分辨率为400线的产品最普遍。影像像素在38万以上的高分辨率型。

    c.按CCD靶面大小划分

    CCD芯片已经开发出多种尺寸:目前采用的芯片大多数为1/3"和1/4"。在购买摄像头时,特别是对摄像角度有比较严格要求的时候,CCD靶面的大小,CCD与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。1英寸--靶面尺寸为宽12.7mm×高9.6mm,对角线16mm。2/3英寸--靶面尺寸为宽8.8mm×高6.6mm,对角线11mm。1/2英寸--靶面尺寸为宽6.4mm×高4.8mm,对角线8mm。1/3英寸--靶面尺寸为宽4.8mm×高3.6mm,对角线6mm。1/4英寸--靶面尺寸为宽3.2mm×高2.4mm,对角线4mm。

    d.按扫描制式划分PAL制,NTSC制

    中国采用隔行扫描(PAL)制式(黑白为CCIR),标准为625行,50场,只有医疗或其它专业领域才用到一些非标准制式。另外,日本为NTSC制式,525行,60场(黑白为EIA)。

    e.依供电电源划分

    110VAC(NTSC制式多属此类),220VAC,24VAC。12VDC或9VDC(**机多属此类)。

    f.按同步方式划分

    内同步:用摄像机内同步信号发生电路产生的同步信号来完成操作。

    外同步:使用一个外同步信号发生器,将同步信号送入摄像机的外同步输入端。

    功率同步(线性锁定,linelock):用摄像机AC电源完成垂直推动同步。

    外VD同步:将摄像机信号电缆上的VD同步脉冲输入完成外VD同步。

    多台摄像机外同步:对多台摄像机固定外同步,使每一台摄像机可以在同样的条件下作业,因各摄像机同步,这样即使其中一台摄像机转换到其他景物,同步摄像机的画面亦不会失真。

    g.按照度划分

    CCD又分为:

    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

    红外型:采用红外灯照明,在没有光线的情况下也可以成像

    h.按外观分:

    有机板型、针孔型、半球型。

    CCD摄像机的安装与调整

    a.镜头的安装方式

    有C式和CS式两种,两者的螺纹均为1英寸32牙,直径为1英寸,差别是镜头距CCD靶面的距离不同,C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米,比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度,CS式距焦点距离为12.5毫米。别小看这一个接圈,如果没有它,镜头与摄像头就不能正常聚焦,图象变得模糊不清。所以在安装镜头前,先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式,如果不是,就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈,而采用后像调节环(如松下产品),调节时,用螺丝刀拧松调节环上的螺丝,转动调节环,此时CCD靶面会相对安装基座向后(前)运动,也起到接圈的作用。另外(如SONY,JVC)采用的方式类似后像调节环,它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后,调节顶端的一个齿轮,也可以使图象清晰而不用加减接圈。

    b.AGCON/OFF(自动增益控制)

    摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器,其放大即增益,等效于有较高的灵敏度,然而在亮光照的环境下放大器将过载,使视频信号畸变。当开关在ON时,在低亮度条件下完全打开镜头光圈,自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时,在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。

    c.ATWON/OFF(自动白平衡):

    开关拨到ON时,通过镜头来检测光源的特性/色温,从而自动连续设定白电平,即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。

    d.ALC/ELC(自动亮度控制/电子亮度控制)

    当选择ELC时,电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间(一般从1/50到1/10000秒连续调节)。选择这种方式时,可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。

    需要注意的是:在室外或明亮的环境下,由于ELC控制范围有限,还是应该选择ALC式镜头;在某些独特的照明条件下,可能出现下列情况:

    在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象。

    图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定。

    白平衡有周期性变化,如果发生这些现象,应使用ALC镜头。

    e.BLCON/OFF(背光补偿开关)

    当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时,应该把开关拨到ON位置。注意:①当与云台配用或照明迅速改变时,建议把该开关放在OFF位置,因为在ON位置时,镜头光圈速度变慢;②如果所需物体不在图像中间时,背光补偿可能不会充分发挥作用。

    f.LL/INT(同步选择开关)

    此开关用以选择摄像头同步方式,INT为内同步2,1隔行同步;LL为电源同步。有些摄像头还有一个LLPHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时,此装置可调整视频输出信号的相位,调整范围大概是一帧。(调整需要专业人员进行)

    g.VIDEO/DC(镜头控制信号选择开关)

    ALC自动光圈镜头的控制信号有两种,当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时,应该选择DC位置,需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时,应该选择VIDEO位置。

    当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时,还会有一个视频电平控制(VIDEOLEVELL/H)可能需要调整,该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平,用以控制镜头光圈的开大和缩小(凹进光亮)。

    在摄像头的配件中,有一个黑色的小插头,插头有四个针,联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头,镜头上已经做好了插头,只要插在插座上,把选择开关拨到DC即可;如果用视频驱动的自动光圈镜头,需要用户根据说明书上的标注,用烙铁焊好。由于厂家定义不同,所以焊法也有区别,请安装时留意。

    h.SOFT/SHARP(细节电平选择开关)

    该开关用以调节输出图像是清晰(SHARP)还是平滑(SOFT),通常出厂设定在SHARP位置。

    i.FLICKERLESS(无闪动方式)

    在电源频率为50Hz的地区,CCD积累时间为1/50秒,如果使用NISC制式摄像机,其垂直同步频率为60Hz,这样将造成视觉影像不同步,在监视器上出现闪动;反之,在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像,在电子快门设置了无闪动方式档,对NISC制式摄像机提供1/100秒,对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度,可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门:有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体,如果尾1/50秒速度拍摄,会产生拖尾现象,严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门,使CCD的电荷偶合速度固定在某一值,例如1/500、1/1000、1/2000秒等等,此时CCD的电荷偶合速度提高,这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现象,而且对于观测高速运动或电火花一类物体,必须使用此设置。所以,某些专用摄像头给出了手动电子快门,提供给特殊用途的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书,在此就不在赘述了。

此文关键字:CCD摄像机

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