摄像机发展史与主要技术.pdf资源-CSDN文库

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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，摄像头与镜头大部门是离开购置的，用户凭据目标物体

的巨细和摄像头与物体的距离，通过盘算得到镜头的焦距，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 能够将光芒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产生变革，因此是理想的摄象元件。是取代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 凭据光的强弱积聚相应比例的电荷，各个像素积聚的电荷在视频

时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处置惩罚后，形成视频信号输出。视频信号连接到监督器或电视

机的视频输入端便可以看到与原始图像相同的视频图像。这个尺度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寓目。

第一章摄像机生长史

第一节 CCD 生长简史

CCD产物问世已有 30 多年，从其时的 20 万像素生长到目前的 500 —800 万像素，无论其市场范围照

旧其应用面，都得到了巨大的生长，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

生长速度更快。

由于 CCD 的技能生产工艺庞大，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，即将其遍及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力起来，己缩小到 1/10 以下。今后在应用产物趋

向小型化，高像素的要求下，单元面积将会越发的缩小。在小型化的同时，利用种种新开发的技能，使其

感光度不会因为单元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分别而生长的 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 极体的外貌上，加上正孔

蓄积层，这是 SONY 奇特的结构。由于设计了这层正孔蓄积层，可以使感测器外貌常有的暗电流问题得到

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物中，在拍摄移动快速的物体也可得到清晰的图象。

2、ON-CHIP MICRO LENS

80 年代后期，因为 CCD 中每一像素的缩小，将使得受光面积淘汰，感度也将变低。为改进这个问题，

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，

而是以微小镜片的外貌积来决定。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 的单元面积也越来越小， 1989 年开发的微小镜片技能，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 技能的研发上又更进一步，将以前使用微小镜片的技能改进，提升光利用率，开发将镜片的形状

最优化技能，即索尼 SUPER HAD CCD 技能。根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 根本技能奠基了底子。

4、NEW STRUCTURE CCD

在摄影机的光学镜头的光圈 F 值不停的提升下，进入到摄影机内的斜光就越来越多，使得入射到 CCD

组件的光无法百分之百的被聚焦到感测器上，而 CCD 感测器的感度将会低落。１９９８年索尼公司为改进

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