摄像机发展史与主要技术.docx
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
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前言 什么是 CCD？
在闭路监控系统中，摄像机又称摄像头或 CCD（Charge Coupled Device）即电荷耦合元器件。严格
来说，摄像机是摄像头和镜头的总称，而实际上，摄像头与镜头大部分是分开购买的，用户根据目标物体
的大小和摄像头与物体的距离，通过计算得到镜头的焦距，所以每个用户需要的镜头都是依据实际情况而
定的，不要以为摄像机（头）上已经有镜头。 摄像头的主要传感部件是 CCD，它具有灵敏度高、畸变小、
寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点，CCD 能够将光线变为电荷并可将电荷储存及转移，也
可将储存之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄象元件。是代替摄像管传感器的新型器件。 摄物体
的图像经过镜头聚焦至 CCD 芯片上，CCD 根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频
时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。视频信号连接到监视器或电视机的
视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。这个标准的视频信号同家用的录像机、VCD 机、家用
摄像机的视频输出是一样的，所以也可以录像或接到电视机上观看。
第一章摄像机发展史
第一节 CCD 发展简史
CCD 产品问世已有 30 多年，从当时的 20 万像素发展到目前的 500—800 万像素，无论其市场规模还
是其应用面，都得到了巨大的发展，可以说是在平稳中逐步提高，特别是近几年来，在消费领域中的应用
发展速度更快。
由于 CCD 的技术生产工艺复杂，目前业界只有索尼、飞利浦、柯达、松下、富士和夏普６家厂商可以
批量生产，而其中最主要的供商应是索尼，飞利浦和柯达，其中，在各厂商市占率方面，索尼以 50％的市
占率，成为市场领导厂商。索尼从 70 年代研发 CCD 以来，即将其广泛运用在摄录放影机及广播电视等专
业用摄影机等器材上，目前索尼的研发水平仍是领先于其它公司之上
目前的 CCD 组件，每一个像素的面积和开发初期比较起来，己缩小到 1/10 以下。今后在应用产品趋
向小型化，高像素的要求下，单位面积将会更加的缩小。在小型化的同时，利用各种新开发的技术，使其
感光度不会因为单位面积缩小而受到影响，也同时要求其性能维持或向上提升。
以下是索尼公司按年代划分而发展的 CCD 传感器简介：
1、HAD 感测器
HAD（HOLE-ACCUMULATION DIODE）传感器是在 N 型基板，P 型，N+2 极体的表面上，加上正孔
蓄积层，这是 SONY 独特的构造。由于设计了这层正孔蓄积层，可以使感测器表面常有的暗电流问题获得
解决。另外，在 N 型基板上设计电子可通过的垂直型隧道，使得开口率提高，换句换说，也提高了感度。
在 80 年代初期，索尼将其领先使用在可变速电子快门产品中，在拍摄移动快速的物体也可获得清晰的图象。
2、ON-CHIP MICRO LENS
80 年代后期，因为 CCD 中每一像素的缩小，将使得受光面积减少，感度也将变低。为改善这个问题，
索尼在每一感光二极管前装上微小镜片，使用微小镜片后，感光面积不再因为感测器的开口面积而决定，
而是以微小镜片的表面积来决定。所以在规格上提高了开口率，也使感亮度因此大幅提升。
3、SUPER HAD CCD
进入９０年代后期以来，CCD 的单位面积也越来越小，1989 年开发的微小镜片技术，已经无法再提升
感亮度，如果将 CCD 组件内部放大器的放大倍率提升，将会使杂讯也被提高，画质会受到明显的影响。索
尼在 CCD 技术的研发上又更进一步，将以前使用微小镜片的技术改良，提升光利用率，开发将镜片的形状
最优化技术，即索尼 SUPER HAD CCD 技术。基本上是以提升光利用效率来提升感亮度的设计，这也为目
前的 CCD 基本技术奠定了基础。
4、NEW STRUCTURE CCD
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