摄像头芯片分类与应用.ppt

《摄像头芯片分类与应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、摄像头芯片分类与应用目录人眼与摄像头；摄像头对人眼的拓展：时间域；空间域；能量域；频谱域；传感器选择；专题：CCD、CMOS比较；人眼的功能人眼相当于一架摄像机，人通过视觉获取绝大多数信息。人眼由角膜、晶状体、前房后房、玻璃体等环节组成。人眼局限：时间：看不到50Hz以上的闪烁，也不能长时间凝视；空间：人眼的最小分辨率空间角为1角分；能量：适合的光强为0.1lux到3000lux；频谱：只对380nm到780nm波长电磁波敏感；摄像头的目的摄像头的目的就是在如下方面拓展人眼视觉：时间、空间、能量、频谱；普通帧频--------低帧频、高帧频；普通分辨率--------高分辨率；普通照度---

2、------低照度、高动态范围；可见光域---------红外域、紫外域、X射线域、多光谱域；目录人眼与摄像头；摄像头对人眼的拓展：时间域；空间域；能量域；频谱域；传感器选择；专题：CCD、CMOS比较；时间域普通帧频在普通应用中，摄像头的帧频在5到200帧/秒之间。时间域慢扫描在一些科学仪器或者医学微光成像应用中，对图像的帧频要求不高，但是对信噪比、最低探测辐照度要求严格。这时会降低传感器的读出频率，以获取较低的读出噪音。这时，摄像头的帧周期可达到几分钟甚至数小时。时间域高速高速摄像头帧频500到2000帧，代表性的应用在：汽车碰撞试验、弹头运动分析等。时间域超高速超高速摄像头帧频可达到1

3、MHz，甚至更高。这种超高速可以采用CCD器件实现，但是只能存储很短的序列图像，如288帧。代表应用：流体力学、火焰分析、爆轰实验。空间域普通分辨率面阵：640×480、1280×1024、2K×2K等；线阵：1024、2048、4096等；空间域大分辨率面阵：5K×7k，10K×10K等；线阵：10K，14K等；典型应用：航拍测绘、卫星遥感；能量域普通照度最低照度信噪比为1时的辐照度；普通CCD摄像头敏感可达0.2Lux；普通CMOS摄像头在1Lux以上；有些监控用夜视摄像头，标称达到0.001Lux，是加上图像帧间处理后的效果；能量域低照度低于0.1Lux以下的成像，就可以称为低照度应用

4、；低照度成像分为慢扫描和视频成像两种；低照度下视频成像需要使用特殊CCD，如：EMCCD、EBCCD、ICCD；普通的CCD传感器通过慢扫描方式也可以实现0.001Lux照度下成像。延长爆光时间，提高光辐照量；降低信号读出速率，减少读出噪声；采用致冷技术，降低暗电流噪声；能量域超高动态范围动态范围：饱和照度/最低照度。饱和照度受摄像头传感器势阱容量限制，最低照度受摄像头总体噪声水平和传感器量子效率限制；普通CCD摄像头动态范围为48dB～60dB；好的CCD电路设计，加上良好的噪声抑制电路可以达到72dB；专用CMOS传感器采用非破坏电荷读取技术和非线性光电转换技术，可以达到120dB动态范

5、围。典型应用：激光焊接实时监控；频谱域可见光具备和人眼接近的光谱响应曲线，敏感区间在380nm到780nm之间，峰值出现在550nm左右；频谱域红外近红外：波长0.8－2.5um；中红外：波长2.5－25um；远红外：波长25um－1000um；红外传感器通常针对1－2.5μm、3－5μm、8－14μm三个红外窗口，如InSb,HgCdTe,Vox等；典型应用：武器导航、电站监测、油库监测、轮机检测、医疗诊断等；频谱域紫外光由于地球大气层中的臭氧对200－280纳米波段紫外光的几乎完全吸收，形成所谓的“日盲区”，工作在此波段的探测器的背景非常微弱而干净。可以使用的器件包括：BCCD、EBCC

6、D、荧光粉＋可见光CCD、紫外光电阴极像增强管等。典型应用：高压线路放电检测、指纹提取、凝胶成像、化学发光成像等。频谱域X光利用X射线生成待测样品的影像，显示其在厚度变化、内部和外部缺陷以及装配细节等，广泛应用于医疗和工业无损检测；波长略大于0.5纳米的被称作软X射线，波长短于0.1纳米的叫做硬X射线。医疗主要使用软X射线（管电压小于25kV）。能量小，对人体损伤小，具有大的吸收系数，因此成像更清晰，密度分辨率也更高。工业检测典型应用：焊缝检测、钢丝绳检测、工业CT、轮胎检测、复合材料的缺陷检测等。频谱域多光谱通常摄像头只是获得一定范围内光谱曲线积分的结果。多光谱、超光谱成像技术不同于传统的

7、单一宽波段成像技术，而是将成像技术和光谱测量技术相结合，获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐射信息，形成所谓的“数据立方”。多光谱的实现通常有两种方式。一种是采用多镜头成像，每个镜头对应一个光谱段，用带通滤波器选出对应谱段，各镜头同时对同一视场成像。另一种方式是采用单镜头成像，在焦面上采用分色系统，将不同谱段的像分开。目录人眼与摄像头；摄像头对人眼的拓展：时间域；空间域；能量域；频谱域；传